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T型球墨铸铁管件的研制

来源: 时间:2019-06-04 08:11:09 次数:

一 化学成分的控制和选择
球铁管件的化学成分与它的组织和机械性能有着密切的关系,必须合理地加以控制。
1.碳和硅。
球铁管件1i碳和硅是对其机械性能和铸造性能影响最人的二个元素。经多次试验后确定,碳和硅一般取其晶或略高于共晶成分,以便于更好地球化和【 白口。适当提高碳硅含量,可使基体的铁素体量增加,并能改善铸造性能。球铁管什属薄壁件,为保证铁水的流动性,一般取碳当量在4.5%一4.7%范围内。为防止管件的缩孔缩松和石墨飘浮,碳应控制在3.6%一3.8%范围内。硅是强烈促进石墨化元素,适当提高硅含量,可是珠光体减少,铁素体增加,铸态增强硬度降低,塑性韧性提高。因此,管件的最终产含硅量应控制在24%一3.O%。在最终含硅量不变的情况下,将较多的硅在孕育时加入铁水,使石墨细化和提高石墨的圆整度,从而提高其机械性能。因此,要求原铁水含硅量尽量低,一般为1.4%一1.8%,以便加大孕育剂量,馆件具有理想的强度塑性和韧性。
2.锰。
锰在球铁管件中主要起合金化作用。但由于它具有偏析倾向,在共晶团晶界处易形成硫化物,是塑性和韧性降低。因此,一般控制在0.3%一0.5%范围内。
3.磷和硫。
磷形成磷共晶存在于共晶边界上,使球铁管件的塑性和强度剧烈降低,应控制在0.06%以下硫与稀土和镁有很大的亲和力,是主要的反球化元素。硫含量高、球化难、衰退快,使大量的稀土和镁消耗在脱硫上,只有当硫在铁水中降到0.o3%一O.04%以下时,剩余的稀土和镁才能起球化作用。因此一般要求原铁水含硫量在0.05%以下。
4.镁。
镁是主要的球化元素。镁在球铁管件中应有一定的残余量,一般应控制在0.O2%一O.04%。镁在加入铁水后,起着许多复杂的物理化学作用。
(1)球化作用。使铸铁结晶使析出的石墨成为球状。
(2)脱硫作用。镁与硫生成硫化镁。硫化镁密度较铁水小,熔点高,故能浮入熔渣。
(3)脱氧作用。镁与氧形成氧化镁,比铁水轻,可上浮入渣。
(4)去气除渣作用。镁的熔点和沸点较低,当加入铁水后,即产生气化沸腾和剧烈的搅拌作用,使铁水中的氧氮等气体排出铁水,而且使原有的和新生的渣物大量排出。
5.稀土。
稀土在球铁管件中的含量一定控制在0.02%一0.03%,其作用是:
(1)球化作用。稀土元素有较强的球化作用,但球化能力比镁弱。
(2)脱硫脱氧作用。稀土元素与硫的亲和力高,可减少镁在脱硫方面的损耗,稀土元素与氧的亲和力大,加入后可起脱氧去气作用。
(3)稀土有消除锌锡铅等元素的反球化作用
(4)稀土元素在铁水中能起细化石墨,强化基体的作用。
(5)稀土元素在铁水中脱硫脱氧去气可使铁水流动性提高。
二、工艺参数
I.主要工艺参数。
(1)原铁水质量是保证铁水球化的先决条件,使研究本项目的首要内容,其参数见表2。为保证原铁水质量符合要求,采取了以下措施:
① 对现有2t/h冲天炉进行了技术改造,在炉膛定型和风量风压等方面£仃_r反复研究,同时,采用固定碳>75%S<O.5%块度为50mm-8Omm,强度
灰份少的优质铸造焦炭,并对大炉工进行严格的技术培训。试验结果表j,原铁水出炉温度为141O℃一1430~C,能满足对原铁水温度的要求。
② 严把q 铁进料天是保证原铁水化学成分的重要措施,通过对几个厂生铁的对比,认为小岭钢铁厂的QIO生铁熔化的铁水符合对原铁水化学£分的要求,对生铁的要求是:C3.4%一3.7%,Si1.4%一2.O%,MnO.3%一O.6%, 0.06%,S< 0.04%。
(2)球化剂。
选用含稀土4%一6%,镁7%一9%,粒度5mm-2Omm的稀土镁合金作为球剂,其加入量根据原铁水成分而定(见表3)。球化剂加入昔与铁水成分 (表3) 篡原铁水含硫 %{0,08 0.07 0,06 1 0-05 1 0.04 0D3 1 技球化剂加入量%j 1.5 1.4 1.3 l1.2 lll1 1.0 l 鸯
(3)孕育剂。 作选用粒度5~ 20mm的75#硅铁作为前期孕育剂,总加入量为0.8%一 1吕. 2%,此孕育处理分两次进行,每次各加入总量的的50%。 ·
(4)脱硫剂。 二选用纯度90%以上工业碱面作为脱硫剂,其加入量为0.3%一O.5%。
(5)覆盖剂。选用无锈蚀且干燥的铸铁屑覆盖在球化剂上面,以延迟球化时间,其加 ;量为0.29 0.4%。
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三、球化孕育处理工艺

球墨铸铁的处理过程主要包括球化处理和孕育处理两个方面,孕育处 ■‘保证石墨的析出,球化处理保证析出的石墨成为球状。球化处理采用我厂自己研究的新型冲入法和特别设计的球化铁水包,体方法是:球化包内型尺寸为:上口直径为400mm, 下口直径350mm,高OOmm,铁水处理量为500kg。现在铁水包底修出一个坝,依次放入草灰一球‘剂一一次孕育剂一脱硫剂一覆盖剂,铁水一次出至所需用量,为避免铁水冲坝内的合金,用一块铁板盖在铁水包上,从而减少了热损失和铁水喷%,确保球化良好,当球化反应结束后,快速进行搅拌扒渣覆盖并取样化验,E时,球化处理和一次孕育处理即完毕。第二次孕育处理是将二次孕育剂在浇注包后,将球化包内的铁水倒入浇注包内,并迅速进行浇注,浇注时,9用高效孕育剂进行瞬时孕育,有效地保证了球化级别和基体的铁素体含大于65%。

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