薄壁球鐵小件生產的工藝

質量為20kg，壁厚4.15mm，模型數0.8cm。結構均勻或孤立的熱節墨銷應在制造過程中解決以下四個問題。①防止產生白口和控制晶間碳化物;②提高球化級別,保證鑄件力學性能;③防止冷隔、澆不足、夾渣、氣孔類充填性缺陷;④防止鑄件熱節及內澆口引入處或冒口根部的縮凹、縮松類缺陷。1路橋材料、球形材料、育種材料和合金成分的控制1.1碳化物對鐵粉常見的碳化物影響爐料是有害元素的主要來源,如鐵液中促進珠光體元素,強促進碳化物形成元素等超過臨界值,會造成鑄鐵中珠光體量超標,并出現一次碳化物。因而,須選用穩定質量的爐料,從根本上減少有害元素的影響。(1)4%n用低Mn、低P、低S及低有害微量元素的生鐵,其化學成分w為:4.3%～4.5%C;0.95%～1.1%Si;≤0.15%Mn;≤0.04%P;≤0.02%S;≤0.0095%Cr;≤0.018%Cu;≤0.0075%Ni;≤0.0005%Sb;≤0.0013%As;≤0.0005%Sn;≤0.0005%B;≤0.04%Ti;≤0.0005%Pb;≤0.001%Te。(2)廢鋼外購廢鋼中易混入合金,應專門選用小塊散狀廢鋼料頭作為專用廢鋼。(3)返回廚房限定只使用本身的回爐料。1.2使用特殊的球形和育種材料(1)dqt-1球化劑球化劑的合理選用和稀土(RE)元素的加入是實現高強度薄壁球墨鑄鐵的關鍵。西安長泰特種合金廠,鐵素體Ⅰ型DQT-1球化劑w為:5%～7%Mg,1.5%～3.5%RE,40%～46%Si,含適量的Ba、Bi、Ca,可用于電爐熔煉,生產QT400-18,QT450-10,處理溫度1460～1530℃,加入量1.2%～1.6%。(2)re、bi、al用量西安長泰特種合金廠復合孕育劑FYJ-T型,w為65%～75%Si,1%～2%Ba,1%～2%Ca,RE、Bi、Al適量,粒度0.2～0.85mm,加入量0.15%～0.20%。可用于倒包孕育或隨流孕育。1.3優化鐵磁化學成像(1)鐵素體含量的影響含硅量較高時,較高碳當量的鐵液具有形成鐵素體含量的傾向,可減少鑄件薄壁處的共晶碳化物,還可提高球墨數量。最佳碳當量w為4.6%～4.9%。(2)%si3.6%～4.0%C;2.8%～3.3%Si;<0.2%Mn;0.045%P;0.02%S;0.05%Mg殘;0.035%RE殘。1.4電化學刑變雙工藝(1)采用中頻電爐熔煉,或沖天爐爐外脫硫—電爐雙聯工藝,提供低硫(0.03%)原鐵液。(2)使用容量300～500kg的球化包。(3)處理溫度為1490～1510℃。1.5塊度及加入量一次包內孕育,在加入球化劑的同時加入孕育劑,合適塊度為8～18mm,加入量w為0.4%～0.5%。隨流孕育或倒包孕育能防止孕育衰退,防止薄壁區碳化物的形成,加入量w為0.10%～0.20%。1.6隔等缺陷缺陷(1)對壁厚4～5mm的鑄件,澆注溫度過低,易出現澆不足、冷隔等缺陷;澆注溫度過高,珠光體、滲碳體量增加。最佳澆注溫度為1360～1420℃。(2)每包鐵液澆注時間控制在6min以內,做到鐵液溫度超工藝范圍不澆注,<1360℃鐵液回爐。2型腔擴大的發生從均衡凝固理論觀點出發,球鐵薄小件,要強調澆注系統,冒口的外部補縮。在早期集中的液態收縮階段會過多地從冒口中吸入鐵液,當大量石墨化膨脹到來時,除補償一部分收縮量外,剩余的膨脹擠壓件壁產生型腔擴大。這就是球鐵小件,既容易產生縮孔、縮松,又有大的型腔擴大傾向的原因。2.1熱噴霧劑澆口通過冒口,再進入鑄件,冒口有緩沖作用,冒口溫度高于鑄件,有較強的補縮作用。2.2離開熱節薄小件對熱節敏感,冒口引入要避開鑄件幾何熱節,開設在靠近熱節的薄壁處。2.3冒口的熱節分析在孤立熱節部位加冷鐵;對壁厚、結構均勻的鑄件,由于冒口的開設會產生接觸熱節(冒口根熱節)、流動熱節(鐵液集中流動過的部位)。冷鐵可以安放在接觸熱節和流動熱節部位。2.4澆注系統設計對10～20kg,結構、壁厚較均勻的鑄件,為了保持其結構均勻性,可以采用澆注系統補縮,直澆道、橫澆道當冒口設計,內澆口當冒口頸設計,多道內澆口分散頂上部引入,具有明顯的技術效果。2.5溢流技術在澆口引入處的對側,安放溢流耳冒口,將進入鑄件的流頭鐵液溢出,可以排渣、出氣,防止澆不足、火流等缺陷。2.6攀爬工藝有些中間分型帶芯的鑄件,可以從芯頭上爬芯引入,鐵液爬芯有利于橫澆道充滿檔渣,鐵液沿芯子表面附壁流動,有利于平穩充型。3鑄造工藝改進3.1支座鑄件,QT500-7,濕砂型,8.8kg,圖1熱側冒口熱節引入,冒口根(熱節)產生縮孔、縮松;圖2采用耳冒口離開熱節引入,工藝出品率提高,消除了熱節、冒口根縮孔、縮松缺陷。3.2環形鑄件,Q