谈谈高强度灰铸铁生产的几种工艺手段

shine

      近年来，很多单位研究并发展了适应具体生产条件和不同铸件要求（包括薄壁高强度灰铸铁件）的高强度灰铁的生产方法，归纳起来，有以下几种。

　　一、合成铸铁工艺
8 x. a7 R- N( g3 Y
) `/ c5 d4 I( T      所谓合成铸铁工艺，就是用感应电炉熔炼，炉料中用50%以上的废钢，其余为回炉铁和铁屑，经增碳处理得到的铁液。

* `+ F0 Z" V& H　　这种方法的优点是：

( l# k% W5 o$ y6 C2 _. e　　1、炉料采用大量废钢，不用生铁，降低了铸铁成本；

5 H/ h' t+ K0 X9 Y& `! j　　2、可获得含磷量低的铁水，减少磷量对缸体、缸盖等薄壁高强度灰铁缩松和渗漏缺陷的影响；
' L. R5 R4 \7 @  c5 j6 t, Z0 c
* s+ M7 f' ]8 Q　　3、可避免生铁遗传性影响，铸铁石墨形态好，珠光体含量高，力学性能好，在同样碳当量时强度可比冲天炉铸铁提高1～2个牌号。
* h- O( B4 J# k8 \
* ?  {8 }  o  k4 t& p. o　　我国某汽车厂利用合成铸铁工艺熔炼高强度灰铸铁生产缸体，效果很好，生产结果表明：
! ?. i% M) b) l5 _
　　1、采用合成铸铁熔炼工艺浇注的缸体力学性能高，当碳当量为4.0%时，抗拉强度大于250MPa，比冲天炉熔炼提高一个牌号；

　　2、铁水断面敏感性小，缸体不同厚度断面及阶梯试块断面硬度分布均匀；
$ c2 p0 N$ h! j
　　3、铸铁含磷量低，含杂质少，克服铸件渗漏缺陷；

　　4、成本低；

　　5、熔炼工艺简单易行，容易撑握。
, m& r8 d9 m2 n
　　二、低合金化孕育铸铁工艺
, r3 v/ E% }3 h3 V0 d
6 \& l; {2 o3 r$ n4 V) Z9 V- F      调整原铁水的化学成份使其达到较高碳当量，在炉内（或包内）加入少量铬、铜、钼等合金元素，获得高温低合金化铁水，再经孕育处理，得到石墨细小、珠光体含量高、片间距小的组织，从而获得高强度铸铁。用这种方法生产高强度灰铸铁，国外用得较广泛，效果比较稳定，合金元素多是Cu，Cr、Mo、Ni等。其最大优点是可使缸体、缸盖薄壁部分的基体组织得到95%以上珠光体，硬度差小。我国某些单位用0.3%～0.7%Cr，瞬时孕育，控制铬/硅比值，解决了缸体、缸盖的生产问题。
4 \$ D6 `1 c6 h- b
　　三、调整铸铁常规化学成份及比例，获得高强度、低应力灰铸铁
3 @. j7 k1 q! C( c+ _2 ?
: W* M3 `/ \& L. j& D+ Q      在碳当量保持不变的情况下，适当提高Si/C比值是提高机床铸件强度和刚度重要途经之一。北京机床研究所等单位在这方面作了系统的研究工作，他们认为：通过调整化学成份，特别是改变硅/碳比值，使Si/C在0.5～0.9，再加上适当的孕育和合金化，可以获得具有良好综合性能的高强度灰铸铁件。

　　有关硅/碳比值的规律是：
1 L" |0 P4 y: R# x2 a5 Z. A5 I5 b$ }
　　1、在相同碳当量下，Si/C比值高，抗拉强度可提高30～60MPa，相对强度高，相对硬度低，弹性性能好；

' ^  T2 \) D/ u　　2、在相同碳当量下，Si/C比值增加，残余应力有除低趋势，应力倾向也较小；

　　3、提高Si/C比值，白口倾向小，断面敏感性小，而对铁水流动性，线收缩率无影响。
! G& [9 E" H2 K1 g3 S# y! _# U
　　调整锰、硅含量，使含MN量比含Si量高0.2%～1.3%以上，得到另一种高强度低应力铸铁。灰铸铁含MN在1.5%～3.0%范围内，提高含Mn量，尤其是当Mn量大于Si量后，能显著细化共晶团，易于获得D、E型石墨和细珠光体基体。另外，控制灰铸铁中Mn、Si差值和Mn的绝对值，使Mn、Si差值在0～0.5%，Mn大于2%，还可以在灰铸铁中得到不同类型的硬化相。
1 X& i1 s. J- F
　　因此，控制Mn、、Si差值和Mn绝对值，就能获得力学性能高，硬度均匀，耐压致密性好和耐磨性能好的高强度灰铸铁。（来源于网络，经整理）