向诸位高手讨教一个比较奇葩的问题

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 10:50:15

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今年以来，有一件一直困扰我的奇葩事儿，我们有一种出口产品的材料，铸件经过加工以及抛光后，抛光面会呈现很细小的花斑，通过低倍（60倍的放大镜）观察其表面，花斑的图案就像松花蛋上的松花一样，也像细小的小雪花，年初的时候，境外客户来公司验货，就曾经拒绝接受过，后经金相检测，实在是看不出有任何问题，性能指标也完全符合，后来在我鼓动下，老板做出了艰难的决定，这批产品暂时不收钱，如果使用有问题，那就白送给你们，如果没问题，那就在下批的订单里一道结算，客户同意了，经过使用验证，产品完全符合客户要求，并且材料的寿命指标还提高很多，今年在同行业经济不是太景气的情况下，我们做这家的业务是绝对的“加大马力”“盆满钵满”，昨天，这家客户的代表又再次到我们公司，还谈及为什么会出现这花斑，实在是有碍观瞻，我只好说，就是有这花斑，材料才好用（忽悠老外的本事，我还是有的

），最后老外就丢下一句话：你们产品的使用寿命和精读我们很满意，我们会合作得很愉快的。

现在不解的是，这花斑到底是怎么来的，我也曾经拜访过母校的教授们，也拜访过清华的资深铸造学者，都得不到令我满意的答案。

材料为低合金灰铁，碳硅当量：4.23±0.05，锰：0.6±0.1，钼：0.75±0.05，钒：0.12±0.03，钛：0.2±0.02，硫：＜0.06，磷：＜0.02.

金相组织与石墨要求：激冷层D+A，石墨大小7~9级，其余部分A，A+D，石墨大小5~7级，基体组织，铁素体＞85%，珠光体小于15%，碳化物＜1%。

产品需要5~10mm的激冷层（加工后），所以在成型时借助于成型冷铁，冷铁表面涂刷醇基锆英粉涂料，粘土砂潮模铸造。

熔炼炉为500Kg中频炉，孕育处理为两次（出炉时的冲入与浇注时的随流，总孕育量为0.3%）。

在此有请诸位专家、前辈、同行、后生可畏的小将，帮我分析一下，究竟这花斑是怎么来的？以解困惑，在此，老翻砂匠再次表示感谢！

铸造太深奥了，学不完的知识太多了... ...

拉斯特 · 发表于 2013-9-23 10:58:27

祝贺你呀，老陈！

heropen · 发表于 2013-9-23 11:56:07

陈工，晚辈不知深浅，说的不对您指正，您可以试试扫描电镜观察一下它的微观体形貌，做个能谱看看其成分分布！

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 12:14:16

回复 3# heropen

花纹处的金相是很正常的，奇怪的是，在制作花纹处的金相试样时，经过抛光机抛光，这花纹就没有了，这个试验是我母校的金相实验室做到，当时提到做个电镜扫描和能谱检测，教授与实验室的高工表示，没有多大的意思，他们怀疑是涂料起的作用，而实际上，其它的材料铸件也是这种涂料。就没有这样的现象~

铸造小猫 · 发表于 2013-9-23 14:00:14

不管有没有用，还是做下看看，那帮人不愿意做有可能是怕麻烦

王全武 · 发表于 2013-9-23 15:45:16

你做的是耐磨铸铁吧

铸魂 · 发表于 2013-9-23 15:49:33

铸造就是这么有意思

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 15:54:40

回复 6# 王全武

耐热耐磨铸铁，用于玻璃模具材料的品种之一~

王全武 · 发表于 2013-9-23 16:24:30

本帖最后由王全武于 2013-9-23 16:26 编辑

我还疑惑呢，怎么要铁素体基体呢

1成分锰：0.6±0.1，钼：0.75±0.05，钒：0.12±0.03，钛：0.2±0.02，这几样合金都是稳定碳化物即增加白口倾向的合金。2经过抛光机抛光，这花纹就没有了。说明此花纹存在深度为表层（冷却速度较快的部位）3 表面有冷铁更加加快了冷却速度。 4综上这种现象我考虑有时有有时无，此花斑与您的浇注温度波动有关，所以成分即使稳定也不是每一批都存在。
结论：此花斑为晶间碳化物、碳氮化合物——此硬质点的存在与细小石墨共存的特点，使铸件非常适合摩擦磨损条件，增长使用寿命。也印证了您说的使用效果更好。
只是猜测，错误难免，敬请指正。

castengineer · 发表于 2013-9-23 16:40:16

本帖最后由 castengineer 于 2013-9-23 16:41 编辑

回复 8# 老翻砂匠

此"花"如何.100X

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 17:00:56

回复 10# castengineer

在80倍的放大镜下看，呈小雪花状，均匀分布，金相观察依然是箩筐状的铁素体加D墨和少量的A墨~

castengineer · 发表于 2013-9-23 17:18:18

本帖最后由 castengineer 于 2013-9-23 17:29 编辑

回复 11# 老翻砂匠

如此状态铁素体?

fbai · 发表于 2013-9-23 17:18:32

大约和元素的晶间偏析有些关系吧！

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 18:04:47

回复 12# castengineer

有点类似，铁素体的枝晶是很发达，所以按我的母校老师说是“箩筐型”的铁素体。

再次谢谢前辈的回复~

castengineer · 发表于 2013-9-23 18:13:50

本帖最后由 castengineer 于 2013-9-23 18:27 编辑

回复 14# 老翻砂匠

铸件经过加工以及抛光后，抛光面会呈现很细小的花斑

1:是冷铁激冷那一侧么?
2:大约加工量是多少.3-5毫米?
3:高温退火后?

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 18:28:39

回复 15# castengineer

铸件毛坯是经过高温石墨化退火后加工的，加工余量为3.5mm，加工后的激冷层厚度控制在8mm左右~

castengineer · 发表于 2013-9-23 19:04:19

本帖最后由 castengineer 于 2013-9-24 12:54 编辑

回复 16# 老翻砂匠

在图00中,是过冷石墨的一种形式.其有两种特点:
1:其倍数不大,为100X.在其中有类如雪花状的初晶奥氏体在图片上被截取的截面.在退火后,会形成铁素体的花斑.这种图片是完全D型石墨的特征.
2:在在图01中.其是高倍下的D型石墨伴生的铁素体.可称为巢状或箩筐状铁素体,但在你的80X的情况下.可能表现为花斑状铁素体.
这两重情况,均是过冷石墨,某种状态下的金相特点.也符合你的制件过程的特征.
1:和涂料没关系.
2:是过冷石墨的某种状态下的一个金相特点.
这两张图.都是合金铸铁的过冷石墨的情况下的图片
因没见你件的图片。

谈一点看法.仅供参考.

老翻砂匠 · 发表于 2013-9-23 19:43:51

回复 17# castengineer

谢谢！

这种现象时有时无，有时（像前两个月就有一次）很严重，花斑很大，但不管怎么样，使用一直没有影响，始终没有接到客户的投诉，这次客户来访才知道，使用情况很好，没有出现过什么高温的氧化和裂纹现象（其它的供应商没有这种情况，但受命比不上我们的，模具失效的主要原因是氧化），因此可以断定，除了不好看之外，质量还是很不错的~

所以很奇怪~

xyzhlan · 发表于 2013-9-23 19:55:37

陈工，有没有实物的高清照片看看

castengineer · 发表于 2013-9-23 20:03:36

本帖最后由 castengineer 于 2013-9-24 15:43 编辑

回复 18# 老翻砂匠

这种现象的特殊性性,应和铸造工艺的动态性和件的状况不同有关.因它是,在铸件在保证了铸件结晶过冷度后.一种从冷铁激冷层的(D型+A区)到铸件激冷层最外侧的空冷区(少D型+A型区)之间其相区金相组织，必定有规律的过渡性变化,在这某一过渡区中的这种的金相特征,而这一过渡区的金相特征,会因后来铸件在加工时,加工量不同,被显现的几率不同罢了.
因最内层的D型区和铸态铁素体区,基本得到保证.而你的工艺的稳定性和合理性，已经保证了铸件的良好基态。固大体上不会影响铸件使用性能.

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