4特種鑄鐵
特種鑄鐵是指具有特殊使用性能的鑄鐵材料,主要包括抗磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐腐蝕鑄鐵。為了使鑄鐵具有這些特殊使用性能,需要使鑄鐵有一定的組織。特種鑄鐵中既有非合金鑄鐵(例如普通白口抗磨鑄鐵),也有低合金鑄鐵、中合金鑄鐵和高合金鑄鐵(如中錳抗磨用球墨鑄鐵及高鉻抗磨用白口鑄鐵等)。
對(duì)任何一種特種鑄鐵而言,首先是要求具備一定的使用性能,如抗磨、耐熱等。但由于是用來制造機(jī)器零件,就需要保證有一定的機(jī)械性能,主要是強(qiáng)度和塑性,為此需要在鑄鐵的化學(xué)成分設(shè)計(jì)上,考慮同時(shí)滿足特定的使用性能和一定的機(jī)械性能這兩方面的要求。
由于特種鑄鐵中含有大量合金元素,使得其在熔煉和鑄造性能方面,與非合金化的鑄鐵有顯著的差別。大多數(shù)合金元素降低鑄鐵的鑄造性能,而含有大量合金元素的特種鑄鐵的鑄造性能通常是很差的,在鑄造過程中容易產(chǎn)生多種鑄造缺陷,因此需要針對(duì)各種鑄鐵在熔煉和鑄造方面的特性,采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧乐谷毕莸陌l(fā)生,以保證鑄件的質(zhì)量。
5鑄鐵的熔煉
5.1熔煉對(duì)保證鑄件質(zhì)量的重要性
熔煉鐵液是生產(chǎn)鑄鐵件的重要環(huán)節(jié)。鑄件質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量、外觀質(zhì)量以及是否形成缺陷等,這些都與鐵液方面因素有直接的關(guān)系。如鐵液的流動(dòng)性、薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件的成型性以及冷隔缺陷等受鐵液溫度的影響,而熔煉的鐵液化學(xué)成分是否符合要求,則對(duì)鑄件的機(jī)械性能有直接的影響。鐵液中的氣體和非金屬夾雜物含量不僅影響鑄鐵的強(qiáng)度和鑄件的致密度,而且還與鑄件形成氣孔、裂紋等缺陷有關(guān)。隨著機(jī)械制造科學(xué)的發(fā)展,對(duì)鑄鐵提出薄壁、高強(qiáng)度的要求,鑄件的最小壁厚由過去4~6mm減小至2~3mm,這要求相應(yīng)提高鐵液澆注溫度。鐵液溫度還對(duì)鑄鐵件的內(nèi)在質(zhì)量有重要的影響,如灰鑄鐵件的質(zhì)量指標(biāo)(GZ),即與鐵液溫度有顯明的關(guān)系。在球墨鑄鐵生產(chǎn)方面,熔煉出鐵液的溫度及原始含硫量成為球化及孕育處理有否成功的先決條件。
5.2對(duì)鐵液質(zhì)量的基本要求
5.2.1出爐溫度
不同牌號(hào)灰鑄鐵件的澆注溫度范圍大致為1330-14100C。在一般情況下,鐵液的出爐溫度至少比澆注溫度提高500C,故根據(jù)鑄鐵牌號(hào)(自HT100至HT350)和鑄件結(jié)構(gòu)條件的具體情況,鐵液出爐溫度應(yīng)不低于1380-14600C。當(dāng)需要澆注特薄(2-4mm)鑄件時(shí),出爐溫度還應(yīng)提高20-300C。為了滿足澆注鑄件的需要,不同牌號(hào)可鍛鑄鐵的出爐溫度應(yīng)不低于1460-14800C。對(duì)球墨鑄鐵及其它變質(zhì)處理的鑄鐵,在其球化一孕育處理過程中鐵液的溫度會(huì)有顯著的下降,為了補(bǔ)償鐵液的溫度損失,需相應(yīng)提高鐵液的出爐溫度。
特種鑄鐵是指具有特殊使用性能的鑄鐵材料,主要包括抗磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐腐蝕鑄鐵。為了使鑄鐵具有這些特殊使用性能,需要使鑄鐵有一定的組織。特種鑄鐵中既有非合金鑄鐵(例如普通白口抗磨鑄鐵),也有低合金鑄鐵、中合金鑄鐵和高合金鑄鐵(如中錳抗磨用球墨鑄鐵及高鉻抗磨用白口鑄鐵等)。
對(duì)任何一種特種鑄鐵而言,首先是要求具備一定的使用性能,如抗磨、耐熱等。但由于是用來制造機(jī)器零件,就需要保證有一定的機(jī)械性能,主要是強(qiáng)度和塑性,為此需要在鑄鐵的化學(xué)成分設(shè)計(jì)上,考慮同時(shí)滿足特定的使用性能和一定的機(jī)械性能這兩方面的要求。
由于特種鑄鐵中含有大量合金元素,使得其在熔煉和鑄造性能方面,與非合金化的鑄鐵有顯著的差別。大多數(shù)合金元素降低鑄鐵的鑄造性能,而含有大量合金元素的特種鑄鐵的鑄造性能通常是很差的,在鑄造過程中容易產(chǎn)生多種鑄造缺陷,因此需要針對(duì)各種鑄鐵在熔煉和鑄造方面的特性,采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧乐谷毕莸陌l(fā)生,以保證鑄件的質(zhì)量。
5鑄鐵的熔煉
5.1熔煉對(duì)保證鑄件質(zhì)量的重要性
熔煉鐵液是生產(chǎn)鑄鐵件的重要環(huán)節(jié)。鑄件質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量、外觀質(zhì)量以及是否形成缺陷等,這些都與鐵液方面因素有直接的關(guān)系。如鐵液的流動(dòng)性、薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件的成型性以及冷隔缺陷等受鐵液溫度的影響,而熔煉的鐵液化學(xué)成分是否符合要求,則對(duì)鑄件的機(jī)械性能有直接的影響。鐵液中的氣體和非金屬夾雜物含量不僅影響鑄鐵的強(qiáng)度和鑄件的致密度,而且還與鑄件形成氣孔、裂紋等缺陷有關(guān)。隨著機(jī)械制造科學(xué)的發(fā)展,對(duì)鑄鐵提出薄壁、高強(qiáng)度的要求,鑄件的最小壁厚由過去4~6mm減小至2~3mm,這要求相應(yīng)提高鐵液澆注溫度。鐵液溫度還對(duì)鑄鐵件的內(nèi)在質(zhì)量有重要的影響,如灰鑄鐵件的質(zhì)量指標(biāo)(GZ),即與鐵液溫度有顯明的關(guān)系。在球墨鑄鐵生產(chǎn)方面,熔煉出鐵液的溫度及原始含硫量成為球化及孕育處理有否成功的先決條件。
5.2對(duì)鐵液質(zhì)量的基本要求
5.2.1出爐溫度
不同牌號(hào)灰鑄鐵件的澆注溫度范圍大致為1330-14100C。在一般情況下,鐵液的出爐溫度至少比澆注溫度提高500C,故根據(jù)鑄鐵牌號(hào)(自HT100至HT350)和鑄件結(jié)構(gòu)條件的具體情況,鐵液出爐溫度應(yīng)不低于1380-14600C。當(dāng)需要澆注特薄(2-4mm)鑄件時(shí),出爐溫度還應(yīng)提高20-300C。為了滿足澆注鑄件的需要,不同牌號(hào)可鍛鑄鐵的出爐溫度應(yīng)不低于1460-14800C。對(duì)球墨鑄鐵及其它變質(zhì)處理的鑄鐵,在其球化一孕育處理過程中鐵液的溫度會(huì)有顯著的下降,為了補(bǔ)償鐵液的溫度損失,需相應(yīng)提高鐵液的出爐溫度。