蠕墨鑄鐵
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-09-26
蠕墨鑄鐵的實例教程
摘要：針對沖入法蠕化處理工藝在玻璃模具鑄件應用中存在的技術(shù)問題，提出了“兩步法”蠕化處理工藝，并介紹了其在玻璃模具鑄件中的應用。生產(chǎn)實踐證明，“兩步法”蠕化處理工藝能夠制備蠕化率穩(wěn)定、收縮傾向小的蠕墨鑄鐵玻璃模具，顯著提高了模具的使用壽命。
在玻璃制品成形過程中，玻璃模具對產(chǎn)品的外觀以及品質(zhì)的作用非常大。由于初成形模具頻繁地與1 100 ℃左右的熔化玻璃液接觸，成形模的溫度也在450~650 ℃之間變化，另外模具開合過程中，模具受到冷熱的交變作用，產(chǎn)生熱應力、氧化和機械作用，因此，對模具材料性能所提出的要求極其苛刻。一般來講，玻璃模具材質(zhì)應具備下列一些特質(zhì)：抗氧化生長、耐熱沖擊、耐熱疲勞、導熱性好、高溫耐磨、線膨脹系數(shù)小、易于機械加工、組織致密均勻、粘附溫度高、耐腐蝕性能好等。
目前常用的模具材料有：普通灰鑄鐵、D型石墨鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、銅合金、鎳基高溫合金、不銹鋼等，其中，鑄鐵模具材料的消耗量最大，大約占90%左右。與灰鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵具有較好的強度、抗氧化生長、抗熱疲勞、耐磨性好等優(yōu)點，與球墨鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵具有較好的導熱性和抗變形能力，因此，蠕墨鑄鐵更適合于制作玻璃模具。但是，蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)過程中，蠕化率穩(wěn)定性差，且鑄件容易產(chǎn)生縮孔和縮松等缺陷。而蠕化率又是影響玻璃模具物理性能和使用性能的主要因素。因此，多年來，蠕墨鑄鐵在玻璃模具中的應用一直沒有很好的推廣開來。目前，國內(nèi)鑄造企業(yè)處理蠕墨鑄鐵基本上采用傳統(tǒng)的“一步法”，即沖入法或者喂絲法。由于影響蠕墨鑄鐵蠕化率等冶金質(zhì)量的因素非常多，譬如，爐料種類、熔煉工藝與過程、爐前蠕化處理過程、出鐵過程、工人操作水平、鐵液的運輸與澆注過程等。在蠕化處理過程中，有些因素不能夠做到很好地人為控制。所以，“一步法”蠕化處理工藝很難穩(wěn)定蠕墨鑄鐵的冶金質(zhì)量。
展開 第一章： 鐵
01 生鐵
02 鑄鐵（灰鑄鐵，球墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵，可鍛鑄鐵等）。球墨鑄鐵中的石墨呈球形，蠕墨鑄鐵中的石墨呈蠕蟲形。
第二章：鋼
01 鑄鋼
02 碳素鋼（低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼）與合金鋼（低合金鋼，中合金鋼，高合金鋼）
03 還有一種分類方法：結(jié)構(gòu)鋼；工具鋼；特殊鋼（不銹鋼，耐熱鋼，軸承鋼，彈簧鋼）。
04 型鋼；鋼管；鋼板；鋼帶；鋼筋；鋼絲；鋼絲繩；鋼絞線；鋼軌。
05 常用結(jié)構(gòu)鋼有：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。
在缺陷直徑大于40mm、深度大于8mm的情況下，配合大電流、連續(xù)焊工藝，可使焊縫蠕化率達50%以上。焊縫基體組織為鐵素體加珠光體，無滲碳體出現(xiàn)，焊接接頭最高硬度為270HBS，有良好的加工性，焊接接頭的抗拉強度為390MPa，伸長率為2.5%，能與母材相匹配。
⑶異質(zhì)焊縫電弧冷焊 采用牌號為Z308的純鎳蠕墨鑄鐵電弧冷焊焊條，具有最好的加工性，焊接接頭的抗拉強度可達298MPa，伸長率為6%，能與母材相匹配。
蠕墨鑄鐵焊條、焊絲目前尚未列入國家標準型號。
文章來源：鋼鐵裁縫之焊接
⒌HT250及高牌號灰鑄鐵的生產(chǎn)技術(shù)
隨著柴油機功率的增大，對灰鑄鐵缸體、缸蓋材料的性能要求也不斷提高，從HT250的牌號，提高到HT300，甚至達到HT350，以滿足大功率的需要。這給生產(chǎn)帶來了相當大的難度。常規(guī)的提高材料性能的一些工藝措施會增大鑄鐵的收縮傾向，產(chǎn)生過高的廢品率。
蠕墨鑄鐵是大功率柴油機缸體、缸蓋材料的發(fā)展方向，但蠕墨鑄鐵的切削性能差，同灰鑄鐵相比相差2～3倍，這是制約蠕墨鑄鐵應用的很關(guān)鍵的問題。另外，如何保證鑄件不同壁厚都能有很好的蠕化率，這方面還沒有完全過關(guān)，仍需研究。
HT300灰鑄鐵缸體我們已經(jīng)可以穩(wěn)定生產(chǎn)，對HT350及更高牌號灰鑄鐵的生產(chǎn)技術(shù)，我們也正在進行開發(fā)研究，采取的措施是在保持高碳硅量的基礎(chǔ)上，采用變質(zhì)處理技術(shù)，不增加合金用量，但可以獲得非常高的強度，鐵液的收縮傾向仍然很小。
具體做法是：原工藝碳硅當量（CE）約為4.0%，合金含量（wB）為0.2%Cr,0.3%Mo,0.5%Cu,0.04%Sn,試棒性能可以達到HT350。
由于鉬成本太高，我們開發(fā)了新的變質(zhì)處理技術(shù)，用GF3580變質(zhì)劑進行處理，在不加鉬鐵的情況下，試棒性能超過加鉬，最高的性能達到了HT400以上。同時考察了鐵液的白口和收縮傾向，由于碳硅量較高，而合金量并沒有增加，所以鐵液白口和收縮傾向不大，這就很好地解決了強度和收縮的矛盾。
該技術(shù)目前正在進行批量生產(chǎn)驗證試驗，許多方面需要進行考核，還不能說是成熟的技術(shù)。但從現(xiàn)有的技術(shù)指標來看，灰鑄鐵在不增加鐵液收縮傾向的前提下，提高性能仍然有很大的潛力，當HT350及更高牌號灰鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)可以生產(chǎn)復雜缸體、缸蓋時，鑄鐵的生產(chǎn)技術(shù)將會產(chǎn)生重大飛躍。
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展開 4.石墨化與非石墨化增碳劑吸收率的比較
（1）吸收率比較 表1所列是某廠現(xiàn)使用的增碳劑種類，普通煅燒石油焦增碳劑主用于部分灰鑄鐵件的生產(chǎn)，石墨化石油焦增碳劑主要應用于球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵件的生產(chǎn)。
跟蹤每種同一批次的增碳劑使用時的增碳效果，統(tǒng)計其吸收率，數(shù)據(jù)見表2。電爐型號為10t/h、15t/h中頻感應電爐，三種增碳劑的加入方式都是隨爐料分批加入。
比較這三種規(guī)格增碳劑的吸收率，相同粒度下，石墨化增碳劑的吸收率要高于煅燒石油焦增碳劑，同種類型增碳劑，粒度小的吸收效果更好。
結(jié)語
石墨化增碳劑與非石墨化增碳劑在中頻感應電爐熔煉條件下，石墨化增碳劑要高于非石墨化增碳劑 ，兩種增碳劑固定碳含量、灰分、揮發(fā)分以及吸收率相差不大，差異較大的是N、S兩種元素的含量，而C、N、S三種元素都會對鑄件性能會產(chǎn)生較為顯著的影響。選用增碳劑時要根據(jù)產(chǎn)品特性，選用合適的增碳劑，保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低生產(chǎn)成本。
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蠕墨鑄鐵的最新內(nèi)容
蠕墨鑄鐵的焊接工藝
蠕墨鑄鐵除含有C、Si、Mn、S、P等元素外，還含有少量稀土蠕化劑，但其稀土含量比球墨鑄鐵低，故焊接接頭形成白口的傾向比球墨鑄鐵的小、比灰鑄鐵大，力學性能高于灰鑄鐵而低于球墨鑄鐵，抗拉強度為300～500MPa，δ為1%～6%。
目前常用的模具材料有：普通灰鑄鐵、D型石墨鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、銅合金、鎳基高溫合金、不銹鋼等，其中，鑄鐵模具材料的消耗量最大，大約占90%左右。與灰鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵具有較好的強度、抗氧化生長、抗熱疲勞、耐磨性好等優(yōu)點，與球墨鑄鐵相比，蠕墨鑄鐵具有較好的導熱性和抗變形能力，因此，蠕墨鑄鐵更適合于制作玻璃模具。但是，蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)過程中，蠕化率穩(wěn)定性差，且鑄件容易產(chǎn)生縮孔和縮松等缺陷。
蠕墨鑄鐵技術(shù)
蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能，有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大馬力氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是在汽車業(yè)，其主要產(chǎn)品則是發(fā)動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋鑄件。
★采用電爐合成鑄鐵工藝生產(chǎn)高品質(zhì)球鐵、蠕墨鑄鐵及高強度灰鑄鐵，在不增加鑄造企業(yè)設備投入，不增加人力投資情況下，直接降低生產(chǎn)成本約1000元/t左右。同時性能可以提高一個牌號。
★采用電爐合成鑄鐵工藝適應市場對多類高品質(zhì)鑄鐵件的需要，采用電爐用增碳工藝選用價格相對低廉的爐料，可以降低生產(chǎn)成本。
鑄鐵名稱，代號及牌號表示方法
鑄鐵名稱
代號牌號
表示方法實例
灰鑄鐵
HT
HT100
蠕墨鑄鐵.
- 鑄鐵有3種主要類型：灰口鑄鐵 (GCI)、球墨鑄鐵 (NCI) 和蠕墨鑄鐵 (CGI)。
- 鑄鐵以Fe-C為主成分，帶相對高的硅含量 (1–3%)。
- 碳含量超過2%，這是C在奧氏體相中最大的溶解度。
蠕墨鑄鐵是大功率柴油機缸體、缸蓋材料的發(fā)展方向，但蠕墨鑄鐵的切削性能差，同灰鑄鐵相比相差2～3倍，這是制約蠕墨鑄鐵應用的很關(guān)鍵的問題。另外，如何保證鑄件不同壁厚都能有很好的蠕化率，這方面還沒有完全過關(guān)，仍需研究。
在利用超聲波測定鑄鐵組織時，片狀石墨的聲速為4500m/s、蠕墨鑄鐵為5400m/s、球墨鑄鐵5600m/s，此外在鑄鐵中高頻衰減率的變化也可判斷鑄鐵類型，球鐵中心頻率為5MHz而片狀鑄鐵僅為1.5MHz。目前還有單位正在用超聲波作球化級別的測定，已可測定合格的球化級別和不合格的產(chǎn)品（3級和4級之間），但還不能進行更細分級測定，此方法正在完善中。
（JB/T 3829-1999）
【100】石墨形態(tài)…JB/T 3829-1999比較評級
【101】蠕化率…JB/T 3829-1999
【102】珠光體數(shù)量…JB/T 3829-1999自動評級
【103】蠕墨鑄鐵金相__磷共晶類型…JB/T 3829-1999比較評級
【104】磷共晶數(shù)量…JB/T 3829-1999
（3）CGI (蠕墨鑄鐵) 鉆削技巧
CGI通常不需要特別注意。它會產(chǎn)生比灰口鑄鐵更大的切屑，但切屑容易斷裂。切削力更高，因此會影響刀具壽命。需要使用超級耐磨的材質(zhì)。會出現(xiàn)與所有鑄鐵同樣典型的刀尖磨損。
1）如果出現(xiàn)的問題與切屑成形有關(guān)，則提高切削速度Vc并降低進給fn。
2）內(nèi)冷設計。
