耐磨高铬合金铸铁（精选4篇）
耐磨高铬合金铸铁 篇1
0 引言
无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的主要服务对象主要是电力、煤炭、矿山、水泥、化工等行业, 特别是对于电力行业而言, 其应用更加广泛, 不仅增强了电厂磨煤机的安全运行, 而且可以使企业的经济效益大大提升。因此, 对无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的研制与应用的探讨有其必要性。
1 化学成分分析
最近投放于市场的“新一代无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板”, 根据大量的调查研究发现, 其性能良好、安全性高、耐磨性能高, 而且生产成本低, 具有良好的经济效益和社会效益, 性价在市场上占据足够的优势, 虽然在市场上的投入时间不长, 但其已经得到广大用户的青睐, 当前已经实现大批量的生产。在这里我们主要针某水泥公司使用的口4.2×13m大型磨机Crl5高铬铸铁衬板为例进行具体的说明:
与传统的高铬铸铁衬板相比, 其化学成分得到进一步的优化, 具体的化学成分以及相关的比例情况如表1所示:
针对上元素的成分表, 以下作详细的说明:
首先是碳铬成分的确定。在高铬铸铁衬板中, 碳和铬是决定其基体组织的重要元素, 其中以碳化物为主, 整体的结构和性能得以优化。在整个结构中, 碳元素的比例决定共晶碳化物数量, 而碳化物的类型则主要由铬量所决定。
其次是硅锰元素及成分的确定。一般而言, 在高铬合金铸铁中硅属于限制性的元素, 主要原因是由于硅易溶入基体中, 这会在很大程度上使得碳在奥氏体中的溶解度大大降低, 与此同时, 溶入的硅元素部分又与铬与碳结合, 形成共晶化合物, 使奥氏体中铬的溶解度又得以降低, 那么整体结构的稳定性就会降低, 因此, 必要控制好硅含量, 要求应在≤0.8%的范围内。
2 处理技术
根据大量的文献和实验研究发现, 通过改变高铬铁共晶碳化物的分布情况以及形态, 可以在很大程度上提高其强韧性, 这也是目前最为经济最为有效的一种方法, 具体的方法如下:
首先对铁进行变质化的处理, 有效地控制其凝固情况, 改变碳化物相互交错的、粗大的杆簇状, 使其成为分布均匀且孤立的细杆状, 更为重要的可以使得共晶碳化物得到细化, 大大地降低了碳化物对基体的割裂作用, 一方面, 可以提高冶金质量, 达到所要求的高性能, 另一方面, 可以进一步提升高铬铁件的韧性、强度以及耐磨性。
其次, 把握碳化物形成的核心元素。一般而言, 高铬铁件结构中的碳化物其主要的核心元素有V、Ti、Nb等, 在结构中, 由于这些元素的存在, 使得组织结构细化, 尤其是对于是Nb元素的引入, 通过一定的强化以及沉淀处理, 将奥氏体晶粒细化, 与此同时, 将相变后的组织进行细化, 从根本上改善其他搞疲劳性能和韧性。在具体的设计时, 主要的元素比例情况如下:
3 熔炼工艺
对于优质的铸件产品而言, 除了要进行化学成分的合理优化以外, 同时, 不要优化其熔炼工艺, 通过在化学成分的指令下, 提高铁液的洁净度, 提升冶金质量, 最大限度地铸件的内部缺陷。一般而言, 其内部缺陷主要与铁水的质量密切相关, 为此, 在这里的一个关键性的问题就是要采取有效措施清除铁液中的氧化物、硫化物、硫氧化物以及各种非金属杂物和有害气体。
另外是要把握熔炼的过程, 简单来讲, 就是除气去杂的精炼过程。在熔炼过程中, 采用有效措施进行脱磷脱硫, 具体可以从以下方面把握:一是对于废钢的处理, 要提高废钢质量, 尽可能地降低有害元素和各种非金属夹杂物, 提高炉料质量, 确保废钢洁净干燥, 明确其中的化学成份。二是对于配料的处理, 在熔炼前, 要准确计算出各种配料的含量, 确定其准确的化学成份, 采用合理的配料工艺, 提高铸件性能。
此外, 机械性能检测。根据相关的规范和要求, 对现有的处理技术以及制造而成的铸件进行性能检测, 从而优化工艺质量, 提高铸件的生产水平与质量, 不仅可以节约资源, 而且有利于成本的降低。
4 结论
总而言之, 为了更好地降低企业生产成本, 需要我们进一步加强钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的分析, 优化其化学成份构成, 采用合理的技术和工艺, 提高其产品的质量, 进而为企业创造可观的价值。
摘要：无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板具有安全性高、使用性能好以及耐磨性能高等优点, 而且与传统的衬板相比, 生产成本低, 具有良好的经济效益和社会效益, 为了更好促进无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的推广和应用, 在这里对无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的研制与应用进行简单分析与探讨。
关键词：无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板,研制,应用
参考文献
[1]李固成, 韩书臣, 宋芳, 薛晋中, 李永华.新一代无钼镍高铬合金铸铁耐磨衬板的研制与应用[A].中国铸造科工贸联谊活动筹备处、中国《铸造设备研究》杂志社.第8届中国铸造科工贸大会论文集[C].中国铸造科工贸联谊活动筹备处、中国《铸造设备研究》杂志社, 2008, 7.
[2]陈思杰.一种高铬合金耐磨铸铁衬板的热处理[J].热加工工艺, 2011 (10) :184-186.
高铬耐磨铸铁热处理工艺性分析 篇2
关键词：高铬铸铁磨球,热处理,硬度,冲击韧度
0 引言
高铬磨球的化学成分Cr含量>12%, 其中碳化物呈断续网状分布, 且通过一定的热处理加工, 可获得以马氏体为主的基体组织, 因此具有比一般白口铁高得多的韧性和耐磨性能[1]。本课题的目的主要在于针对一定成分的高铬铸铁磨球, 利用所学知识, 从理论上加以分析, 制定合理的热处理工艺, 包括加热方式、加热温度、保温时间、冷却方式、回火温度、回火保温时间等内容, 改变铸铁磨球内部碳化物存在类型及形态[2], 在尽量降低能耗、简化工艺的同时, 力求使磨球的表面硬度由原来的50 (HRC) 提高到≧55 (HRC) , 并且有≧15mm的硬度层, 在现在企业可实现的前提下, 使一次磨球的性价比提高10%以上。
1 试验材料及方法
研究表明, 合理的调整合金白口铸铁的化学成分可适当的改变碳化物类型及形态。[3]通过有效的添加变质剂可以调整碳化物生长的择优取向, 改善碳化物的形貌, 能够有效的提高白口铸铁的强韧性[4]。综合以上因素, 本试验采用高铬磨球的化学成分为如表1所示。实验所用磨球经中频感应炉熔炼制成Φ110的磨球样本, 将制成的磨球样本分别加热至不同奥氏体化温度下保温, 经油冷冷却后进行回火处理, 见图1。将上述各个热加工后的试样分别测试表面硬度, 选择硬度值≧55 (HRC) 的试样将磨球切开, 切取半径最大处的磨球薄片, 沿直径方向每隔一定距离 (表层高硬度区3mm/个, 内部低硬度区5mm/个) 测定磨球的硬度并进行记录。用HRC-150A洛氏硬度计分别测试其冲击韧度和硬度;用JSM-5500LV扫描电镜D/MAS2000PCX射线衍射仪对试样进行显微组织观察及碳化物类型测定。
2 试验结果与分析
2.1 磨球金相组织分析
通过观察磨球金相组织可以发现高铬磨球经不同的热处理工艺的作用下, 内部组织形态及碳化物的形貌发生显著变化, 如图2所示为磨球铸态组织与热处理后的磨球金相组织照片。
通过对比可以看出, 铸态组织的碳化物呈粗大网状分布, 碳化物尖角明显;经热处理后的组织网状碳化物出现许多颈缩连接, 局部出现断网现象, 且碳化物尖角出现圆钝化特征。此外, 莱氏体的形貌也发生较大变化, 由铸态下的连续网状变化为块状或条状形貌, 网状的消失降低了磨球的脆性, 同时莱氏体的块状分布提高了材料的耐磨性能。
由图2中可以看出, 淬火温度对组织的影响十分明显, 加热温度越高, 晶粒受热影响会长得比较粗大, 随后冷却过程中, 会得到粗大的马氏体组织, 会降低磨球的韧性, 导致磨球容易发生脆性断裂。因此, 淬火温度不应过高。
2.2 试样力学性能
材料的硬度对耐磨性的影响很大, 通过硬度测试可以间接了解材料耐磨性的变化情况, 如图3所示, 将由不同热处理工艺处理后的磨球试样进行表面及心部硬度测试, 观察图3可以发现, 加热至820℃淬火的磨球硬度值为51HRC, 表面硬度值偏低, 不能够满足耐磨性要求;加热至900℃和加热至850℃淬火的磨球表面的硬度值HRC都在60以上, 硬度足以满足使用需要。
由图4可以看出, 磨球经热处理后从心部到表面硬度值有一梯度变化, 这对磨球的冲击韧性提高有帮助, 表面的高硬度层耐磨性较好, 心部较软, 能通过变形吸收一部分冲击功, 韧性较好。硬度值的梯度变化, 使得心部的韧性组织通过局部变形, 能有效的吸收冲击功, 近而防止了微裂纹的产生与扩展, 使得磨球避免了从高空落下时由于巨大的冲击作用而产生裂纹甚至断裂, 也对提高磨球组织的抗疲劳性能有较好的作用。
另外, 900℃淬火350℃回火的磨球, HRC在55以上的硬度层有12mm厚, 850℃淬火350℃回火的磨球, HRC在55以上的硬度层有16mm厚, 比较发现, 850℃淬火350℃回火的磨球具有更好的抗磨损性能。
2.3 磨球碳化物类别分析
将加热至850℃淬火, 后350℃回火的磨球进行X射线衍射试验, 可以了解磨球内部碳化物的主要类型, 有助于分析磨球耐磨性的变化, 图5为试样磨球的X射线衍射图片。
研究表明, 通过高合金化和热处理手段可得到马氏体或奥氏体或二者混合型的基体以及铬的特殊碳化物[5]。由图5可以看出, 磨球内部碳化物类型主要以 (Cr, Fe) 7C3型碳化物为主, (Cr, Fe) 7C3型碳化物的硬度值很高, 在1200HV以上, 通过热处理的方式获得大量此种碳化物, 可以大大提高磨球的硬度及耐磨性, 而且此种碳化物在磨球中常以束条状存在, 对基体的割裂作用小, 有助于提高磨球的韧性和抗冲击性能。
3 结论
对高铬磨球进行淬火处理, 使之成为M氏体基体上分布着 (Cr, Fe) 7C3型高硬度碳化物的组织形态, 对磨球表面耐磨性的提高有较好的效果。淬火温度的控制很重要, 过高会使得残余奥氏体多, 硬度低且加工硬化时产生的应变应力大, 过低时淬火后的M氏体硬度不够, 耐磨性不高。
磨球在850℃淬火350℃回火时, 表层有一层HRC≥55, 厚度d>15mm的硬度层, 心部的硬度较低, 能有效地吸收冲击功, 有利于磨球的抗冲击韧性的提高。
参考文献
[1]颜爱民, 热处理对高铬铸铁磨球组织与性能的影响[J].金属热处理, 2004:56 (4) 43-47
[2]刘云旭, 金属热处理原理[M].北京:机械工业出版社, 1981:213-220
[3]许利民, 王秀梅, 孙剑波, 谢颖, 微合金化多元高铬铸铁磨球的研制[J].2005:35-37
[4]郭志宏, 卫英慧, 王宏伟.高铬铸铁磨球热处理工艺研究[J].2012, 27 (8) :24-25
耐磨高铬合金铸铁 篇3
关键词：高铬铸铁,立轴式冲击破碎机转子体,耐磨性能
1 概况
随着国内建筑市场的持续增温及国家对河沙滥采的有效控制, 国内对人工砂的需求也大大增多, 立轴冲击式破碎机 (制砂机) 从而得到越来越广泛的运用。据文献[1]介绍, 国产制砂机除了在技术上与国外设备存在巨大差距外, 其关键配件的使用寿命严重制约着该类设备发展。类似国外设备的配件供应不及时外, 价格太高, 如何在国内有限的材质下, 采用合理的铸造工艺, 最大限度的提高关键耐磨配件的使用寿命, 进而提高其经济性, 已成为制砂机制造商及用户首要解决的问题。目前耐磨材料的种类很多, 主要有高锰钢、中锰球铁、低合金白口铁等。低合金白口铁虽然能够适应低载荷下的冲击, 但使用寿命极短不是理想的材质。高锰钢属于奥氏体组织的钢种, 在高冲击下易产生加工硬化, 因而具有一定的耐磨性能, 但对于中低应力下的冲击则不能发挥出良好的耐磨性, 高铬铸铁是继高锰钢之后的第三代耐磨材料, 由于其组织中含有理想的M7C3型共晶碳化物, 而且容易得到马氏体组织, 与其它耐磨材料相比则显示出较大的优越性, 因此得到广泛的应用。但高铬铸铁较脆, 在制砂机高速高冲击下容易断裂、破碎, 而且在实际生产中很难把握其形成机理, 得到理想状态下的基体组织。针对这种情况, 我们在常规工艺的基础上, 进行改进并经过相应的热处理, 提高其耐磨性和使用寿命, 从而达到良好的经济效益。
2 国产某型制砂机耐磨件的主要失效形式
转子体是国产某型制砂机的关键部件, 它大多是由Q345 (16Mn) 低合金结构钢钢板经焊接构成一空心圆柱体, 安装在主轴装置上部轴端, 用圆锥内、外套和键连接, 从而传递高速重载大扭矩 (其装配图见图1) 。其耐磨件衬板主要由1、上保护圈2、分料盘3、抛料头、4、下保护圈5、分料板6、上导流板7、反击板8、下导流板9、铁砧等组成。其中上保护圈、抛料头、下保护圈等为焊接件, 不予讨论。
制砂机工作时物料由转子上端的中心落料环进入转子内腔中心, 由转子中心的耐磨分料盘将物料均匀地分配到转子的各个加速通道, 在通道终端安装有特殊合金材料的耐磨抛料头。转子在加速通道中将物料快速加速到65～80米/秒的线速度, 先撞击高强度抛料头并沿切线方向抛射出去, 冲击到涡动破碎腔中的物料垫层、铁砧或折返回来的物料上, 产生强烈的自粉碎和撞击粉碎。经研究, 转子体耐磨衬板的受力主要来自随转子体高速旋转的砂石料的摩擦冲蚀及惯性力冲击, 砂石料的摩擦属于中低载荷, 惯性力冲击随物料的质量大小而增大。如果耐磨衬板表面硬度较低, 在砂石料的冲蚀下, 工作面与砂石料间的摩擦力很大, 且长时间作用于衬板表面, 加之二者发生相对滑动, 使衬板表面出现沟槽, 并在相邻区域出现塑性变形, 导致叶片表面产生断裂应变, 最终形成裂纹而破碎, 使衬板报废。由此可知, 在低载荷冲击下硬度对耐磨性的影响占主导地位, 我们正是利用高铬铸铁高硬度的特点, 对铸造工艺及热处理工艺加以改进, 从而满足其工况条件下的使用要求。
1-浇注系统2-冷铁3-铸件4-砂型
3 高铬铸铁衬板的组成成分的优化
3.1 高锰铸铁的共晶体
高铬铸铁是以铬为主要合金元素, 辅以一定量的其它合金元素而组成的抗磨材料, 通常含铬量在12%～35%之间, 若含铬量过大基体中会形成很多硬的碳化物, 虽然具有优良的耐磨性能但机械性能特别是延伸性能较差, 不宜作为对抗拉强度有一定要求的转字体衬板材料。因此, 铬含量应适中。大多数高铬铸铁是属于亚共晶成分, 它们凝固时会先形成奥氏体树枝晶, 接着在一定温度范围内同时析出奥氏体和M7C3型碳化物组成的共晶体, 这种M7C3型碳化物的硬度可达HV1300～1800, 足可以抵抗石英 (HV900～1280) 的磨损。其次这种碳化物分布连续性较差, 呈厚片状, (见图2) 对基体的削弱作用小, 因而能够使铸铁保持较高的韧性, 所以我们在工艺优化的过程中应力争在高铬铸铁中得到以马氏体为基体, 分布有M7C3型碳化物的组织。
3.2 碳、铬比例的优化
一般说来, 碳量决定碳化物的数量, 同时还直接影响着材质的机械性能, 为保证硬度和强度的配合, 碳量不宜取过高值。根据文献[2]在满足Cr/C比在4～8之间的条件下, 取Cr为13%～18%, 则C取2.5%～3%。在这种情况下, 可得到连续韧性基体上均匀分布M7C3, 即高铬铸铁衬板具有较高的耐磨性, 同时具备很好的韧性。
3.3 锰、钼比例的优化
高铬铸铁在中低冲击工况条件下的理想抗磨组织为马氏体基体上分布着孤立的杆状碳化物, 而想要获得马氏体的基体组织除需要此种材质具有良好的淬透性外, 最好是在铸态下得到奥氏体组织钼对于提高淬透性作用很大, 但它的价格比较昂贵, 所以采用以锰代钼。根据文献[2]对于壁厚60mm左右的工件Mn含量在3%左右, Mo含量在0.5%左右时, 即可完全抑制珠光体, 获得单一的奥氏体组织, 从而获得较高的淬透性。
3.4 其他合金元素的优化
铜能提高淬透性, 当钼与铜配合使用时提高淬透性的作用更大, 但铜在奥氏体中的溶解度有限, 故Cu选择0.8%-1.2%。
硅降低淬透性, 但同时它又可提高Ms点, 所以当Mn含量高时, 可适当提高Si的含量, 取0.8%～1.0%。
硫降低流动性, 与锰的亲合力较大, 会消耗一部分锰。磷则形成磷共晶体, 降低铸件的韧性, 所以铸铁件中应尽量降低其含量。故S<0.06%, P<0.1%。
综上所述, 高铬铸铁衬板的组成成分的优化见表1:
4 铸造工艺及热处理工艺的优化
4.1 炉料的熔炼工艺
用0.25t中频感应电炉熔化铁液, 为降低生产成本和保证铁液质量, 在熔炼过程中主要采取以下措施:4.1.1采用酸性炉衬熔炼。采用此种方式不仅硅砂价格低廉, 而且熔化过程中炉衬不易开裂, 热稳定性好。同时电阻率比镁砂相对要小, 有利于熔化效率的提高。4.1.2配料时一定要控制炉料成分保证炉料的质量。4.1.3采用合理的加料顺序。先加少量的铬铁及全部的钼铁, 再依次加入其它炉料, 但必须保证炉料的紧实, 这样有利于导电和导磁。4.1.4熔化开始应以小功率送电, 然后逐步将功率增大, 并随炉料的熔化经常捣料。4.1.5在铁液浇注前, 应将铁液过热到1480℃左右, 以不使铁液出现沸腾的“驼峰”现象为准, 这有利于铁合金的充分反应而不会卷入大量的氧化性气体。4.1.6应在出炉前10～15min用锰铁来预脱氧处理;7～8min用0.25%的硅铁进行初脱氧;2～3min用0.05%的铝进行终脱氧或在浇注过程中加入少量的稀土硅进行变质处理。
4.2 浇注工艺
用事先准备好的砂箱进行手工造型, 但应注意浇注系统的合理开设及冷铁的使用, 严格按工艺图进行。合箱前应仔细检查型腔是否畅通, 以保证铁液充型, 其合箱形式如图3。浇注时应遵循高温出炉低温浇注的原则, 如果浇注温度过高, 不但容易烧坏冷铁, 而且铁液收缩率较大, 易产生铸造缺陷, 所以浇注温度不宜过高, 一般选在1380～1420℃之间。浇注后应及时打开砂箱, 这样有利于获得细小晶料的铸态组织。
4.3 热处理工艺
转子体衬板除需要高的硬度外, 还需一定的韧性相配合, 否则会被高速旋转转子的惯性力折断, 所以还要进行淬火加回火来提高其综合性能。热处理温度的确定应以获得均匀而细小的奥氏体晶粒为原则, 以便淬火后得到细小的马氏体组织。奥氏体晶粒的长大与淬火温度成正比, 所以选择的温度不宜过高, 而且淬火后还应及时对工件进行回火处理, 这样不仅可以消除淬火时产生的应力, 还可以得到一定数量的回火马氏体。因此既保证了基体的高硬度, 同时又提高了衬板的韧性。具体工艺如图4所示。
5 结论
合理的对高铬铸铁的组成成分进行优化, 并采用科学的熔炼、浇注、热处理工艺, 实现了铸件的顺序凝固, 在叶片表面产生了致密而均匀的细小的耐磨晶粒组织, 使得耐磨衬板的综合性能得以显著的发挥。在立轴式冲击破碎机转子体上应用后, 平均寿命可达500小时以上, 充分降低了制砂成本, 大大弥补了国产制砂机的不足。
参考文献
[1]李本仁.浅谈立轴冲击式破碎机[J].矿山机械, 2004, 1.
耐磨高铬合金铸铁 篇4
目前, 据行业不完全统计, 气门座圈从毛坯到成品真正的合格率仅为 50%, 这不仅提高了发动机气门座圈失效的风险, 同时又大大增加了产品成本。为此, 不少企业通过增添先进的检测设备, 也在工艺上动了不少脑筋, 对生产过程作了改进, 例如:浇口、浇道加粗、模壳提高强度、浇注降低温度、浇注速度先快后慢、热冷模壳浇注等等, 虽然有些缺陷得到了改善, 但其合格率也只能达到 60 %左右。我们通过参考文献的查阅, 从材料的热导率及收缩性特性参数入手, 经过多年的尝试与研究, 合格率最终保持在90%左右。
众所周知气门座材料一般都是含铬量较高的合金材料, 根据我公司目前来说, 主要气门座高铬合金材料也有几十种, 例如:QZ3、QZ4、QZ5、QZ6、SIVS-1、PL12MV、PL33、PL500、X200、X150、V5、V300、V450、VE7T、Cr3Mo4、镍基合金、钴基合金等, 含铬量高在铸造工艺中, 它具有热导率低17.58w/ (m.k) 的特性, 不像灰铸铁是50.24～62.8w/m.k, 收缩性大、塑性差、切削性能差等特点。在实际生产中许多高铬合金铸铁使用寿命短的原因, 并不是化学成份与金相组织不符合要求, 而往往是其内部存在疏松、气孔和夹杂等铸件缺陷引起的, 所以我们在铸造生产过程中必须引起高度重视。下面我本人根据30几年来专业搞气门座砂型及失蜡铸造的实践与经验, 就“为什么高铬合金铸铁气门座中心部位会产生显微疏松 (俗称:“黑点”) ”的问题做如下分析:
1描述产生的原因
对上述疏松这个问题, 不同企业有不同认识, 一般认为高铬合金收缩性大, 根据目前同行业的工艺是无法解决的。虽然疏松产生在铸件中心部位, 但产生最明显的部位是二股钢水相碰位置, 也就是内浇道对角, 有人曾经为了解决这个问题, 在内浇道对角增加冒口、安放排放气孔等, 结果疏松更明显 (目测可见) , 还有一些企业为了节约成本, 采用湿型砂型铸造, 这样做根本解决不了实际问题, 使产品的综合性能受到明显影响, 给用户留下可怕的结果, 但经过我公司实践、摸索和验证, 发现其真正原因是:
(1) 补缩不足 (2) 铬碳比不合理 (3) 模壳焙烧不充分 (4) 模壳高温强度及透气性差
(5) 熔炼温度及浇注温度不适当 (6) 钢液脱氧孕育不充分
2产生原因的分析
2.1补缩不足
我们前面已经提到高铬合金收缩性大的特性, 因此我们在工艺设计中, 尽量要遵守顺序凝固原则, 避免铸件收缩受阻, 直浇道与横浇道要合适。一般情况下:内浇道横截面积等于或接近气门座单件断面的横截面积, 在浇注过程中让他充分补缩。
2.2铬、碳比不合理
因为铬、碳是高铬合金铸件中两个重要元素, 一般铬、碳比大约是4～8, 当碳高铬低时容易出现M3C型碳化物, 而当低碳高铬时, 又容易出现M23C6型碳化物, 只有当碳与铬配合适当时, 才可获得M7C3碳化物, M7C3碳化物的硬度高, 而且这种碳化物呈孤立的六角形杆状或片状分布在机体中, 连续程度大为降低, 使碳化物对基体的破坏作用大为减小, 同时若把基体退火成珠光体后 (铁素体+碳化物的基体组织) 减少脆性, 提高切削性能。
2.3模壳焙烧不充分
为什么要模壳焙烧?模壳焙烧主要有三大目的, 首先是去除型壳中的挥发物, 如:水分、残留蜡料、皂化物、盐分等, 使型壳在浇注时有低的发气性和良好的透气性, 防止出现气孔等缺陷。第二、焙烧 可使粘结剂、耐火材料等物质之间进行物理化学反应, 改变型壳的物相组织和显微组织, 改善型壳的高温力学性能。第三、焙烧可使型壳在要求的温度下浇注, 以减少金属液与型壳的温度差, 提高金属液的充型能力, 因此对于硅溶胶型壳其焙烧温度一般为9500C ～11000C , 达到焙烧温度后, 应保温0.5小时以上, 而水玻璃型壳高温强度低, 考虑残留蜡料的去除、残留硬化剂去除等硬化反应生成物, NaCi的去除需8000C左右, 所以温度要控制在8500C-9000C, 保温1-2小时, 方能得到型壳充分烧透。
2.4模壳高温强度及透气性差
因为模壳的高温强度及透气性的好坏直接影响到毛坯的铸件质量, 那影响水玻璃模壳高温强度的主要因素是:水玻璃模数、密度、硬化剂种类、耐火材料种类、涂壳工艺是否合理、焙烧与浇注工艺配合是否合理等等。目前我们通过多年探索试验, 在保证模壳质量的前提下, 尽力为企业节约成本, 现在我们采用复合涂料, 面层使用耐高温材料 , 加固层使用普通的合钵砂及耐火材料, 这样从原来的5.5层减少到4.5层, 减轻了劳动强度, 节约了生产成本, 减少了模壳焙烧时间、提高透气性, 同时保持热壳浇注, 降低铸件收缩阻力, 让铸件充分补缩, 这样就可达到了减少疏松的目的。
2.5熔炼温度及浇注温度不适当
熔炼温度在感应炉中溶化温度不能太高, 15000C左右已经足够了, 这是因为熔炉本身有搅拌作用, 使成份均匀化。过高的熔炼温度虽不会带来严重问题, 但却对元素的烧损不易估计, 特别是铬。所以要引起重视, 浇注温度通常也不希望太高, 以避免收缩过大增加铸件中心部位的疏松, 低温浇注有利于细化树脂晶和共晶组织, 根据我们试验的结果, 一般气门座浇注温度应控制在14000C～14500C。
2.6出钢液前脱氧孕育不充分工艺改进前后的金相对比图
浇注前溶液必须充分脱氧, 孕育加入时间适当, 在一般情况下, 炉前光谱分析时根据计算配料单, 进行过磅加料、熔化, 基本不需要作炉前调整, 但有些微量元素是必须出铁液时加入或冲包加入, 如:Mn、Si、Ti稀土合金等, 即可作脱氧、脱硫剂, 又能作孕育处理, 稀土硅铁作孕育处理能提高高铬合金铸铁的综合性能, 稀土元素又能改善碳化物的形态, 细化晶粒和净化钢液的作用, 所以对减少疏松有明显的改变, 详见工艺改进前后的金相对比图。
参考文献
[1]《熔模精密铸造》.机械工业出版社, 姜不居.清华大学.
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