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对熔模日博亚洲_日博体育投注网_日博网站可靠吗现行制壳工艺的改进和讨论

发布日期:2019-06-06来源:编辑浏览次数:641
? 1 孕育量的确定?
? ? 孕育量一般是根据产品的金相组织确定的, 要考虑的金相组织主要有石墨形态及长短、是否出现渗碳体、珠光体含量等。 湿型砂是所有砂型中冷却速度最快的砂型, 含水量一般在 3.0%左右, 有些达到 4.0%, 因此, 湿型砂生产灰铁件最容易导致薄壁部位出现渗 碳体, 在其它条件不变的情况下, 这成为判定孕 育量加入多少最重要的依据。 我公司曾经遇到这样的问题, 同样的原铁 液、同样的孕育剂在不同的产品上用量相差很 大, 从 0.15%到 0.9%不等, 而且加 0.9%孕育量的 产品薄壁部位还经常出现渗碳体。即使零件形状 差别再大, 如此大的偏差也是不合常理的, 为此, 我们进行了现场调查, 结果如表 1。
? ? ? ?由表 1 可知, 产品二每型铁液的浇重比产品 一要少 13 kg, 因此, 同样多的铁液浇注时间必须 要延长一倍多。每型铁液的浇重是没法改变的, 而不管何种孕育剂, 要保持 37 min 内不衰退也 是不可能的, 问题就出在出铁量这个环节上了。 如果减少每包出铁量并多出两次铁, 孕育衰 退就可以避免; 或者将孕育后移, 即加大随流孕 育量, 也能解决这个问题。
? ? ? ?由于出铁和吊炉料上炉台是同一台吊车, 要 改变出铁方式对生产和物流势必产生较大影响, 于是我们选择了加大随流孕育的方式。根据各方 面资料介绍, 一般灰铸铁孕育量在 0.2%左右就 足可以保证孕育良好, 我们则尝试进行了加大随 流孕育量的试验, 试验结果见表 2。?
? ? ?由表 2 可知, 增加随流孕育加入量后, 出铁 槽孕育剂加入量大大降低, 因此, 随流孕育是解 决孕育衰退最好的办法。但随流孕育加入量太 大, 孕育剂有不能完全溶解的危险, 因此, 我们最 后选择了出铁槽 0.3%+随流 0.18%的方式。 相对湿型砂, 树脂砂对灰铁件的激冷要小得 多, 白口产生的可能性也要少很多, 因此, 确定孕育量主要应该考虑石墨形态及长短, 珠光体含量 等。?
2 关于白口
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? ? ?我公司产品经常出现白口, 白口对产品加工 性能影响很大, 如何预防和消除一直是我们日常 工作的重点。 产生白口的原因很多, 我们在此抛开零件本 身的形状和型砂水份的影响, 仅就铁液和孕育方 面进行一些探究。 2.1 铁液质量的影响?
? ?如果原铁液白口深度深则产品白口也深, 这 是众所周知的。原铁液白口深度与生铁白口的遗 传性、废钢加入量的多少以及 w( S) 量的高低有 关。在生产过程中, 曾经有一段时间, 由于生铁紧 张, 我们只能用球铁生铁来生产灰铁铸件, 其 w( Si) 量特别低, 采用原有的孕育方式, 产品白口 多且深, 只能用增加孕育量的办法来消除白口。?
? ? 多用废钢也会导致产品白口增加。而 S 对孕育的 作用已经比较清楚, w( S) 在 0.05%~0.1%, 对孕育 是有好处的, 当然对减少白口也是有益的; 如果 w( S) 低了, 可以用加硫铁精矿的办法来补充, 但 w( S) 是不是低于 0.05%孕育就一定有问题呢? 我 公司曾经在很长一段时间内, 产品中 w( S) 量在 0.02%~0.04%, 也没有出现孕育不良的问题, 分 析认为, 这可能与我公司使用的孕育剂有关。
? ? 我 公司使用的 SiBaCa 孕育剂对高、低 w( S) 量铁液 均有良好的孕育作用, 不过, 为了保证良好的孕 育, w( S) 量还是稍高一点好。 2.2 孕育的影响 现有的消除白口能力强的孕育剂主要有含 Sr、RE、Ca 等元素的孕育剂, 一般可确保在 15~ 20 min 内三角试片不出现白口, 这对大多数产品来说已经足够。不过再强的孕育剂都存在衰退问 题, 所以预防白口的关键是铁液孕育后如何尽快 浇注的问题, 而加强随流孕育无疑又是其中最好 的办法。
? ? 我们的经验, 只要随流孕育加入量在 0.15% 左右, 对大多数产品而言, 白口问题基本可以得 到解决。?
3 关于孕育剂
?市场上销售的孕育剂品种很多, 应该选择性 价比高又适合自己的孕育剂产品。
? ? 3.1 75SiFe 75 SiFe 是最常采用的孕育剂, 其中的 Al、Ca 对孕育效果有重要的作用。但 75 SiFe 孕育的铁 液衰退很快, 大件生产和流水线浇注炉生产时, 一般不宜选择。要有效促进 A 型石墨形成, 防止 薄壁处白口的产生, 必须加大 75 SiFe 加入量, 有 时要达到 1.0%, 但加入量 1.0%不仅增加成本, 而且有可能导致铸件缩松。因此, 不建议将其作 为首选孕育剂。
? ? 3.2 含 Sr 孕育剂 含 Sr 孕育剂消除白口的能力很强, 有利于 改善薄壁铸件中石墨的形态和分布状况, 使不同 厚度处组织的差别更小, 理论上还有预防缩松的 作用[1] 。含 Sr 孕育剂对铝 w( Al) 、w( Ca) 量有很高 的要求 因为 Al、Ca 的孕育作用与 Sr 的作用刚 好相反。一般要求 w( Al) ≤0.1%, w( Ca) ≤0.3%, 要达到这样的 w( Al) 、w( Ca) 量, 必须对 SiFe 进 行精炼, 势必增加含 Sr 孕育剂的生产成本, 所以 含 Sr 孕育剂都比较贵, 差不多是 75SiFe 的 2 倍。 不过含 Sr 孕育剂的加入量约为 75SiFe 的三分之 一, 因而总体来说, 相比 75SiFe 的孕育效果有提 高, 经济上也是划算的。 有资料介绍含 Sr 孕育剂能够解决产品缩松 问题[1] , 然而我公司的生产实践证明并非如此。 我公司生产的一种冰箱压缩机零件, 在产品 的厚大部位偶尔出现缩松( 如图 1) 。我们曾试过 修改浇注系统以增加对产品的补缩, 降低浇注温 度减少产品的液态收缩, 但效果均不明显。试用 含 Sr孕育剂, 加入量为出铁槽 0.25%+随流0.15%, 产品石墨等级为 5 级, 薄壁部位无白口, 但解剖 厚大部位, 仍存在缩松。产品共晶团数量为 200个/mm2 左右, 比 SiBaCa 的 500 个/mm2 左右确实 要少, 说明含 Sr 孕育剂没有问题, 同时说明含 Sr 孕育剂解决缩松效果是比较有限的, 不可期望太 高。?
?3.3 含 Ba 孕育剂?
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含 Ba 孕育剂最重要的作用是减缓孕育衰 退, 具有很强的促进石墨化的能力, 可改善薄壁 铸件中石墨的形态和分布状况, 进而减少厚薄部 位的硬度差。w( Ba) 在 20%~30%的 SiBa 孕育剂, 能显着降低铸铁的白口倾向, 可保持孕育效果的 时间增至 30 min 左右, 特别适用于大型铸件, 而 用于小件可能导致产品珠光体量不够。目前比较 广泛使用的是 w( Ba) 在 2%~3%的含 Ba 孕育剂, 加入量 0.3%左右, 铁液在 20 min 内孕育基本不 衰退, 其价格仅比 75SiFe 贵 1 000 多元, 用量约 为 75SiFe 的三分之一, 是值得广泛推广的孕育 剂。
? ?3.4 稀土复合孕育剂 稀土孕育剂一般不单独使用, 经常和 Ba、Ca 合成一种稀土- Ba- Ca 孕育剂, 在保留含 Ba 孕育 剂优点的基础上, 脱氧能力更强, 对高 w( S) 铁液 特别有效。但这种孕育剂加入量不能过高, 否则 产品中 w( RE 残) 量过高, 可能使铸铁结晶时产生 过冷, 出现渗碳体组织。使用时必须严格控制用 量, 最高用量不超过 0.4%。稀土孕育剂价格也不 是太贵, 只比含 Ba 孕育剂稍高, 是值得选择的一 种孕育剂。?
4 如何控制购买的孕育剂质量
?孕育剂的质量在生产过程中是有波动的, 而 供应商往往是将质量好的和差的掺在一起卖给? 我们, 那么我们应该如何控制好购买的孕育剂质 量呢??
4.1 化学检测 通过检测孕育剂中的 Si、Al、Ca、Ba、稀土等 的质量分数可以初步判定孕育剂是否合格, 但这 些元素的检测比较复杂, 需要时间比较长, 一般 日博亚洲_日博体育投注网_日博网站可靠吗厂并没有这种能力, 因而, 下面的方法更加 实用。
?4.2 目测 开袋检查孕育剂颜色是否正常? 黑渣是否 多? 不符合粒度要求的、太粗的或太细的是否过 多? 这些问题最经常出现, 每次进货之后一定要 开袋检查。我公司曾经购买过一批孕育剂, 化学 检测元素合格, 便投入使用, 结果导致 20 多炉产 品出现白口及石墨异常。经过检查发现是孕育剂 中黑渣太多, 孕育剂颜色发暗造成的。?
4.3 现场试用 每批孕育剂到厂后, 经上述检查合格, 我们 还要现场试用 3~5 炉, 通过金相分析产品的石 墨、白口、珠光体等组织, 与正常生产的产品进行 对比, 发现异常立即停用, 可避免批量产品报废。?
4.4 供应商的选择 在选择供应商时, 一般选择规模大一些并有 一定信誉的供应商, 这样, 质量比较有保证。有些 供应商没有自己的冶炼炉, 也没有产品的化学检 验手段, 只是从他人手中购买大块的原料进行破 碎, 这样的供应商的质量保证能力很弱。?
5 孕育不良或过量的危害
?孕育不良将导致石墨异常, 薄壁部位出现白 口, 力学性能低下等问题; 而孕育过量则导致石 墨粗大, 珠光体量不足, 力学性能低下等问题。孕 育过量一般在工艺试制过程中容易出现, 在正常 生产条件下则一般不会出现。2006 年, 我公司把 75SiFe 孕育剂更换成 SiBa 孕育剂, 虽然工艺试 验时已经把孕育量从 1.0%降为 0.6%, 然而客户 反应加工后产品厚大部位仍出现石墨粗大, 直到 将孕育量降至 0.4%后产品才恢复正常, 这说明 孕育过量或不足对不同的孕育剂是不同的。
?正常生产条件下孕育不良不会出现, 但在设 备出现问题时, 尤其在流水线生产过程中, 用浇 注炉浇注铁液的工艺则经常出现孕育不良。因为在出现设备故障时, 浇注炉中还存放有已经孕育 但没有浇注的铁液, 随着故障时间的延长, 这些 铁液将因为孕育衰退而导致孕育不良。在铁液量 不太多时, 我们一般采取在下包铁液中适当多加 孕育剂的办法来重新孕育; 而如果铁液量太多, 则只能把浇注炉中的铁液重新回炉处理。
?6 孕育剂的贮存与干燥?
孕育剂必须放在干燥通风的地方, 回潮的孕 育剂必须烘干后方可使用。每年 3~5 月, 是南方 的梅雨季节, 越是通风的地方空气反而越潮湿, 因此, 这个季节使用孕育剂要更加小心。加在出 铁槽或转运包的孕育剂不必烘干, 只须在出铁前 几分钟把孕育剂放在出铁槽或转运包内, 利用余 热把孕育剂烘干即可, 特别注意的是, 加入转运 包的孕育剂不可过早, 否则孕育剂有被氧化或粘 在包底的危险, 影响孕育效果。随流孕育装置和 浇注机在一起, 每天可提前把随流孕育剂放在浇 注机的炉台上自然干燥 1~2 h, 然后再加入到随 流孕育装置中, 一般不需要专门烘干。有些工厂 用压缩空气来带动随流孕育剂, 一定要注意压缩 空气的干燥问题, 否则, 压缩空气的水份可能对 孕育产生影响。
?7 结束语 灰铸铁的孕育对产品质量起着至关重要的 作用, 因此要慎重选择孕育剂种类, 并且要特别 注意使用方法, 尽可能把孕育置后以增加孕育效 果, 减少孕育剂用量, 稳定产品质量。

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