1鑄鐵加工性能分析

評價鑄鐵的加工性能是在一定的刀具壽命以及在相同條件下的切削速度。通常使用弓鋸機,選用相同新鋸條,在相同條件下切割試棒,比較切割完的速度。

在金屬加工中,一是薄層切屑的塑性變形析出熱量,俗稱切削溫度對刀具壽命的影響,二是切削過程中的磨料磨損。一般加工高強度灰鐵切屑略有卷曲,說明存在有塑性變形而伴隨析出的熱量,這與鑄鐵中石墨形狀、多少、以及基體中不同的組織和量的大小有關,磨料磨損中還與鑄鐵中硬相質點、如碳化物、氮化物、磷化物等有關,使鑄鐵變硬,加工性能變壞。改善加工性能,就要從低切削溫度和減少磨料磨損上著手。

2鐵液溫度的影響

2.1自脫氧現(xiàn)象

沖天爐熔化鑄鐵,全部熔滴都經歷了高溫區(qū)氧化帶一般大于1800℃,此時幾乎所有金屬元素及部分碳、氮化物都可得以熔化,使原有的內部組織結構受到較為徹底地打亂,隨后通過還原帶時而脫氧。感應爐熔化鑄鐵不存在上述的條件,鐵液反而受到大氣污染,在1454℃重熔三次,白口數逐次增多,說明每熔化一次氧化就多一些,石墨結晶核心就減少一些。并保留了一些爐料的原始性能。在鐵液熔化中不少人都發(fā)覺鐵液溫度1480℃以上時鐵液顯得特別“明亮”,鐵液面上氧化夾雜突然減少,當鐵液溫度加熱到1538℃時,鐵液有赤熱感,非常干凈,這一現(xiàn)象說明鐵液有個“臨界點”,超過該點鐵液有自脫氧現(xiàn)象艱氧與碳化合、生成CO氣體跑出鐵液面.

2.2常見鐵液溫度的規(guī)定

根據工業(yè)先進國家諸多鑄造廠的資料介紹和本公司數次參加會議參觀咨詢,大多數鑄造廠出鐵溫度為1500-1550℃鐵液孕育溫度1420一1430℃澆注溫度大于1400。英國的專家來廠指導時也堅持認為鑄鐵熔化出爐應在1540℃左右。熔化溫度過高,特別是長時間高溫熔化,鐵液中含氧太少,不利于孕育,而且激冷傾向嚴重熔化溫度過低,容易產生各種鑄造缺陷。東風公司采用感應爐熔化,過去熔化溫度在1390一1420℃,澆注溫度常在1280一1320℃,與國外相比都低了℃左右。溫度低了容易引起內部組織不均勻.

3孕育的影響

鑄鐵孕育的目的是消除白口、改善加工性能,細化共晶團,獲得A型石墨,使石墨細化均勻分布,改善組織,提高力學性能、減少斷面敏感性等,孕育經濟的手段,只占鑄件成本的,卻使鑄件價值成倍提高。

孕育處理能將鐵液過冷控制在10℃以內,使共晶團數量提高一倍,促使石墨以A型析出,石墨長度減至100um聲以內。但是孕育劑不好,溫度低,加人量多,顆粒大,鐵液熔化不了,造成鑄件內部出現(xiàn)硬點。

3.1孕育時的鐵液溫度

要有好的孕育效果鐵液必須有過飽和的氧,即能與孕育劑中的硅元素生成“仇”的晶核氧,鐵液溫度低時孕育變成了脫氧,鑄件容易產生氣孔、針孔、夾渣、混合石墨等缺陷鐵液溫度高了含氧量過少,容易出現(xiàn)白口、脫碳等現(xiàn)象。此外要求鐵液在平衡溫度以上保溫時間不宜長,過長了能使①揮發(fā)過多造成貧碳②造成缺氧,使“’晶體表面破壞,起不到成核作用③許多高濃度微區(qū)消失嚴重,生成過多過冷石墨和不該出現(xiàn)的獨立相。

鐵液孕育要控制鐵液的過熱溫度,實際就是控制鐵液的含氧量,使氧與硅生成“仇”晶核質點而不是造成氧化物渣。一些報導認為灰鐵孕育含氧在一有的認為在巧。生產中一般認為硅量在一時,鐵液溫度在一℃時含氧量保持在一,是鐵液好的孕育時機。東風公司過去處理溫度偏低,孕育效果欠佳,溫度過低,孕育劑不能完全熔化,造成有“富硅相”硬點的現(xiàn)象也可以說明

3.2孕育方式

灰鐵孕育在操作規(guī)程中規(guī)定“必須待鐵液出至包中蓋住包底才開始均勻地隨鐵液流撒入孕育劑,加孕育劑的時間約占出鐵時間的,要求準確控制出鐵量和孕育劑加人量”。然而在執(zhí)行中看到的是沖鐵液前已把稱好的孕育劑投人到包底,假若包底還有剩余鐵液仍然是早就倒人孕育劑,有時要等一才出鐵。這種包底孕育方式,加上用孕育劑,不僅孕育不好,而且也存在早期衰退問題。

如今出現(xiàn)了二次孕育倒包時再孕育和瞬時孕育隨流孕育、型內孕育等多次孕育方式,1976年曾在缸體上進行過試驗。

爐前孕育硬度低,說明造成了大量鐵素體,隨流孕育對提高珠光體量比較明顯,而且硬度均勻性好。以上說明要得到優(yōu)良加工性能鑄件,采用一種好的孕育方式也很重要。

4結束語

為改善鑄鐵件的加工性能,從熔化角度要抓好如下環(huán)節(jié)

①選擇合適成分②選用優(yōu)質爐料③快速熔化縮短高溫時間④合適的鐵液處理工藝⑤控制結晶過程。