1、高強(qiáng)度灰鑄鐵的組織
灰鑄鐵的強(qiáng)度主要由組織決定,通過對灰鑄鐵組織轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行分析,高強(qiáng)度灰鑄鐵的組織一般包含以下幾個方面:有較多的初生奧氏體枝狀晶;石墨細(xì)小且是A型;基體組織以珠光體為主,珠光體細(xì)小。
(1)初生奧氏體:初生奧氏體的比例和分布對灰鑄鐵性能有重要的影響。
(2)石墨組織:石墨的分布形態(tài)及尺寸是決定灰鑄鐵力學(xué)性能的重要因素,石墨越均勻細(xì)小彎曲,端部越鈍,灰鑄鐵的力學(xué)性能越高,反之,性能越低。
(3)基體組織:一般主要含有珠光體、鐵素體、少量的滲碳體及磷共晶?;w組織中珠光體含量越多,珠光體片間距越小,其強(qiáng)度硬度越高。
2、調(diào)整化學(xué)成分
缸體、缸蓋這樣薄壁復(fù)雜的鑄件,對鑄造工藝性能和零件致密性有一定的要求,需要選擇較高的碳當(dāng)量。在一定的碳當(dāng)量情況下,改變Si/C比可以提高材料性能。相對于添加常規(guī)合金元素,通過微合金化進(jìn)行強(qiáng)化能夠產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益,但也存在加工硬化和氣孔缺陷等風(fēng)險,應(yīng)該通過嚴(yán)格的工藝過程進(jìn)行控制。
3、孕育處理
孕育技術(shù)對提高力學(xué)性能、降低白口傾向、改善組織和可加工性有重要的作用,是提升灰鑄鐵性能不可缺少的工藝。硅系孕育劑是最常用的孕育劑,近年來針對缸體、缸蓋零件開發(fā)了一些特殊孕育劑。
4、熔煉工藝
同樣的化學(xué)成分,熔煉工藝不同、配料不同,鐵液的冶金質(zhì)量也完全不同。產(chǎn)生性能差異的原因主要表現(xiàn)為石墨形態(tài)的差異,其中最根本的原因是碳的獲得方式不同。在缸體、缸蓋鐵液熔煉過程中,溫度控制很重要,一定的溫度下過熱并保溫,可以凈化鐵液,細(xì)化石墨,降低爐料的不良影響。為了保證穩(wěn)定地獲得符合要求的鐵液,國外汽車鑄造廠普遍采用雙聯(lián)熔煉,熔化鑄鐵多數(shù)用沖天爐,具有熔速快、出渣方便、能耗低、降低激冷傾向和收縮傾向等優(yōu)點(diǎn)。采用感應(yīng)電爐對鐵液進(jìn)行升溫、調(diào)制,可使粗大的石墨細(xì)化,鐵液雜質(zhì)得以熔解去除,減少爐料遺傳的危害。