鑄態(tài)QT450-10球墨鑄鐵熔煉過程控制.doc

鑄態(tài)QT45010球墨鑄鐵熔煉過程控制.txt如果我能夠看到自己的影子，我想它一定很憂傷，因為我把快樂都留在了前面。容易傷害別人和自己的人，總是對距離的邊緣模糊不清的人。Vo13O NO5 M ay 2009 鑄造技術(shù) F0U NDRY TECH N0L0GY 鑄態(tài)QT4501 0球墨鑄鐵熔煉過程控制 楊世洲 ，傅駿 (1西華大學材料科學與工程學院，四川成都610039；2四川工程職業(yè)技術(shù)學院材料工程系，四川德陽618000) 摘要：為了滿足機車、車輛對制動機閥體零件強韌性能的要求，對鑄態(tài)QT45OlO球墨鑄鐵熔煉過程中化學成分的選擇、球化 處理、復合孕育處理以及處理后鐵液停留時間等方面進行了控制。經(jīng)測試，所得材料的力學性能超過了GB134888標準中對 QT450一lO的要求，金相組織也符合廠家標準。 關(guān)鍵詞：鑄態(tài)球墨鑄鐵；化學成分；復合孕育 中圖分類號：TG255 文獻標識碼：A 文章編號：1000-8365(2009)05059903 Control on Smelting Process of As-Cast 0T450-1 0 Nodular Graphite lron YANG Shizhou 。FU Jun (1School of Material Science and Engineering，Xihua University，Chengdu 610039，China；2Department of Material Engineering,Sichuan Engineering Technical College，Deyang 6 18000，China) Abstract：In order to meet technical requirement in strength and toughness property for the valve body parts of brake system in locomotive and vehicle。smelting process for ascast QT4501 O nodular graphite iron has been controlled in the aspects such as choice of chem ical constitution， spherOidisatiOn treatment， comprehensive modification treatment， stay time after spherOidisatiOn and modification etc Through the test of the material， its mechanicaI properties exceed the specification of ascast QT4501 0 nodular graphite iron in the standard GB 1 34888 And its micrOstructure also meets the requirement of the factory Key words：Ascast nodular graphite iron；Chemical constitution；Comprehensive modification 隨著我國鐵路運輸系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對機車、車輛 提出了更高的要求，“高速、重載”是鐵路運輸行業(yè)在新 時代條件下的發(fā)展目標。要實現(xiàn)這一目標，需要進一 步提高制動機產(chǎn)品的質(zhì)量，以保證機車、車輛的行車安 全。國內(nèi)制動機生產(chǎn)廠家正在開發(fā)高強韌鑄態(tài)鐵素體 球墨鑄鐵取代制動機閥體原來所使用的HT200或 HT250的工藝。本文針對南車集團某制動機生產(chǎn)廠 家所使用的鑄態(tài)QT45010球墨鑄鐵熔煉工藝規(guī)范， 從化學成分、球化處理、孕育處理等方面介紹熔煉過程 的控制。 1 生產(chǎn)條件及化學成分設計 鐵液采用沖天爐一感應電爐雙聯(lián)熔煉，其中沖天爐 為3 th多排小風口熱風酸性爐，感應電爐為2 t中頻 感應電爐。球化、孕育處理前，鐵液在感應電爐中進行 進一步的脫硫處理，以獲得高溫、低氧化、低硫的原鐵 液。 收稿日期：20090227； 修訂日期：200903 05 作者簡介：楊世洲(1972一)，男，四川眉山人，講師，博士研究生主要從 事鑄鐵材料教學和研究工作 Email：yangshizhoul 63corn 生產(chǎn)中對鑄態(tài)QT45OlO的化學成分提出的要求 為：34 39 C，25 30 Si， 04 M n，< 0050 P，< 0025 S，004 010 M g殘，0015 004 RE殘。 2 熔煉過程控制要點 (1)準備和檢查工作時要使用的相關(guān)物品，如： FeSi75A115一B孕育劑、FeSiMg8RE5球化劑、增碳劑、 鐵液攪拌工具等。 (2)新包或4 h未使用的鐵液包(05 t)使用前必 須燙包，使用地上衡稱量空包和裝滿鐵液的包，計算一 包鐵液的重量(IN以計算合金加入量)。 (3)孕育劑、球化劑合金預熱溫度應大于150 ， 上限越高越好，但最高不超過400 ，并且預熱時不能 接觸明火；孕育劑粒度320 mm，球化劑粒度10 25 m m 。 (4)計算孕育劑、球化劑的加入量，孕育劑含硅按 75 計算，加入量按10 14 計算，球化劑含硅 按44 計算，加入量按15 18 計算。 (5)放置合金，合金放在凹坑式包底的凹坑內(nèi)，由 下至上的放置順序為：球化劑一孕育劑一珍珠巖砂，并 F0UNDRY TECHNOL0GY VoII 3O No5 M av 2009 盡量塞實，如必要還應加壓一塊小于5 kg的生鐵或鋼 100 mm左右處，取鐵液澆三角試樣，試樣冷至暗紅色 板。其中孕育劑只能加入計算量的70 ，剩余的在處 后浸入水中激冷，用鐵錘擊打出斷口，進行斷口分析。 理時加入。 斷口呈銀灰色，尖端有13 mm 的白口，組織較細， (6)鐵液出爐前應制白口化試樣，送做光譜成分 中心有縮松，頂部和兩側(cè)有縮凹，試樣有大圓角，敲擊 分析。確定C：3739 ，Si：1_6 9618 。成 時有鋼聲，淬水后砸開有電石氣味，則表示球化良好； 分分析達不到要求，應再對鐵液進行調(diào)整，并觀察原鐵 若銀灰色斷口中央有分散狀小黑點，則表示球化不 液澆注的三角試樣的斷面是否正常。 良； 斷口呈暗灰色或成黑麻斷面，則表示不球化； (7)調(diào)整鐵液的處理溫度為1 48O1 500 oC。使 若斷口是麻口或白色斷口，晶粒呈放射狀，則表示 用測溫儀測溫并記錄。 有球化而孕育不足。鐵液澆注時要隨時澆注三角試 (8)球化和孕育處理 樣進行檢測，至少兩次(澆注進行到一半時和澆注結(jié) 鐵液倒入的落點應在包內(nèi)無合金的一側(cè)，以避 束時)。為了避免球化和孕育處理后鐵液停留時間 免球化劑過早反應；鐵液倒入1312時再從出鐵 過長，引起“返硫”現(xiàn)象，而造成球化衰退，鐵液應在 槽加入孕育劑計算量的20 ； 鐵液加入預定值的約 處理完后2O rain內(nèi)完成澆注。對球化和孕育處理后 z3時進行反應，反應基本完畢進行初次攪拌，然后加 不合格或已經(jīng)球化衰退的鐵水應立即采取挽救措 足鐵液進行攪拌，攪拌深度必須超過鐵液深度的一半。 施。 充分攪拌后，加人1 kg除渣脫硫劑 食鹽，扒凈渣， 3 理化檢測結(jié)果 在鐵液表面覆蓋孕育劑計算量的1o 、粒度為2025 閥體產(chǎn)品要求其力學性能符合GB134888標準。 ram(或稻草灰)。鐵液處理時應使用電子吊鉤秤，確 金相組織要求球化分級14級，球化率85 ，石墨 保當鐵液達到出鐵預定值時停止加入。 大小58級，滲碳體+磷共晶<2 。 (9)鐵液爐前檢測 表1給出了生產(chǎn)中部分Y形單鑄試塊的檢測結(jié) 球化和孕育處理完成后，用鐵勺在離鐵液面深 果。 表1 部分Y形單鑄試塊的檢測結(jié)果 Tab1 Test results of partial separated test bar of casting with Y shape 一。 化學成分 ( ) 力學性能 金相組織 . O"b 硬編號 C Si M 度 球化 球化率 石墨 滲碳體磷共晶 n P S M g RE MP ( ) S )。吳 ( ； ： 271 362 2|74 029 0042 0013 0045 0019 492 18 172 3 90 6 1 05 272 350 284 032 0045 0018 0058 0017 486 19 163 3 88 7 1 05 273 352 290 031 0041 0016 0051 0020 490 17 175 2 91 7 1 05 275 370 258 030 0040 0021 0053 0019 510 16 180 3 94 7 1 05 277 364 286 034 0049 0024 0041 0024 508 l9 173 3 96 7 1 05 280 361 285 029 0039 0019 0060 0021 503 14 152 2 94 6 l 05 281 358 291 033 0041 0019 0053 0020 492 16 165 3 9O 7 1 05 283 355 288 033 0038 0021 0054 0016 487 16 173 3 94 7 1 05 284 357 276 031 0043 0020 0052 0019 490 18 1 62 3 88 6 1 05 289 365 267 O29 0041 0019 O048 0021 484 15 172 2 95 7 1 05 290 358 289 035 0046 0021 0061 0025 482 18 17O 2 89 7 1 05 291 365 28O 031 0043 00】9 0049 00】7 484 16 168 2 92 7 1 0 5 注：表中Y形單鑄試塊是按照GB134888標準中試塊類型為的尺寸制造。 圖1是編號為280的試塊金相組織。 化、孕育處理成功的關(guān)鍵。 4 結(jié)論 (1)選擇合適的化學成分是生產(chǎn)鑄態(tài)鐵索體球墨 鑄鐵所必須的。 (2)控制好原鐵液化學成分和球化溫度是保證球 (3)采用包坑孕育、出鐵槽孕育、浮硅孕育的復 合孕育工藝，能進一步提高孕育處理效果，細化石墨 球，增加石墨球的數(shù)量，球化率和球化分級得到提 高。 鑄造技術(shù)0 5 2 。0 9 楊世洲等：鑄態(tài)Q T 4 5 0 l O 球墨鑄鐵熔煉過程控制圖1 2 8 0 號試塊的金相組織F i g 1 M i c r o s t r u c t u r e o f s a m p l e N o 2 8 0 ( 4 ) 盡量縮短球化、孕育處理到澆注結(jié)束的時間， 以防止“ 返硫” ，避免球化衰退。g 0* l中遠熱能技術(shù)有限公司( 前身為河南省機械設計研究院工業(yè)爐部) 在國內(nèi)率先進行了煤氣發(fā)生爐小型化、自動化方向的研究， 最大限度提高了熱能利用率， 簡化了操作， 同時由于采用熱煤氣直接使用， 達到了國家環(huán)保要求。1 煤氣發(fā)生爐的造氣原理根據(jù)煤氣發(fā)生爐的氣化過程， 自上而下分為干燥帶、干餾帶、還原帶、氧化帶和灰渣層。在干燥和干餾帶， 煤受到高溫爐氣的加熱而釋放出水分和揮發(fā)分。( 1 ) 氧化層： 碳被氣化劑中的氧氧化成c o ，和c 0 ， 并放出熱量。( 2 ) 還原層： 是生成主要可燃氣體的區(qū)域， C O ：與灼熱碳起作用， 生成c o ； 水蒸氣與灼熱碳進行反應， 生成c 0 和H ：。( 3 ) 灰渣層： 起保護爐條和灰盤的作用。( 4 ) 干餾層： 通過氣化層上升的煤氣流進入干餾層， 生成熱值較高的干餾煤氣。2 煤氣發(fā)生爐采用熱煤氣直接使用環(huán)保的原因理論上發(fā)生爐煤氣的組成C O 、H ： 、C H 。、C 。H 。占5 1 ， N ：、C O ：等d5 4 9 。燃燒后廢氣無煙無毒， 對大氣無污染。3 煤氣發(fā)生爐的應用及節(jié)能情況采用計算機進行自動控制， 7 年中已有1 o o o N 套在全國各地運行并出口越南、印尼等國家和地區(qū)。行業(yè)覆蓋熱處理、鍛造、精鑄模殼焙燒、有色金屬熔化、鍍行業(yè)加熱、干燥、煅燒、鍋爐配套、玻璃加工、型砂烘烤、鋼包烘烤、日用陶瓷煅燒、耐火材料、軋鋼、熱鍍鋅等。從節(jié)能情況看： 與直接使用燃煤相比， 節(jié)煤3 0 左右， 與燃油相比， 大約2 5 k g 煤代替1 k g 柴油， 煤氣成本大約是燃油成本1 2 13 。地址： 郵編： 傳真：