1鑄鐵加工性能分析

評(píng)價(jià)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(jī),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(duì)刀具壽命的影響,二是切削過(guò)程中的磨料磨損。一般加工高強(qiáng)度灰鐵切屑略有卷曲,說(shuō)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(guān),磨料磨損中還與鑄鐵中硬相質(zhì)點(diǎn)、如碳化物、氮化物、磷化物等有關(guān),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(jīng)歷了高溫區(qū)氧化帶一般大于1800℃,此時(shí)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(nèi)部組織結(jié)構(gòu)受到較為徹底地打亂,隨后通過(guò)還原帶時(shí)而脫氧。感應(yīng)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(shù)逐次增多,說(shuō)明每熔化一次氧化就多一些,石墨結(jié)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(jué)鐵液溫度1480℃以上時(shí)鐵液顯得特別“明亮”,鐵液面上氧化夾雜突然減少,當(dāng)鐵液溫度加熱到1538℃時(shí),鐵液有赤熱感,非常干凈,這一現(xiàn)象說(shuō)明鐵液有個(gè)“臨界點(diǎn)”,超過(guò)該點(diǎn)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(jiàn)鐵液溫度的規(guī)定

根據(jù)工業(yè)先進(jìn)國(guó)家諸多鑄造廠的資料介紹和本公司數(shù)次參加會(huì)議參觀咨詢,大多數(shù)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(guó)的專家來(lái)廠指導(dǎo)時(shí)也堅(jiān)持認(rèn)為鑄鐵熔化出爐應(yīng)在1540℃左右。熔化溫度過(guò)高,特別是長(zhǎng)時(shí)間高溫熔化,鐵液中含氧太少,不利于孕育,而且激冷傾向嚴(yán)重熔化溫度過(guò)低,容易產(chǎn)生各種鑄造缺陷。東風(fēng)公司采用感應(yīng)爐熔化,過(guò)去熔化溫度在1390一1420℃,澆注溫度常在1280一1320℃,與國(guó)外相比都低了℃左右。溫度低了容易引起內(nèi)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(xì)化共晶團(tuán),獲得A型石墨,使石墨細(xì)化均勻分布,改善組織,提高力學(xué)性能、減少斷面敏感性等,孕育經(jīng)濟(jì)的手段,只占鑄件成本的,卻使鑄件價(jià)值成倍提高。

孕育處理能將鐵液過(guò)冷控制在10℃以內(nèi),使共晶團(tuán)數(shù)量提高一倍,促使石墨以A型析出,石墨長(zhǎng)度減至100um聲以內(nèi)。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(nèi)部出現(xiàn)硬點(diǎn)。

3.1孕育時(shí)的鐵液溫度

要有好的孕育效果鐵液必須有過(guò)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(shí)孕育變成了脫氧,鑄件容易產(chǎn)生氣孔、針孔、夾渣、混合石墨等缺陷鐵液溫度高了含氧量過(guò)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(shí)間不宜長(zhǎng),過(guò)長(zhǎng)了能使①揮發(fā)過(guò)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(yán)重,生成過(guò)多過(guò)冷石墨和不該出現(xiàn)的獨(dú)立相。

鐵液孕育要控制鐵液的過(guò)熱溫度,實(shí)際就是控制鐵液的含氧量,使氧與硅生成“仇”晶核質(zhì)點(diǎn)而不是造成氧化物渣。一些報(bào)導(dǎo)認(rèn)為灰鐵孕育含氧在一有的認(rèn)為在巧。生產(chǎn)中一般認(rèn)為硅量在一時(shí),鐵液溫度在一℃時(shí)含氧量保持在一,是鐵液好的孕育時(shí)機(jī)。東風(fēng)公司過(guò)去處理溫度偏低,孕育效果欠佳,溫度過(guò)低,孕育劑不能完全熔化,造成有“富硅相”硬點(diǎn)的現(xiàn)象也可以說(shuō)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(kāi)始均勻地隨鐵液流撒入孕育劑,加孕育劑的時(shí)間約占出鐵時(shí)間的,要求準(zhǔn)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(shí)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(wèn)題。

如今出現(xiàn)了二次孕育倒包時(shí)再孕育和瞬時(shí)孕育隨流孕育、型內(nèi)孕育等多次孕育方式,1976年曾在缸體上進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)。

爐前孕育硬度低,說(shuō)明造成了大量鐵素體,隨流孕育對(duì)提高珠光體量比較明顯,而且硬度均勻性好。以上說(shuō)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(jié)束語(yǔ)

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(zhì)爐料③快速熔化縮短高溫時(shí)間④合適的鐵液處理工藝⑤控制結(jié)晶過(guò)程。