随着我国发展加快,超厚大断面
球墨铸铁件的应用日益广泛,尤其在轧辊、机床等行业中,提高产品质量势在必行。厚大断面一般是壁厚大于100-200毫米,重量大于10-20吨,特殊的壁厚大于500毫米,重量大于100吨。铸件的铁水量多,热容量大,冷却速度极其缓慢,凝固时间漫长,短则几个小时,长则达几十个小时,容易出现石墨畸变,形成蠕虫状,碎块状(枝晶)石墨,即组织的“三明治”现象,在铸造界称为“灰斑”或“黑斑”宏观缺陷[8],对熔炼过程,铁水质量提出了较高的要求。
1、钢铁材料的选择
钢铁材料主要有生铁、废钢,生铁的主要元素、微量元素、气体,石墨、夹杂物等,废钢的气体,合金元素等,直接进入铸造铁水,表现出较强的“遗传性”,所以生铁、废钢是最敏感的原材料。
1.1生铁的选择
本溪生铁质量极佳,磷、硫、杂质含量极少,在铸造界有“人参铁”的美誉,是铸造厚大断面球墨铸铁的最佳生铁,但是资源少,价格高,运输费用高,增加了铸造成本[1]。其它地方的生铁质量参差不齐,有的硫、磷高,有的锰、铬、钒高,有的气体含量高,大多数钛较高。铬、钒、钛,阻碍石墨化、石墨球化;氧气会附着在石墨晶体的棱面上,降低棱面的界面能,不利于石墨的球化。
1.1.1生铁的主要元素选择原则::
主要元素应符合:“一高三低一少”的原则,一高即碳高,有利于石墨化,有利于增加废钢配料量,有利于提高机械性能;三低即锰、磷、硫低,有利于提高机械性能;一少即硅少,有利于球墨铸铁回炉料的使用,降低生产成本。控制原则见表1-1:
表1-1
元素 C Si Mn P S
控制 不小于 不大于
含量% 4.30 0.8 0.5 0.04 0.02
1.1.2其它微量干扰元素控制原则:
∑T=Ti+Cr+Sn+V+As+Pb+Zn+Sb<0.10%[2] 越少越好。