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鑄態(tài)QT450—10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?yàn)槲野芽鞓范剂粼诹饲懊妗Ｈ菀讉e人和自己的人，總是對(duì)距離的邊緣模糊不清的人。Vo1．3O NO．5 M ay 2009 鑄造技術(shù) F0U NDRY TECH N0L0GY 鑄態(tài)QT450—1 0球墨鑄鐵熔煉過程控制 楊世洲 ，傅駿 (1．西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610039；2．四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程系，四川德陽618000) 摘要：為了滿足機(jī)車、車輛對(duì)制動(dòng)機(jī)閥體零件強(qiáng)韌性能的要求，對(duì)鑄態(tài)QT45O—lO球墨鑄鐵熔煉過程中化學(xué)成分的選擇、球化 處理、復(fù)合孕育處理以及處理后鐵液停留時(shí)間等方面進(jìn)行了控制。經(jīng)測(cè)試，所得材料的力學(xué)性能超過了GB1348—88標(biāo)準(zhǔn)中對(duì) QT450一lO的要求，金相組織也符合廠家標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞：鑄態(tài)球墨鑄鐵；化學(xué)成分；復(fù)合孕育 中圖分類號(hào)：TG255 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8365(2009)05—0599—03 Control on Smelting Process of As-Cast 0T450-1 0 Nodular Graphite lron YANG Shi—zhou 。FU Jun (1．School of Material Science and Engineering，Xihua University，Chengdu 610039，China；2．Department 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 as—cast QT450—1 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 as．cast QT450—1 0 nodular graphite iron in the standard GB 1 348．88． And its micrOstructure also meets the requirement of the factory． Key words：As—cast nodular graphite iron；Chemical constitution；Comprehensive modification 隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)車、車輛 提出了更高的要求，“高速、重載”是鐵路運(yùn)輸行業(yè)在新 時(shí)代條件下的發(fā)展目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要進(jìn)一 步提高制動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量，以保證機(jī)車、車輛的行車安 全。國(guó)內(nèi)制動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家正在開發(fā)高強(qiáng)韌鑄態(tài)鐵素體 球墨鑄鐵取代制動(dòng)機(jī)閥體原來所使用的HT200或 HT250的工藝。本文針對(duì)南車集團(tuán)某制動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠 家所使用的鑄態(tài)QT450—10球墨鑄鐵熔煉工藝規(guī)范， 從化學(xué)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(xué)成分設(shè)計(jì) 鐵液采用沖天爐一感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉，其中沖天爐 為3 t／h多排小風(fēng)口熱風(fēng)酸性爐，感應(yīng)電爐為2 t中頻 感應(yīng)電爐。球化、孕育處理前，鐵液在感應(yīng)電爐中進(jìn)行 進(jìn)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：2009—02—27； 修訂日期：2009—03 05 作者簡(jiǎn)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(xué)和研究工作． Email：yangshizhoul 63．corn 生產(chǎn)中對(duì)鑄態(tài)QT45O～lO的化學(xué)成分提出的要求 為：3．4 ～3．9 C，2．5 ～3．0 Si，≤ 0．4 M n，< 0．050 P，< 0．025 S，0．04 ～ 0．10 M g殘，0．015 ～ 0．04 RE殘。 2 熔煉過程控制要點(diǎn) (1)準(zhǔn)備和檢查工作時(shí)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(0．5 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(jì)算一 包鐵液的重量(IN以計(jì)算合金加入量)。 (3)孕育劑、球化劑合金預(yù)熱溫度應(yīng)大于150℃ ， 上限越高越好，但最高不超過400℃ ，并且預(yù)熱時(shí)不能 接觸明火；孕育劑粒度3～20 mm，球化劑粒度10～ 25 m m 。 (4)計(jì)算孕育劑、球化劑的加入量，孕育劑含硅按 75 計(jì)算，加入量按1．0 ～1．4 計(jì)算，球化劑含硅 按44 計(jì)算，加入量按1．5 ～1．8 計(jì)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?yàn)椋呵蚧瘎┮辉杏齽┮徽渲閹r砂，并  F0UNDRY TECHNOL0GY VoII 3O No．5 M av 2009 盡量塞實(shí)，如必要還應(yīng)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(jì)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(jìn)行斷口分析。 理時(shí)加入。 ① 斷口呈銀灰色，尖端有1～3 mm 的白口，組織較細(xì)， (6)鐵液出爐前應(yīng)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：3．7％～3．9 ，Si：1_6 9／6～1．8 。成 時(shí)有鋼聲，淬水后砸開有電石氣味，則表示球化良好； 分分析達(dá)不到要求，應(yīng)再對(duì)鐵液進(jìn)行調(diào)整，并觀察原鐵 ②若銀灰色斷口中央有分散狀小黑點(diǎn)，則表示球化不 液澆注的三角試樣的斷面是否正常。 良；③ 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 48O～1 500 oC。使 ④若斷口是麻口或白色斷口，晶粒呈放射狀，則表示 用測(cè)溫儀測(cè)溫并記錄。 有球化而孕育不足。鐵液澆注時(shí)要隨時(shí)澆注三角試 (8)球化和孕育處理 樣進(jìn)行檢測(cè)，至少兩次(澆注進(jìn)行到一半時(shí)和澆注結(jié) ①鐵液倒入的落點(diǎn)應(yīng)在包內(nèi)無合金的一側(cè)，以避 束時(shí))。為了避免球化和孕育處理后鐵液停留時(shí)間 免球化劑過早反應(yīng)；②鐵液倒入1／3～1／2時(shí)再從出鐵 過長(zhǎng)，引起“返硫”現(xiàn)象，而造成球化衰退，鐵液應(yīng)在 槽加入孕育劑計(jì)算量的20 ；③ 鐵液加入預(yù)定值的約 處理完后2O rain內(nèi)完成澆注。對(duì)球化和孕育處理后 z／3時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)基本完畢進(jìn)行初次攪拌，然后加 不合格或已經(jīng)球化衰退的鐵水應(yīng)立即采取挽救措 足鐵液進(jìn)行攪拌，攪拌深度必須超過鐵液深度的一半。 施。 充分?jǐn)嚢韬?，加? kg除渣脫硫劑—— 食鹽，扒凈渣， 3 理化檢測(cè)結(jié)果 在鐵液表面覆蓋孕育劑計(jì)算量的1o 、粒度為20~25 閥體產(chǎn)品要求其力學(xué)性能符合GB1348—88標(biāo)準(zhǔn)。 ram(或稻草灰)。鐵液處理時(shí)應(yīng)使用電子吊鉤秤，確 金相組織要求球化分級(jí)1～4級(jí)，球化率≥85 ，石墨 保當(dāng)鐵液達(dá)到出鐵預(yù)定值時(shí)停止加入。 大小5～8級(jí)，滲碳體+磷共晶<2 。 (9)鐵液爐前檢測(cè) 表1給出了生產(chǎn)中部分Y形單鑄試塊的檢測(cè)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(cè)結(jié)果 Tab．1 Test results of partial separated test bar of casting with Y shape 一。。 化學(xué)成分 ( ) 力學(xué)性能 金相組織 ． . ． ． O"b 硬編號(hào) 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 3．62 2|． 74 0．29 0．042 0．013 0．045 0．019 492 18 172 3 90 6 1 0．5 272 3．50 2．84 0．32 0．045 0．018 0．058 0．017 486 19 163 3 88 7 1 0．5 273 3．52 2．90 0．31 0．041 0．016 0．051 0．020 490 17 175 2 91 7 1 0．5 275 3．70 2．58 0．30 0．040 0．021 0．053 0．019 510 16 180 3 94 7 1 0．5 277 3．64 2．86 0．34 0．049 0．024 0．041 0．024 508 l9 173 3 96 7 1 0．5 280 3．61 2．85 0．29 0．039 0．019 0．060 0．021 503 14 152 2 94 6 l 0．5 281 3．58 2．91 0．33 0．041 0．019 0．053 0．020 492 16 165 3 9O 7 1 0．5 283 3．55 2．88 0．33 0．038 0．021 0．054 0．016 487 16 173 3 94 7 1 0．5 284 3．57 2．76 0．31 0．043 0．020 0．052 0．019 490 18 1 62 3 88 6 1 0．5 289 3．65 2．67 O．29 0．041 0．019 O．048 0．021 484 15 172 2 95 7 1 0．5 290 3．58 2．89 0．35 0．046 0．021 0．061 0．025 482 18 17O 2 89 7 1 0．5 291 3．65 2．8O 0．31 0．043 0．0】9 0．049 0．0】7 484 16 168 2 92 7 1 0 5 注：表中Y形單鑄試塊是按照GB1348—88標(biāo)準(zhǔn)中試塊類型為Ⅱ的尺寸制造。 圖1是編號(hào)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(xué)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(xué)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(fù) 合孕育工藝，能進(jìn)一步提高孕育處理效果，細(xì)化石墨 球，增加石墨球的數(shù)量，球化率和球化分級(jí)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(hào)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(shí)間， 以防止“ 返硫” ，避免球化衰退。 ~g 0* l中遠(yuǎn)熱能技術(shù)有限公司( 前身為河南省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院工業(yè)爐部) 在國(guó)內(nèi)率先 進(jìn)行了煤氣發(fā)生爐小型化、自動(dòng)化方向的研究， 最大限度提高了熱能利用率， 簡(jiǎn)化了操作， 同時(shí) 由于采用熱煤氣直接使用， 達(dá)到了國(guó)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?xì)怏w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(jìn)行反應(yīng)， 生成c 0 和H ：。( 3 ) 灰渣層： 起保護(hù)爐條和灰盤的作 用。( 4 ) 干餾層： 通過氣化層上升的煤氣流進(jìn)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(duì)大氣無污染。 3 ． 煤氣發(fā)生爐的應(yīng)用及節(jié)能情況 采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制， 7 年中已有1 o o o N 套在全國(guó)各地運(yùn)行并出口越南、印尼等國(guó)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 ～ 1／3 。 地址： 郵編： 傳真：