灰铸铁加工性能分析

1铸铁加工性能分析

评价铸铁的加工性能是在一定的刀具寿命以及在相同条件下的切削速度。通常使用弓锯机,选用相同新锯条,在相同条件下切割试棒,比较切割完的速度。

在金属加工中,一是薄层切屑的塑性变形析出热量,俗称切削温度对刀具寿命的影响,二是切削过程中的磨料磨损。一般加工高强度灰铁切屑略有卷曲,说明存在有塑性变形而伴随析出的热量,这与铸铁中石墨形状、多少、以及基体中不同的组织和量的大小有关,磨料磨损中还与铸铁中硬相质点、如碳化物、氮化物、磷化物等有关,使铸铁变硬,加工性能变坏。改善加工性能,就要从低切削温度和减少磨料磨损上着手。

2铁液温度的影响

2.1自脱氧现象

冲天炉熔化铸铁,全部熔滴都经历了高温区氧化带一般大于1800℃,此时几乎所有金属元素及部分碳、氮化物都可得以熔化,使原有的内部组织结构受到较为彻底地打乱,随后通过还原带时而脱氧。感应炉熔化铸铁不存在上述的条件,铁液反而受到大气污染,在1454℃重熔三次,白口数逐次增多,说明每熔化一次氧化就多一些,石墨结晶核心就减少一些。并保留了一些炉料的原始性能。在铁液熔化中不少人都发觉铁液温度1480℃以上时铁液显得特别“明亮”,铁液面上氧化夹杂突然减少,当铁液温度加热到1538℃时,铁液有赤热感,非常干净,这一现象说明铁液有个“临界点”,超过该点铁液有自脱氧现象艰氧与碳化合、生成CO气体跑出铁液面.

2.2常见铁液温度的规定

根据工业先进国家诸多铸造厂的资料介绍和本公司数次参加会议参观咨询,大多数铸造厂出铁温度为1500-1550℃铁液孕育温度1420一1430℃浇注温度大于1400。英国的专家来厂指导时也坚持认为铸铁熔化出炉应在1540℃左右。熔化温度过高,特别是长时间高温熔化,铁液中含氧太少,不利于孕育,而且激冷倾向严重熔化温度过低,容易产生各种铸造缺陷。东风公司采用感应炉熔化,过去熔化温度在1390一1420℃,浇注温度常在1280一1320℃,与国外相比都低了℃左右。温度低了容易引起内部组织不均匀.

3孕育的影响

铸铁孕育的目的是消除白口、改善加工性能,细化共晶团,获得A型石墨,使石墨细化均匀分布,改善组织,提高力学性能、减少断面敏感性等,孕育经济的手段,只占铸件成本的,却使铸件价值成倍提高。

孕育处理能将铁液过冷控制在10℃以内,使共晶团数量提高一倍,促使石墨以A型析出,石墨长度减至100um声以内。但是孕育剂不好,温度低,加人量多,颗粒大,铁液熔化不了,造成铸件内部出现硬点。

3.1孕育时的铁液温度

要有好的孕育效果铁液必须有过饱和的氧,即能与孕育剂中的硅元素生成“仇”的晶核氧,铁液温度低时孕育变成了脱氧,铸件容易产生气孔、针孔、夹渣、混合石墨等缺陷铁液温度高了含氧量过少,容易出现白口、脱碳等现象。此外要求铁液在平衡温度以上保温时间不宜长,过长了能使①挥发过多造成贫碳②造成缺氧,使“’晶体表面破坏,起不到成核作用③许多高浓度微区消失严重,生成过多过冷石墨和不该出现的独立相。

铁液孕育要控制铁液的过热温度,实际就是控制铁液的含氧量,使氧与硅生成“仇”晶核质点而不是造成氧化物渣。一些报导认为灰铁孕育含氧在一有的认为在巧。生产中一般认为硅量在一时,铁液温度在一℃时含氧量保持在一,是铁液好的孕育时机。东风公司过去处理温度偏低,孕育效果欠佳,温度过低,孕育剂不能完全熔化,造成有“富硅相”硬点的现象也可以说明

3.2孕育方式

灰铁孕育在操作规程中规定“必须待铁液出至包中盖住包底才开始均匀地随铁液流撒入孕育剂,加孕育剂的时间约占出铁时间的,要求准确控制出铁量和孕育剂加人量”。然而在执行中看到的是冲铁液前已把称好的孕育剂投人到包底,假若包底还有剩余铁液仍然是早就倒人孕育剂,有时要等一才出铁。这种包底孕育方式,加上用孕育剂,不仅孕育不好,而且也存在早期衰退问题。

如今出现了二次孕育倒包时再孕育和瞬时孕育随流孕育、型内孕育等多次孕育方式,1976年曾在缸体上进行过试验。

炉前孕育硬度低,说明造成了大量铁素体,随流孕育对提高珠光体量比较明显,而且硬度均匀性好。以上说明要得到优良加工性能铸件,采用一种好的孕育方式也很重要。

4结束语

为改善铸铁件的加工性能,从熔化角度要抓好如下环节

①选择合适成分②选用优质炉料③快速熔化缩短高温时间④合适的铁液处理工艺⑤控制结晶过程。