高碳高強度灰鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)
目前我國生產(chǎn)中高強度灰鑄鐵主要有兩種方法:一是降低原鐵水碳含量強化孕育;二是加入微量合金元素。我們知道,灰鑄鐵具有較高的碳當(dāng)量,尤其是具有較高的碳含量是保證灰鑄鐵具有優(yōu)良鑄造性能、減震性能、減摩性能及切削加工性能的必要條件,降低碳含量必然要影響上述性能。因此,目前國際上普遍追求在高碳含量下的高強度灰鑄鐵的獲得,采用低碳當(dāng)量強化孕育方法生產(chǎn)的灰鑄鐵難以在世界貿(mào)易中有競爭力。
采用微合金化的方法來提高灰鑄鐵的強度,不僅提高了材料成本,同時對熔煉設(shè)備提出了一定的要求。尤其是由于一些合金元素有嚴(yán)重的遺傳性,給回爐料的使用帶來困難。因此,這種方法必然影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
二、本技術(shù)的特點、性能指標(biāo)和適用范圍
在冶金部的資助下我們系統(tǒng)研究了鑄鐵中主要元素的交互作用和合理配比,同時開發(fā)了新型復(fù)合孕育劑。這項研究成果在理論上得到國內(nèi)外的認(rèn)可,先后在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文十余篇,在冶金工業(yè)出版社出版了專著《鑄鐵物理冶金理論與應(yīng)用》。這些論著分別被美國的《金屬文摘》、《化學(xué)文摘》、日本的《科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報》、俄國《科學(xué)技術(shù)文摘》等著名文摘摘錄,其中6篇論文被收入國際工程類最具權(quán)威性的美國《工程文摘》(EI)。在上述理論成果的指導(dǎo)下,我們開發(fā)了相應(yīng)的高碳中高強度灰鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)。
該技術(shù)可達(dá)到以下性能指標(biāo):使碳含量為3.2-3.5%的高碳灰鑄鐵的抗拉強度分別達(dá)到250MPa(沖天爐熔煉)和300MPa(電爐熔煉)以上, 硬度控制在HB190-220之間。同時明顯減小灰鑄鐵組織和性能對斷面的敏感性,顯著減小灰鑄鐵鑄造應(yīng)力。
該技術(shù)特別適合生產(chǎn)中高強度、低彈性模量、形狀復(fù)雜、壁厚不均勻,要求具有良好加工性能和減摩、減震性能的鑄件。
該技術(shù)對熔煉設(shè)備無特殊要求,不影響鐵水流動性等鑄造性能,不含遺傳性元素和貴重合金元素。該孕育劑可由現(xiàn)有冶金材料混配而成,成本低,使用方便,孕育效果穩(wěn)定,無環(huán)保問題。
三、生產(chǎn)工藝方法
該技術(shù)屬強化孕育技術(shù),孕育劑采用現(xiàn)有冶金材料經(jīng)破碎后混配而成,孕育劑的加入方法采用目前國內(nèi)普遍使用的包內(nèi)沖入法。與目前孕育鑄鐵生產(chǎn)工藝相比,除孕育劑不同外,沒有其他任何區(qū)別。
四、經(jīng)濟(jì)性分析
與普通孕育鑄鐵相比,該技術(shù)采用的孕育劑價格略高于目前普遍使用的75硅鐵孕育劑,噸鑄件成本增加25元左右。
與微合金化和高硅碳比技術(shù)比較,該技術(shù)由于不需要加入合金元素和加入過多的硅鐵,其噸鑄件成本低于微合金化和高硅碳比技術(shù)。
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