厚大断面球墨铸铁齿轮铸件的研制

为获得厚大断面球墨铸铁齿轮铸件,生产时进行分段制造。借助数值模拟软件模拟仿真优化,采用优质生铁、纯净的废钢及强化孕育,获得了合格铸件,为生产同规格球墨铸铁齿轮积累了宝贵的经验。

厚大断面球墨铸铁尾架的研制

尾架是高压压铸机的重要部件之一,重16.8 t、最大壁厚大于400 mm。通过数值模拟软件优化铸造工艺,采用喂线法球化处理,多级孕育处理,试制了厚大断面球墨铸铁尾架铸件。结果表明,尾架铸件各项力学性能均达到了QT500-7材料标准的要求,铸件质量完全满足无损检测技术要求。

QT600-3铸态大吨位厚大断面铸件的熔炼工艺

介绍了大吨位厚大断面铸件的结构特点及容易出现的问题,通过合理控制化学成分,添加铜、锡、锑合金进行合金化处理,选用重稀土长效球化剂,采用倒包球化处理、多次复合孕育处理等工艺技术,成功生产出金相组织和力学性能均符合QT600-3技术要求的铸态大吨位厚大断面箱体、滑枕铸件。最后指出:采用倒包球化、多次复合孕育工艺以及微量锑合金化处理工艺,可以降低铁液中氧的活性,使石墨球更圆整、细小,稳定珠光体的体积分数,从而获得力学性能符合技术要求的厚大断面铸件。

厚大断面球墨铸铁件的元素组成分析

厚大断面球墨铸铁件存在缩松、缩孔、反白口等各种问题,文章通过分析目前市面上存在的厚大断面球墨铸铁件,发现其元素组成基本可以分为基本元素、合金元素、微量元素三类,其中基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷、铼、镁等,合金元素包括镍、铬、铜、钼、钒,微量元素包括锑、铋、铅、锡、碲。最后简单介绍厚大断面球墨铸铁件的应用。

厚大断面球墨铸铁件常见缺陷的防止

概述了厚大断面球墨铸铁件易产生的几种缺陷及防止措施。并从原辅材料的选择,铁液化学成分的控制,球化和孕育处理以及合金元素的添加等几方面论述了厚大断面球墨铸铁件生产中应注意的一些问题及工艺参数。

原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件石墨形态与力学性能的影响

为研究原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件凝固组织石墨形态和力学性能的影响,使用高精度热模拟系统,考察了不同硅含量的原铁液经过相同球化孕育工艺处理后在相同凝固条件下获得的厚大断面球墨铸铁件试样的凝固组织石墨形态和力学性能。结果表明,球化孕育工艺相同时,随着原铁液硅含量提高,厚大断面球墨铸铁件石墨形态恶化,力学性能下降。当钇基重稀土球化剂和含Ba孕育剂加入量分别为1.8%和0.4%时,原铁液硅含量控制在1.2%以内,有利于防止厚大断面球墨铸铁件石墨畸变,提高铸件力学性能。

铜、锑及硅含量对厚大断面珠光体球墨铸铁组织和性能的影响

采用砂型浇注出厚大断面珠光体球墨铸铁试样,研究了铜、锑合金化元素和硅含量对厚大断面球墨铸铁组织和性能的影响规律。结果表明:加入适量锑可消除厚大断面球铁心部的碎块状石墨,有效改善其力学性能;添加适量铜可有效促进基体的珠光体化,提高拉伸性能;另外,适当降低硅含量可提高球铁的珠光体含量和强度;对于尺寸为250mm×250mm×300mm的厚大断面试样,加入0.015%锑和0.5%铜并将硅含量控制为2.1%,可获得较好的综合性能。

冷却条件对厚大断面球铁件凝固特性的影响

模拟壁厚400mm,模数M为20的大型球铁罐体,浇注了一个边长为400mm的立方体铸件,按不同冷却条件,沿一维方向凝固方式,测定了铸件不同部位的凝固曲线和铸件凝固动态曲线.分析了大型球铁件的凝固特征,讨论了铸件壁厚、凝固时间与球墨形态变化的规律.为保证铸件质量,在冷却条件方面提出了可靠的试验依据.

Y和Sb对厚大断面球墨铸铁石墨形态的影响

通过采用重稀土钇基稀土镁球化剂处理铁液,浇注厚大断面球铁试块,研究了重稀土Y和微量Sb对厚大断面球铁的石墨形态的影响,分析了石墨结晶的核心,并探讨了石墨畸变的原因。试验结果表明,重稀土Y在铁液中形成高熔点氧化物,残存时间长,作为石墨核心,有利于提高抗衰退性能;Sb具有细化石墨球、增加石墨球数、提高石墨圆整度的作用;在厚大断面球铁中,晶界上Ti的偏析和球化元素Mg或稀土等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变。

厚大断面球铁生产中的几个主要问题

本文结合国内外厚大断面球铁的生产和应用现状，介绍了厚大断面球铁中非球形石墨的形态及形成原因；基本化学成分和微量元素对厚大断面球铁中石墨形态的影响；球化剂及球化方法、孕育剂及孕育方法对厚大断面球铁组织和性能的影响。

锰对厚大断面球铁力学性能和断裂韧性的影响

研究了锰对厚大断面球铁的力学性能及断裂韧性的影响.研究结果表明,锰含量的增加导致试块心部的珠光体含量相对较高,在一定程度上缓解了由石墨形态恶化所造成的抗拉强度下降.随着冷却凝固速度的降低和锰含量的增加,冲击断口形貌和断裂韧性断口形貌由韧-脆混合型断口裂转变为脆性断口.利用扫描电镜动态拉伸原位厚大断面球铁中不同基体组织的断裂过程,珠光体在外力作用下比铁素体容易萌生裂纹,裂纹往往沿着相邻的珠光体团交界扩展.珠光体的塑韧性较低且脆性大.厚大断面球铁中控制珠光体含量,提高铁素体含量,可提高球铁塑韧性.

厚大断面RE-Mg球铁喷粉净化及球化效果的研究

利用自行研制的喷粉装置,首先探讨了厚大断面RE-Mg球铁喷粉脱硫净化的效果,然后研究了稀土镁球化剂在喷粉处理时的净化及球化效果,进而对喷粉脱硫、球化、孕育综合处理工艺进行了试验研究。结果表明:喷粉处理时活性CaO的脱硫率与CaC2的脱硫率相近,使得CaO取代CaC2成为可能,喷粉处理具有突出的净化作用,在脱硫的同时,使氧含量显著降低,同时使硫趋于均匀分布;喷粉球化是一种有效的新球化方法,可获得低硫、低氧、石墨圆整而细小的铸态铁素体球墨铸铁;综合喷粉球化工艺可将脱硫剂、球化剂、孕育剂同时喷入铁液,完成脱硫、球化、孕育过程,获得的球铁在强度较高的同时,使伸长率和冲击值也增大。

厚大断面球墨铸铁件生产中若干问题的探讨(1)

介绍了厚大断面球墨铸铁的凝固时间长、共晶结晶平台长、石墨球数少、易畸变、基体组织异常等凝固特性,通过理论与生产实例相结合的方法,阐述了碎块状石墨问题,石墨球数少与石墨畸变的关系,球化剂、w(Mg残)量、RE与石墨畸变的关系,CE及化学成分的选择问题,厚大断面球墨铸铁件若干问题的措施,球化剂中RE问题以及如何增加石墨球数问题。最后指出:要保证厚大断面球墨铸铁正常生产,除上述问题外,还有浇注系统优化和浇注时间控制的问题,生产过程质量控制以及生产组织等问题,这些都需要注意和严格控制。

微量元素偏析对厚大断面球铁石墨形态的影响

分析了厚大断面球铁件石墨畸变的形成原因及影响因素,浇注了400mm×400mm×450mm的试块研究微量元素偏析对石墨形态的影响。结果表明:开花状石墨的中心部存在Mg、Al、La、Ca、S等元素的富集,这些元素的富集破坏了石墨生长的稳定性;而晶界上V、Ti的偏析和球化元素Mg或RE等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变;在铁液中添加微量Sb,凝固过程中Sb偏析于石墨—奥氏体界面上,可有效抑制或减缓C向石墨球扩散,限制石墨球生长,抑制石墨球畸变。

厚大断面球墨铸铁件生产中若干问题的探讨(2)

介绍了厚大断面球墨铸铁的凝固时间长、共晶结晶平台长、石墨球数少、易畸变、基体组织异常等凝固特性,通过理论与生产实例相结合的方法,阐述了碎块状石墨问题,石墨球数少与石墨畸变的关系,球化剂、w(Mg残)量、RE与石墨畸变的关系,CE及化学成分的选择问题,厚大断面球墨铸铁件若干问题的措施,球化剂中RE问题以及如何增加石墨球数问题。最后指出:要保证厚大断面球墨铸铁正常生产,除上述问题外,还有浇注系统优化和浇注时间控制的问题,生产过程质量控制以及生产组织等问题,这些都需要注意和严格控制。

厚大断面球墨铸铁铁液石墨畸变倾向预测研究

通过考察不同厚大断面球墨铸铁铁液热分析曲线凝固段及其对应6h凝固组织间的关系,运用模式识别原理和数据库技术,提出了浇注前预测其石墨畸变倾向的方法。结果表明,热分析曲线凝固段综合偏差判据W值与6h凝固组织的石墨形态差异间存在明显收敛关系,当W趋于0时,6h凝固组织石墨形态的差别向0趋于收敛;当W足够小时,两条热分析曲线的差别也足够小,其对应的两种球墨铸铁铁液6h凝固组织中石墨形态的差别也足够小;待评估厚大断面球墨铸铁铁液的石墨畸变倾向可用与其热分析曲线形状最相近的另一铁液的6h凝固组织的石墨形态进行预测。

厚大断面球墨铸件模拟凝固装置的研制

自行研制了模拟厚大铸件的冷却环境的小型凝固装置。通过控制环境温度和冷却速度,模拟厚大断面球墨铸件凝固过程温度场的分布和变化规律。试验结果表明,铸件在模拟环境下的冷却凝固时间比空冷凝固时间延长了300%。

厚大断面球墨铸铁件生产中若干问题的探讨(3)

介绍了厚大断面球墨铸铁的凝固时间长、共晶结晶平台长、石墨球数少、易畸变、基体组织异常等凝固特性,通过理论与生产实例相结合的方法,阐述了碎块状石墨问题,石墨球数少与石墨畸变的关系,球化剂、w(Mg残)量、RE与石墨畸变的关系,CE及化学成分的选择问题,厚大断面球墨铸铁件若干问题的措施,球化剂中RE问题以及如何增加石墨球数问题。最后指出:要保证厚大断面球墨铸铁正常生产,除上述问题外,还有浇注系统优化和浇注时间控制的问题,生产过程质量控制以及生产组织等问题,这些都需要注意和严格控制。

厚大断面球铁件生产中强冷系统的应用

在生产厚大断面球墨铸铁件时,当受铸件结构影响而不能采用常规方式冷却时,采用一种铸型的水冷系统强制冷却方式。通过强冷方式来保证铸件凝固时间符合工艺要求,而获得合格的铸件。

元素Bi对厚大断面球墨铸铁低温冲击性能的影响

研究了Bi含量对厚大断面球墨铸铁低温力学性能的影响。结果表明,在-40℃下试样的冲击吸收功随Bi含量的增加而先增大后减小,在Bi含量为0.011%时达到最大值14.8 J。在厚大断面球墨铸铁件中添加适量的元素Bi,可以细化石墨球,增加石墨球数,改善石墨球的形态,抑制碎块状石墨产生。通过对厚大断面剖面的宏观观察,可见在Bi含量为0.011%时黑斑缺陷直径最小。