球铁铸件是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。
球铁铸件除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
球铁铸件是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。
球墨铸铁件消失模缸体生产技术和低温用铁素体原料选用
<一>、消失模技术用于发动机缸体生产
1980年初消失模技术引起发达国家各汽车厂家的关注和兴趣,美国、口本和欧洲各国相继投入资金研究与开发,并在汽车铸件的大批量生产上成功应用。消失模铸造技术特别适合于缸体、缸盖、进排气歧管等形状复杂、需要砂芯成型的汽车铸件。在运用传统工艺生产这类铸件时,制芯和清理都需要花费时间与成本,然而消失模铸造可以不要砂芯就能够铸造出所需铸件,同时也简化了清理,降低企业负担。目前最为成熟的消失模铸造工艺是用于汽车铸件的批量生产,所生产的产品有铝合金铸件(如进气歧管、缸体、缸盖等)和铸铁件、球墨铸铁件(如曲轴、缸体、缸盖、变速器壳体、排气管等)。
美国是消失模铸造技术在缸体中应用比较广泛和成熟的国家。美国通用汽车公司在1985年试制了2L、4L型铝合金发动机缸盖并取得成功。1990年通用汽车公司在Saturn建成生产铝合金4缸缸体全自动EPC生产线。2001年美国通用汽车公司所属的用于生产6缸缸体的SMCO消失模生产线正式投产,标志着美国EPC技术得到巩固和发展。欧洲在1979年前后开始了EPC技术的研究,法国雪铁龙公司开发了一条运用消失模铸造方法每小时生产120个铸铁发动机缸体自动化生产线。德国大众公司投资2000万美元建造了4缸铝合金缸体生产线。我国的EPC技术在近10年获得较快发展。如长沙发动机总厂1996年引进意大利法塔公司全套制模和造型浇注生产线,生产铝合金缸体、缸盖铸件。目前国内受制于消失模铸造工艺的关键技术,大批量生产汽车铸件的厂家还很少,与国外的差距显而易见。
<二>、低温用铁素体球墨铸铁原料选用
1、生铁
球铁用原材料一般要求低磷、低硫和较低的硅、锰。生产中选用的生铁是QT14生铁,其成分为:4.1%~4.3%C,1.3%~1.6%Si,0.2%~0.5%Mn,≤0.08%P,≤0.02%S。
2、球化剂和孕育剂
由于没有纯镁球化处理设施,为了保证球墨铸铁件质量,生产中选用了低稀土镁含量型球化剂。球化剂为金陵稀土材料厂生产的稀土镁硅铁,其成分为:2%~4%RE,7%~9%Mg,≤44%Si。球化处理中球化剂加入量为1.8%~2%。
低温用铁素体球墨铸铁要求终硅量尽可能地低,原先用孕育剂(75硅铁)孕育后含硅量较高,故生产中选用了金陵稀土材料厂生产的钡硅复合孕育剂,其成分为:≤45%Si,0.8%~2.0%Ca,4%~6%Ba,1%~2%Al。孕育剂加入总量为0.8%。
3、化学成分的确定
球墨铸铁的化学成分与它的组织、力学性能和铸造性能有很大的关系。原铁液的化学成分应符合“高碳、低硅、低锰、低硫和低磷”的原则。生产中碳控制在3.6%~3.9%范围内,以不致产生石墨飘浮为准。铁素体球墨铸铁随着温度的下降逐渐发生由韧性向脆性的转变,且硅能提高脆性转变温度,故低温用铁素体球墨铸铁应在满足石墨化的条件下,尽可能地控制较低的含硅量。原铁液含硅量控制在1.2%~1.6%,球化孕育处理后,含硅量控制在1.9%~2.5%。由于锰易偏析形成碳化物,影响力学性能,故其含量不易高,控制在0.2%~0.35%。磷、硫含量应尽可能地低,一般磷控制在0.07%以下,原铁液含硫量控制在0.08%以下,球化处理后含硫量不大于0.03%。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机齿轮、机械加工、数控车床加工等业务。