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球墨鑄鐵的鑄造工藝所呈現的特色

2018-12-12 08:09:17
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由于碳硅含量較高,球墨鑄鐵與灰鑄鐵一樣在生產過程中具有良好的流動性和自補縮能力。但是由于爐前處理工藝及凝固過程的不同,球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比在鑄造性能上又有很大的差別,因而其鑄造工藝也不盡相同。

不過球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比在凝固特性上有很大的不同,球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬?;诣T鐵共晶凝固時,片狀石墨的端部始終與鐵液接觸,因而共晶凝固過程進行較快。而球墨鑄鐵由于石墨球在長大后期被奧氏體殼包圍,其長大需要通過碳原子的擴散進行,因而凝固過程進行較慢,以至于要求在大的過冷度下通過在新的石墨異質核心上形成新的石墨晶核來維持共晶凝固的進行。

正是因為如此,球墨鑄鐵在凝固過程中在斷面上存在較寬的液固共存區域,其凝固方式具有粥狀凝固的特性,這使球墨鑄鐵凝固過程中的補縮變得困難。經過球化和孕育處理,球墨鑄鐵的石墨核心較之灰鑄鐵多很多,因而其共晶團尺寸也比灰鑄鐵細得多。

由于在球墨鑄鐵共晶凝固過程中石墨很快被奧氏體殼包圍,石墨長大過程中因體積增大所引起的膨脹不能傳遞到鐵液中,從而產生較大的共晶膨脹力。當鑄型剛度不高時,由此產生的共晶膨脹將引起縮松缺陷。

在凝固過程中,球墨鑄鐵的體積變化可以分為三個階段,分別是鐵液澆入鑄型后至冷卻到共晶溫度過程中的液態收縮,共晶凝固過程中由于石墨球的析出引起的體積膨脹,鐵液凝固后冷卻過程中的體收縮。

在球墨鑄鐵的鑄造的過程中,很容易的產生增碳缺陷,但是就現在國內的球墨鑄鐵的鑄造水平很難的完全消失這種情況。這個問題也是很多球墨鑄鐵生產企業不敢擴大自己生產規模的一個重要的原因。

增碳缺陷產生的原因主要是泡沫材料含有碳,澆注時泡沫燃燒分解出游離碳,碳侵入鋼水所致。經過試驗,發現其增碳有的規律性,即鑄件表面增碳,而心部幾乎不增碳;內澆口附近不增碳,而離內澆口越遠,增碳越嚴重。

采取如下相應措施,可使鑄件成分基本在工藝要求范圍內。利用離內澆口越遠,增碳越嚴重的特點,在離內澆口遠端或在鑄件的點設置冒口,使入鑄件的增碳污染嚴重的鋼水進人冒口內,同時冒口還起到集渣、集氣的作用。

使用該工藝,可使鑄件整體含碳量控制在工藝要求范圍內。球墨鑄鐵的密度非常重要,只要表面光潔,密度低,可帶來增碳低和發氣量少的好處。


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