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球铁铸件处理工艺和消失模铸造技术

日期：2023-07-20 23:53点击：次
[一]、球墨铸铁处理工艺 1、熔炼 目前较多使用的是冲天炉、电炉双联熔炼和中频感应电炉熔炼两种方式。两种方式各有其优点和不足。冲天炉熔炼效率较高、铁液纯净度高、流动性好

 　　[一]、球墨铸铁处理工艺

　　1、熔炼
　　目前较多使用的是冲天炉、电炉双联熔炼和中频感应电炉熔炼两种方式。两种方式各有其优点和不足。冲天炉熔炼效率较高、铁液纯净度高、流动性好，但熔炼过程中使用的焦炭具有增硫作用，而且冲天炉铁液出炉温度相对较低，需使用电炉对其铁液进行加温和吹氮脱硫，使得熔炼成本增加；单独使用中频感应电炉熔炼，对原材料提出较。一方面，使用高纯生铁和碳素结构钢熔炼；另一方面，使用碳素结构钢加增碳剂熔炼。电炉熔炼不管采用哪种原材料的方式，铁液的流动性都不如冲天炉电炉双联熔炼的好。而且浇注后的产品容易出现缩松等铸造缺陷。采用在铸件厚大面增设外冷铁或良好的补缩手段才能生产出合格的产品(也有的厂家采用高刚性铸型实现产品的自补缩)。
　　原材料在加入炉内之前，要除锈烘干，避免铁液内含气量超标。原铁液出炉前不要做除气处理，以免带入杂质(如果用Al脱氧，产生高熔点Al2O3随脏物排除的同时，部分的Al溶解入铁液，不但破坏石墨球的生长，还偏析到奥氏体的周界；如果用1号稀土脱氧，将使铁液中稀土含量增加，球墨铸铁件有变脆的倾向)。铁液出炉温度1480~1500℃左右，不要超过1520℃或在1520℃左右长时间停留，否则会使铸件的致密度和力学性能明显降低。因为较高的过热度会造成近程有序结构不可逆的松弛，即使采用优良的孕育手段也很难奏效。
　　2、采用适量的球化剂和球化处理方法
　　采用稀土含量较低的球化剂。加入量适当控制。因原铁液含S量较低，球化剂的加入量一般情况下不应该超过1.5%。如果铸件中Mg或者RE的含量超过0.03%时，其离子有向晶界集中的倾向，使产品的脆性急剧增加。不管采用何种类型球化剂只要能球化效果，其加入量越少越好。球化时采用包内冲入法，球化剂和孕育剂上要覆盖同类的铁屑，覆盖量应在5~8mm厚为宜。参与球化的铁液不应少于300kg。1~2t的铁液，两次倒入铁水包为好，其他情况下应一次孕育，直接倒入，避免中间环节时间过长。
　　3、合理孕育
　　采用75Si-Fe，二次孕育，合理分配。依据铁液重量多少确定孕育剂块度大小。1t以下铁液，孕育剂尺寸为15mm；1~2t铁液，孕育剂尺寸为20mm；2t以上为30~40mm。孕育剂要纯净，不得有氧化层和其他赃物，表面要新鲜，使用前要烘干。有条件的生产厂家可以采用随流孕育或者在浇注系统中放置大块孕育剂，良好、孕育效果。
　　4、浇注
　　铁液出炉到浇注成型整个过程要紧凑、协调，任何环节不得出现故障停止现象。整个过程宜在15min内完成，时间越短越好。
　　5、热处理
　　为了可能存在的碳化物和磷共晶；增加基体中铁素体含量，提高韧、塑性；或减少铸造应力吼采用退火工艺、二次保温方法。
　　[二]、消失模铸造技术概况
　　1958年，使用可挥发性的泡沫塑料模样制造出了金属铸件，当时泡沫模型采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的，用粘土砂造型，主要用于生产工艺品铸件。1967年德国了磁型铸造方法。20世纪80年代以来，确立以真空负压、干砂造型为特征的消失模铸造方法。
　　1984年福特汽车公司建成年产100万只铝合金进气歧管的高度自动化生产线，揭开了EPC技术在发达发展的序幕。1990年通用汽车公司建成年产铸件5.5万吨的新铸造厂，其中有三条全自动的EPC生产线。1991年，意大利菲亚特公司在都灵建成年产铸铁5000~15000吨的EPC自动化车间，全车间仅22人。2006年消失模铸造的铸铁合金年产量为27.5万吨，2009年达到42万吨左右。铝合金消失模铸造产量为18万吨，2009年达到22万吨左右。由于消失模铸造技术的巨大成功，各国铸造界对其产生了浓厚的兴趣。世界各国纷纷采用消失模技术于铸造生产，积极投入EPC技术的研究与。
　　90年代开始以来，我国的消失模技术有了较快的发展，其中一大批工厂利用国产设备和技术，建成了年产铸件达几百吨至几千吨的简易型生产线，如1990年，北京建成年产5000吨的消失模铸造生产线；1993年，无锡建成年产1000吨铸件的消失模铸造机械化生产线。部分工厂采用了设备以及技术，如汽车厂轻型发动机厂从引进制模成套设备和振动台，国内配套组成生产线，生产汽车进气管等。2007年中国消失模铸件产量已达到648kt，比1995年增长42.6倍，其产量和企业数量均列世界。
　　消失模铸造技术适用于铜合金、铝合金及铸铁合金、球墨铸件等。在实际应用该技术时应注意研究铸件的工艺结构。一般结构复杂的铸件运用EPC技术，获得的经济效益好。发动机缸盖、排气管、进气管、曲轴、发动机缸体、阀体、电动机壳体、变速箱壳体、轮毂、刹车盘、磨球、衬板等可采用该技术生产。
　　目前，在对消失模铸造技术的研究上，主要集中于以下几个方面：
　　①消失模铸造缺陷形成机理以及；②发泡模具及白区制模技术；③消失模铸造CAE和原型技术；④铝镁合金消失模铸造机理研究；⑤消失模铸造模样制作过程及质量评定；⑥涂料、涂料性能检测仪器的以及涂料的标准化和商品化；⑦消失模铸造成型设备的研究等。