编辑: 木头飞艇 | 2013-07-13 |
3 所示.改善了组织的均匀性,提高了曲轴的力学性能.试验确定,锡 的含量控制在 0.02%左右,铜含量仍控制在 0.5%左右,取消 0.6%钼铁的加入,每年节约钼铁
80 余吨,曲 轴吨成本下降 15%. (a)加钼 (b)加锡 图1正火后金相组织对比(500*) 碳化物 (a) (b) 图2合金元素对球铁机械性能的影响
2010 中国铸造活动周论文集 -
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3 - 从表
1 可以看出,与国内铜钼球铁球铁曲轴相比,本项目球铁曲轴的抗拉强度、延伸率和冲击韧性明 显提高.提高了曲轴的承载能力和可靠性,使用寿命延长.本项目生产的微锡合金化球铁性能超过了铜钼 合金球铁的水平,达到了锻钢曲轴水平. 2.2 铁液共晶点控制技术 具有共晶成分的铁液,结晶范围窄,易补缩,工艺性最好.生产过程中通常将铁液碳当量(C+1/3Si) 控制在共晶点附近,以获得优质铸件.生产过程中,在碳当量、浇注温度等条件相同的条件下,不同来源 的炉料(生铁厂家变换或加入比例改变等) ,其缩松的废品率相差很大,有时缩松废品率在 1%以下,有时 却高达 30%. 经过研究发现,铁厂无论是矿粉改变还是炉料加进废旧钢渣,铁水五大元素(C、Si、Mn、S、P)均 为保证指标,都会调整到要求的范围之内,而众多微量元素没有控制且根本无法控制.尤其是在国内矿粉 紧张、大量依赖进口的情况下,铁厂所用矿粉更是来自 五湖四海 ,造成生铁中微量元素呈多样性与多 变性,更使铸造企业无章可循,质量波动大. 铸铁的实际共晶点不仅与 C、Si 有关,而且与铁液中所有的元素有关,阻碍石墨化元素 Mn 、Cr 、V、 Mo 等,会使共晶点右移(碳当量减少) ,促进石墨化元素 Si、S、 P 、AI、Cu、Sn、Ni 等会使共晶点左 移(碳当量提高) [4] .由于对微量元素的作用无法进行控制,实际碳当量经常偏离共晶点,铸件缩松缺陷 非常多. 针对微量元素含量变化引起铸件内在质量大幅波动问题,本项目综合铁水中各元素对共晶点的影响, 表1机械性能比较 材质 指标 铜钼球铁曲轴 铜锡球铁曲轴 (本项目) 抗拉强度(MPa)
872 927 延伸率(%) 2.6 3.6 冲击值(J/cm
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26 37 图3铜元素在铸件内的分布
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4 - 结合铁水凝固曲线,研发了原铁液共晶点控制技术,解决了微量元素变化对铁液共晶点影响的难题,使铁 水碳当量真实可控,内在质量得到了有效保证.缩松缺陷由原来的 1.44%降到 0.19%,远低于日本、德国 知名企业的指标.大大提高了曲轴内在质量的一致性,曲轴疲劳断裂倾向明显降低,曲轴断轴率由原来的 450PPM 降到 120PPM. 2.3 球化处理技术 铸造企业一直沿用冲入法进行铁水球化处理,球化剂中镁元素烧损严重,球化剂使用量大,球化质量 不稳定,组织内含有大量片状和蠕虫状石墨,对基体割裂作用大,影响性能,温度损失大,渣量多,铸造 废品率高. 依据球化剂中的镁元素高温气化的特点,设计了集球化、浇注为一体的铁水包,研制了适合大批量流 水作业的密封球化成套装置.使球化处理在密封的包内进行,球化剂遇高温铁水产生大量镁蒸气,包内压 力瞬间上升,形成正压,促使球化反应在正压无氧状态下进行,防止了镁的氧化烧损,球化质量稳定可控. 镁的吸收率由原来 30~40%提高到 64%,球化剂平均加入量减少 50%,球化率高达 90%以上,石墨球圆 整,球化质量好,如图