增碳剂在铸造时使用,可大幅度增加废钢用量,减少生铁用量或不用生铁。绝大多数增碳剂都适用于电炉熔炼,也有少部分吸收速度特别快的增碳剂用于冲天炉。电炉熔炼的投料方式,应将增碳剂随废钢等炉料一起往里投放,小剂量的添加可以选择加在铁水表面。
⑴促进石墨化的工艺措施是减少铁液收缩的好措施。
电炉熔炼:增碳技术的应用是解决铁液收缩的关键技术。由于铁液凝固过程中的石墨析出产生石墨化膨胀作用,良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向,因此,增碳技术是好的工艺。
由于加入增碳剂提高了铁液的石墨化能力,因此,采用全废钢熔炼加增碳剂的工艺,铁液的收缩倾向反而更小。这是非常重要的一个观念转变,传统的观念是认为多加废钢会铁液的收缩倾向,这样我们就容易走入一个误区,不愿意多用废钢,而喜欢多用一些生铁。
多用生铁的缺点是:生铁中有许多粗大的过共晶石墨,这种粗大的石墨具有遗传性,如果低温熔炼,粗大的石墨难以消除,粗大的石墨从液态遗传到了固态,使凝固过程中本来由于石墨析出应该产生的膨胀作用削弱,因此使铁液凝固过程中的收缩倾向,粗大的石墨又必然降低了材料的性能。因此,与用废钢增碳工艺相比,大量用生铁的缺点就是:①强度性能低。同样成分做过对比试验,性能低半个排号。②收缩倾向大。同样条件下,比废钢增碳工艺收缩大。
对于电炉熔炼,增碳技术的核心是使用的增碳剂。采用废钢增碳工艺,增碳剂就成为增碳工艺中重要的环节。增碳剂质量的好坏决定了铁液质量的好坏,增碳工艺能否获得好的石墨化效果,减少铁液收缩,主要取决于增碳剂:① 增碳剂一定要选用经过高温石墨化处理的增碳剂。只有经过高温石墨化处理,碳原子才能从原来的无序排列变成片状排列,片状石墨才能成为石墨形核的好核心,促进石墨化。②好的增碳剂含硫都非常低,w(S)小于0.03%是一个重要的指标。
对于冲天炉熔炼:高温熔炼是关键的技术指标,高温熔炼可以有效消除生铁粗大石墨的遗传性。高温熔炼可以提高渗碳率,减少配料中的生铁加入量。以渗碳方式获得的碳活性好,要比多加生铁带来的碳有更好的石墨化作用,反映在铸件上,就是石墨的形态更好,分布更均匀。石墨的形态好,就会提高材料的性能,包括切削性能,而 石墨化效果好,就能减少铁液的收缩倾向。
⑵提高原铁液的硅量,控制孕育量。
灰铸铁中的硅一部分是原铁液中的硅,一部分是孕育带入的硅。
许多人喜欢原铁液中的硅低点,然后用很大的孕育量孕育,这种做法并不科学:大量的孕育是不可取的,这会收缩倾向。孕育是为了增加结晶核心的数量,促进石墨化,少量的孕育(0.2%~0.4%)就可以达到这个目的。从工艺控制来说,孕育量应该相应稳定,不能有过大的变化。这就要求原铁液的硅量也要相应稳定。提高原铁液的硅量,既可以减少白口和收缩倾向,又能发挥硅固溶强化基体的作用,性能反而不降低。目前比较科学的做法是提高灰铸铁原铁液的含硅量,孕育量控制在0.3%左右,这样可以发挥硅的固溶强化作用,对提高强度有利,也对减少铸件收缩有利 。
⑶合金化的方法对铁液收缩有很大影响。
合金化能有效提高铸铁的性能,我们常用的合金元素是铬、钼、铜、锡、镍。
铬:铬能有效地提高灰铸铁的性能,随着加入量的增加,性能会一直提高。铬的白口倾向比较大,这是大家顾忌的问题。加入量太大,会出现碳化物。至于铬量的上限如何控制,不同的加铬工艺,上限有所不同,如果铬加入到原铁液中,其上限不要超过0.35%,提高原铁液中的铬量会使铁液白口倾向和收缩倾向加大,非常有害。
另一种加铬的工艺不是提高原铁液铬,而是将铬加入到铁液包中,用冲入法冲入,这种工艺会大大减少铁液的白口和收缩倾向,同前一种工艺相比,同样的铬量,白口和收缩倾向会减少一半以上,这种加铬方式,铬的上限可以控制到0.45%。
钼:钼的特性与铬非常相似。由于钼的价格昂贵,加钼会大幅度增加成本。因此,应尽可能少加钼,多加一些铬。用冲入法加铬、加钼是减少合金化收缩的有效措施。
⑷铁液浇注温度对收缩的影响。
温度高铁液收缩倾向大,这是大家都有的经验。要控制浇注温度在合理的范围内是非常重要的,浇注温度如果高于工艺规定的合理的温度20~30℃,收缩倾向就会大幅增加。生产中要注意这样一种现象,没有自动保温功能的电炉,可能会使铁液温度升高,包铁液的浇注温度会低一些,随后温度会越来越高,如果不加以控制,就有可能产生收缩废品。生产中包铁液要烫包,烫好的包再用,而且包铁液浇注温度要控制在下限,不要在上限,防止温度不断升高。电炉熔炼控制好浇注温度,是防止铸件产生收缩废品的关键措施。
⑸铁液氧化倾向不容忽略:氧化大、收缩大。
铁液氧化倾向大是非常有害的,也会收缩倾向。为了降低铁液氧化,冲天炉熔炼就要实现快速熔炼。现在国外的电炉熔炼技术可以做到加入的铁料在几分钟内快速熔化,大大缩短了铁料在高温氧化阶段的时间,氧化倾向大幅降低,同时由于电炉增碳技术的应用,使铁液的氧化进一步降低,所以电炉熔炼也可以生产出低氧化、低收缩的铁液。只要严格控制好浇注温度,用电炉熔炼生产复杂的缸体、缸盖铸件也很有优势。
1.腐蚀缺陷:主要是受到了外界环境入侵,让该带的表面产生了化学反应进而有腐蚀出现,像是锈斑和酸洗等都是腐蚀的表现。
2.来料的缺陷:在进行热轧的时候相应的程序已经进行。孔洞就是一种比较常见的缺陷了,在进行卷渣和表面有裂纹并进行轧制的时候所生成。
3.机械损伤缺陷:他主要是在进行生产的时候因为冷轧带钢和一些硬物进行碰撞进而出现的,他会让带钢的表层受到伤害,有擦伤等等。
4.表面吸附物的缺陷增碳剂生产厂家:因为在生产的时候带钢的表面有吸附物进而出现了缺陷。
增碳剂的原料有很多种,生产工艺也各异,有木质碳类,煤质碳类,焦炭类,石墨类等,其中各种分类下又有很多小种类。增碳剂一般指经过石墨化的增碳剂,在高温条件下,碳原子的排列呈石墨的微观形态,所以称之为石墨化。石墨化可以降低增碳剂中杂质的含量,提高增碳剂的碳含量,降低硫含量。
增碳剂在铸造时使用,可大幅度增加废钢用量,减少生铁用量或不用生铁。目前绝大多数增碳剂都适用于电炉熔炼,也有少部分吸收速度特别快的增碳剂用于冲天炉。电炉熔炼的投料方式,应将增碳剂随废钢等炉料一起往里投放,小剂量的添加可以选择加在铁水表面。
但是要避免大批量往铁水里投料,以防止氧化过多而出现增碳效果不明显和铸件碳含量不够的情况。增碳剂的加入量,根据其他原材料的配比和含碳量来定。不同种类的铸铁,根据需要选择不同型号的增碳剂。增碳剂特点本身选择纯净的含碳石墨化物质,降低生铁里过多的杂质,增碳剂选择合适可降低铸件生产成本。
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