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铸件毛坯硬度提升的方法介绍

  想要提高铸件毛坯硬度应该怎么办,具体有什么方法,我们要怎么去做,下面给大家详细的介绍一下,具体的细节请看下文。

铸件毛坯硬度提升的方法介绍

  提高铸件毛坯布氏硬度主要从炉料配比、化学成分、铁液过热和复合孕育等方面进行攻关改进。
1.炉料配比
  电炉配料有多种方式,考虑到我公司实际情况,炉料配比用生铁+废钢+回炉料+增碳剂的方法。增碳剂中的氮含量没有特殊要求时一般都比较高,氮可使石墨长度缩短,弯曲程度增加,端部钝化,以及共晶团细化和珠光体数量增加,从而提高其力学性能。有资料介绍,对于高碳当量的灰铸铁,加入适量的氮可得到100%的珠光体组织。我公司就是利用氮在灰铸铁中的这个特点,通过改变石墨的形态和长度来提高铸件毛坯的硬度,在实际生产中取得了较为理想的效果。
2.控制化学成分
  (1)五大元素和钛成分控制 以HT250为例,其化学成分如下表所示。
  部分熔炼者认为只要把五种元素控制在要求的范围内即可,根据我公司的实践经验表明并不是很科学的做法。还有许多熔炼者认为硫元素有害,硫在铁液中含量越低越好,其实也不是这样的。在灰铸铁件中应该考虑“硅碳比”和“锰硫比”即Mn=1.71S+(0.2~0.5)。笔者对Si/C、Mn/S做了详细的统计分析,Si/C=0.52~0.65、 Mn/S=7~12之间,铸件毛坯布氏硬度都比不在该范围内布氏硬度要高8~15HBW。
  (2)低合金化 加入合金如Cr、Cu、Mo、Sn、Sb等元素都能使铸铁件的硬度和强度相应地有所提高,但是铸件毛坯的成本也相应提高,这是每个生产厂家都不愿采取的措施。我公司对于特殊的铸件毛坯加入一种或两种合金元素,且加入合金时,应考虑碳元素的含量,同时也更应考虑各元素之间的配比关系,尤其Cr与Cu和Cr、Cu与Mo比例关系,它们之间的关系对铸铁件硬度有较大影响。另外,Cr元素含量的增加,铸铁件布氏硬度随Cr元素含量的增加而明显增加,但是对铸铁件不利的一面也表现更加突出。如碳含量低,铸铁件容易产生裂纹、白口增大,以及组织中出现较多碳化物,铸铁件切削能力降低,甚至会出现铸铁件加工困难现象。因此,使用合金时一定要掌握好用量,不要盲目追求硬度,应该综合考虑。笔者的观点是,使用合金尽量少加甚至不加最好。目前,我公司生产铸铁件一般不加合金或稍加合金都能满足HT250、HT300对布氏硬度的要求。
3.铁液过热
  对于灰铸铁件,铁液一般都要过热。在一定范围内提高铁液温度能使石墨细化,基体组织致密,铸铁的抗拉强度和布氏硬度有所提高。有资料介绍,过热温度在1520~1550℃,过热时间不能过长,没有给出过热的时间范围。而我公司铁液过热的温度控制在1500~1530℃,过热时间控制在10min之内。
4.孕育剂和孕育方式
  (1)以前,我公司使用最常见、最普通的75SiFe作为灰铸铁件的孕育剂,孕育效果不太理想。改用其他的孕育剂效果比75SiFe孕育效果要好些,但铸铁件的布氏硬度没有明显的提高,而且无形中又增加了生产成本。经多次试验,我公司最终选用75SiFe和高钙钡孕育剂(Ba、Ca元素的含量配比根据用户实际情况特定),取得了较好的结果。
  (2)我公司对随流孕育和瞬时孕育特别重视,改变了传统的孕育方式,在孕育装置上进行了更好的优化改进,改进后的孕育装置已经申报市级科技发明。
5.熔炼方式
  铸铁的熔炼方式不同,对铸铁件的布氏硬度有较大的影响。尤其冲天炉与电炉有较大的差别。以前我公司采用中频电炉熔化,对于提高铸件毛坯的硬度非常不利。进行反复研究后决定采用冲天炉-电炉双联熔炼方式,取得了令人满意的效果。
结语
  通过对炉料配比、化学成分的控制,复合孕育和造型工艺改进,大大提高了铸铁件的布氏硬度,延长了铸铁件的使用寿命,为我公司和用户都带来很大的经济效益。现在我公司在铸铁件的生产中几乎不考虑布氏硬度不合格的问题。
  以上就是关于铸件毛坯提升硬度的方法,请大家注意这些问题。
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