高牌號(hào)球鐵的生產(chǎn)技術(shù)

摘要:本文主要介紹高牌號(hào)球鐵QT900- 5的成分控制: 3T中 頻電爐熔煉，OBLF公 司QSN750直讀光譜儀爐前分析，采用廢鋼增碳，加入比例為: 40%: 60%，銅、銻合金化,球化采用沖入法，加入稀土鎂硅鐵合金，加入量1.1~ 1.3%，三次孕育，球化孕育、球化后孕育、隨流孕育。產(chǎn)品理化分析，WD61 5球鐵曲軸球化等級(jí)為2級(jí)，石墨球大小為6級(jí)，珠光體含量≥85%，本體抗拉強(qiáng)度為≥855MPa,伸長(zhǎng)率24.5%。

我公司自2015年12月開始投入研發(fā)高牌號(hào)球鐵曲軸，年產(chǎn)量可達(dá)12萬(wàn)根。球墨鑄鐵作為曲軸材料具有良好的耐磨性、減震性、加工性以及經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可以滿足節(jié)能減排的

要求，因此越來(lái)越受到曲軸市場(chǎng)歡迎。由于曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中承受高強(qiáng)度載荷，因此要

求球墨鑄鐵曲軸高強(qiáng)度的同時(shí)，保持一定的伸長(zhǎng)率，目前市場(chǎng)對(duì)于球鐵曲軸材料大致要求

為:抗拉強(qiáng)度≥855MPa,伸長(zhǎng)率≥4.5%。

1.化學(xué)成分選擇:

合理的化學(xué)成分是保證鑄件金相組織和機(jī)械性能合格的必要條件。碳硅，一般選擇在共晶點(diǎn)附近，含碳量增大，在鑄型強(qiáng)度較大的情況下，可以有效減小縮松，碳量減小，會(huì)增加鐵水收縮量，因此選擇含碳量控制在3.4~ 3.7%，含硅量控制在1.9~2.3%;錳，錳是形成碳化物較強(qiáng)的元素降低共析轉(zhuǎn)變溫度，具有細(xì)化珠光體功能，但錳過(guò)量會(huì)增加一次碳化物，嚴(yán)重降低產(chǎn)品性能，含錳量控制在0.3~0.5%;磷，屬于球鐵熔煉中有害元素,磷過(guò)量會(huì)產(chǎn)生磷共晶，嚴(yán)重降低球鐵韌性和塑性，含磷量控制≤0.035%;硫，嚴(yán)重反球化元素，硫含量增多需要加入更多球化劑，在石墨結(jié)晶過(guò)程吸附石墨核心會(huì)使石墨球變形,因此要嚴(yán)格控制含硫量，含硫量控制≤0.02%;銅，穩(wěn)定奧氏體，在共析轉(zhuǎn)變是銅顯著穩(wěn)定和細(xì)化珠光體，是錳促進(jìn)珠光體能力的3倍“，價(jià)格昂貴，含銅量控制在0.5~ 0.7%;銻,可細(xì)化石墨，對(duì)厚大斷面出現(xiàn)的碎塊狀石墨有抑制作用，但含過(guò)高會(huì)引起石墨畸變，含銻量控制0.004 ~ 0.008%。

2、主要爐料選擇及配比:

生鐵，選擇優(yōu)質(zhì)低硫、磷生鐵，要求表面無(wú)銹跡、無(wú)砂粒，磷含量≤0.03%，硫含量≤0.02%;廢鋼，由于目前汽車使用鋼材大多數(shù)含鈦、含錳,鈦、錳含量過(guò)高都會(huì)影響鑄件性能，因此要求含鈦量≤0.04，含錳量≤0.5%;生鐵、廢鋼加入比，選擇40%: 60%，**限度的利用生鐵、廢鋼遺傳性，生鐵在高溫熔煉，會(huì)有石墨核心無(wú)法熔化，為石墨形核提供形核質(zhì)點(diǎn)，廢鋼熔煉后會(huì)保留其性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高球墨鑄鐵性能有很大的好處。

3、球化孕育:

采用1T球化包沖入法球化，堤壩式球化包,沖入法操作簡(jiǎn)單，安全可靠，比較適宜國(guó)內(nèi)鑄造工業(yè)水平。球化劑選用稀土鎂硅鐵球化劑，此類球化劑具有球化能力強(qiáng)、反應(yīng)條件好、提高鐵水流動(dòng)性、降低氧化膜形成溫度、減小收縮性等優(yōu)點(diǎn)，含鎂量控制在5~ 7%,稀土總量控制在1.0~ 1.5%。孕育采取三次孕育，0.1%孕育劑加入包內(nèi)，0.6%孕育劑在球化后加入，0.05 %隨流孕育劑在澆注過(guò)程中隨流加入。

4、金相組織:

對(duì)高牌號(hào)球鐵金相組織的要求，石墨球圓整度高，石墨球多且石墨球球徑小，珠光體基體，幾乎不允許出現(xiàn)磷共晶、滲碳體。按GB/T9441 《球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)》,對(duì)本體金相組織進(jìn)行評(píng)定，產(chǎn)品金相組織全部達(dá)到球化率2級(jí),石墨球大小6級(jí)，珠光體含量≥85%，且未出現(xiàn)磷共晶、滲碳體。

5、機(jī)械性能:

按GB/T1348《球墨鑄鐵件》加工Y型試塊、本體試棒，試棒照片如下:

6、結(jié)論:

(1) 制造高牌度球墨鑄鐵，生鐵:廢鋼為40%: 60%。

(2)高牌號(hào)球墨鑄鐵化學(xué)成分控制: C3.4~3.7%、 Si1.9~2.3%、 Mn0.3~ 0.5%、P≤0.035%、S≤0.02%、Cu0.5~0.7%、Sb0.004 ~ 0.008%。

(3) 高牌號(hào)球墨鑄鐵球化孕育控制:采用稀土鎂硅鐵球化劑，加入量1.0~ 1.3%;三次孕育，孕育量0.7~ 0.8%。