球铁生产工艺控制
高强度高韧性球铁
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图4 4级
本图为4级球化： 石墨大部分呈团絮状和团状， 余为球状和少量蠕虫状，球化 率70％到小于80％。
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图5 5级
本图为5级球化： 石墨呈分散分布的蠕虫状和球状、 团状、团絮状，球化率60到小于 70％。
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球化处理开始，先从炉内放出约2/3 包的铁水。铁水透过覆盖物与球化剂接 触发生球化反应，开始产生白色镁光。 这从现场拍摄的照片可以清楚地看到。
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Βιβλιοθήκη Baidu
从这一张照片中可以看到球化反应时产 生的大量镁光和烟雾。如何判断球化反应的 好坏程度，一是凭有经验的操作者的观察； 二是根据白色镁光从产生到消失过程的时间 来判断（一般0.8～1.5吨处理包的球化反应时 间以50秒至1分30秒为佳）。
2）理解并掌握国家标准和产品质量水平的关 系。
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3）球铁的发展重点：
（1）铸态球铁、薄壁铸件； （2）高强度高韧性球铁； （3）大断面球铁； （4）特种球铁——A-BQT、A体QT、
低温F体QT； （5）球铁质量的检测手段。
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§2 球墨铸铁的生产工艺过程 和质量评估标准
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1.球铁生产工艺过程
砂处理 造型制芯
国际标准 QT350-22
球铁生产工艺
讲座球墨铸铁的生产
球墨铸铁的生产过程包含以下几个环节：熔炼合格的铁液，球化处理，孕育处理，炉前检查，浇注铸件，清理及热处理，铸件质量检查。
在上述各个环节中，熔炼优质铁液和进行有效的球化—孕育处理是生产的关键。
1 化学成分的选定
选择适当化学成分是保证铸铁获得良好的组织状态和高性能的基本条件，化学成分的选择既要有利于石墨的球化和获得满意的基体，以期获得所要求的性能，又要使铸铁有较好的铸造性能。
1.1基本元素
(1) 碳和硅
由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在 3.2%~3.8%范围内变化时，实际上对球墨铸铁的力学性能无明显影响。确定球墨铸铁的含碳量时，主要从保证铸造性能考虑，为此将碳当量选择在共晶成分左右。由于球化元素使相图上共晶点的位置右移，因而使共晶碳当量移至 4.6%~4.7%左右，具有共晶成分的铁液流动性最好，形成集中缩孔倾向大，铸铁的组织致密度高。当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。碳当量过高时，易产生石墨漂浮现象，其结果是使铸铁中夹杂物数量增多，降低铸铁性能，而且污染工作环境。
用镁和铈处理的铁液有较大的结晶过冷和形成白口的倾向，硅能减小这种倾向。此外，硅还能细化石墨，提高石墨球的圆整度。但硅又降低铸铁的韧性，并使韧性—脆性转变温度升高。因此在选择碳硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般认为Si>2.8%时，会使球墨铸铁的韧性降低，故当要求高韧性时，应以此值为限，如铸件是在寒冷地区使用，则含硅量应适当降低。
对铁素体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.6%~4.0%，Si2.4%~2.8%；
球墨铸铁提高球化率的工艺实用方案
球墨铸铁提高球化率的工艺实用方案
国内普通球墨铸铁铸件的球化级别要求达到4级以上，(即球化率70%，)一般铸造厂
达到的球化率为85%左右。近年来，随着球墨铸铁生产的发展，尤其是在风电铸件生产和
铸件质量要求较高的行业，要求球化级别达到2级，即球化率达到90%以上。笔者公司通
过对QT400-15原采用的球化、孕育处理工艺以及球化剂、孕育剂进行分析、改进，使球
墨铸铁的球化率达到了90%以上。
1、原生产工艺
原生产工艺：熔炼设备采用2.0T中频炉和1.5T工频炉;QT400-15原铁液成分为
ω(C)=3.75%~3.95%、、ω(Si)=1.4%~1.7%、ω(Mn)≤0.40%、ω(P)≤0.07%、
ω(S)≤0.035%;球化处理所用球化剂为1.3%~l.5%的RE3Mg8SiFe合金;孕育处理所用孕育
剂为0.7%~0.9%的75SiFe-C合金。球化处理采用两次出铁冲入法：先出铁55%~60%，进行
球化处理，然后加入孕育剂，再补加其余铁液。由于球化、孕育采用传统的方式，用25 mm厚的单铸楔形试块检测得到的球化率一般在80%左右，即球化级别3级。
2、提高球化率的试验方案
为提高球化率，对原来的球化和孕育处理工艺进行了改进，主要措施是：增大球化剂
和孕育剂加入量、净化铁液、脱硫处理等。球化率仍然采用25 mm的单铸楔形试块进行检测，具体方案如下：
(1)分析原工艺球化率偏低的原因，曾认为是球化剂用量较少，故将球化剂加入量由1.3%~1.4%增加到1.7%，但球化率并未达到要求。
(2)另一种猜测是认为球化率偏低可能是由于孕育不良或孕育衰退引起，因而试验加
耐低温球铁生产工艺浅析
耐低温球铁生产工艺浅析
刘盼
风电铸造工厂的技术关键是严格控制各种原材料质量，如金属炉料（生铁废钢回炉料）合金（硅铁球化剂孕育剂）造型材料（原砂树脂固化剂涂料等）；铸造工艺要求设计合理的浇注系统，凝固过程模拟，合理的球化孕育工艺必要的型内冷却时间等；铸造装备要保证拥有大型熔炼设备，造型及砂处理设备，清理设备，必要的分析检测设备等。
风电铸件的材质欧洲标准为EN-GJS-400-18LT 国家标准为QT400-18A,在实际生产中,大部分铸件如叶轮毅、齿轮箱体等由于断面过厚,冷却速度缓慢,因而凝固时间过长,在铸件厚壁中心或热节处容易造成石墨畸变、球数减少、组织粗大、石墨飘浮、化学成分偏析和晶间碳化物等问题,从而影响抗拉强度、屈服点、延伸率、低温冲击韧性等力学性能。
注：控制难点是低温冲击性能，EN-GJS-350-22LT球墨铸铁-40℃的冲击吸收功A KV要求达到12 J，单个试样最低值应>9J; EN-GJS-400-18LT球墨铸铁-20℃的冲击吸收功A KV要求达到12J, 单个试样最低值应>9J.要使球墨铸铁达到上述性能，必须进行以下两个方面的研究:
(1)化学成分的确定化学成分决定了球墨铸铁的基体组织和铁素体中合金元素的固溶量, 不同的基体组织及其固溶度决定了不同的力学性能, 常见的球墨铸铁基体组织为铁素体.珠光体和奥氏体奥氏体具有良好
的塑性和韧性，特别是低温冲击韧度。但奥氏体球墨铸铁需要加入大量的合金元素，制造成本高，珠光体球墨铸铁具有高的强度和良好的塑性和韧性，但其无法达到EN-GJS-350-22LT和EN-GJS-400-18LT球墨铸铁的塑性和韧性要求。铁素体基体本身具有优良的塑性和韧性，但铁素体球墨铸铁由于有其他元素的存在使铁素体基体得到固溶强化，所以铁素体基体球墨铸铁的塑性和韧性取决于铁素体基体中合金元素的固溶量，因此有必要对球墨铸铁的化学成分进行系统研究，确保得到稳定的强度和塑性以及低温冲击韧度要求全部合格。
球墨铸铁生产工艺流程
球墨铸铁生产工艺流程
球墨铸铁是一种具有优异性能和广泛应用领域的铸造材料，其生产工
艺流程经过多年的发展和改进，逐渐形成了一套较为成熟和稳定的生产流程。在球墨铸铁的生产过程中，各道工序的执行严格按照规程进行，确保了最终产品的质量和性能稳定。本文将详细介绍球墨铸铁的生产工艺流程，包括原料选取、熔炼、浇铸、热处理和表面处理等工艺环节，以期能够对相关领域的研究和生产实践提供一定的参考和借鉴。
首先，在球墨铸铁的生产过程中，原料的选取至关重要。球铁基体是
球墨铸铁的主要结构组织，其质量对最终产品的性能有着直接的影响。因此，在生产中，通常会选择高质量的生铁和废钢作为原料，经过熔炼、脱硫、合金等工艺处理后，得到具有一定化学成分的熔融铁水。同时，添加适量的球化剂和脱渣剂，能够有效改善熔铁的流动性和净化度，为后续工艺操作奠定基础。
其次，熔炼阶段是球墨铸铁生产中的关键环节。在高温环境下，将原
料中的生铁和废钢等材料完全熔化并混合均匀，以保证最终产品的化学成分符合标准要求。同时，熔炼过程中需要不断监测和调整炉温、时间、搅拌速度等参数，确保合金元素的均匀分布和条件的达到。通过严格控制熔铁的质量和温度，可以有效降低气体和夹杂物的含量，从而提高球墨铸铁的密度和力学性能。
在熔炼完成后，即进入了浇铸工艺环节。浇注过程需要根据铸件的设计要求和结构特点，选择合适的浇注系统和浇注方式，确保熔铁在模具中充分充实并不产生气孔和缺陷。此外，在浇铸过程中还需要注意铸件的冷却速度和温度分布，通过控制冷却条件可以调节铸件的晶粒大小和组织结构，进而影响其力学性能和耐磨性。
消失模铸造球铁的工艺控制
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FUZI 赤峰福兹机械制造有限公司
美国油田用高镍球铁转子
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FUZI 赤峰福兹机械制造有限公司
美国油田用高镍球铁转子
1；材质；高镍球铁 2；直径55mm; 3；全加工； 4；珠粒；共聚3A料；比重19~21g/l 5；涂料；赤峰福兹公司球铁专用涂料； 6；浇注方式；产品底注；直浇道过滤；横浇道过滤； 7；浇注温度；不低于1460 ℃ 8；负压；初始设定0.025bar;
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解决碳缺陷的工艺控制（三）
• 设计充型平稳快速的浇注系统 • 消失模工艺对铁水的充型要求很严格，首先要平
稳，只有平稳模型才能逐层气化，才能有利于气 化残留物的吸附和排出。接下来是快速，要求铁 水的充型速度要跟上模型的气化速度。建议尽量 设计开放式的浇注系统，同时尽可能的采用底注， 或者是底侧注。 • 采取合理有效的滤渣措施。
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解决碳缺陷的工艺控制（一）
• 白模的质量控制；首选共聚材料；在保证模型强 度和表面质量的前提下，建议密度尽可能的低， 一般壁厚小于20mm的产品，预发密度控制在 20~23g/l ;壁厚大于20mm的产品，预发密度一 般控制在19~21g/l。
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浇道过滤； 7；浇注温度；不低于1480 ℃ 8；负压；初始设定0.025bar;
球墨铸铁性能及生产工艺
2、锰 球墨铸铁中，由于球化元素具有很强 的脱硫能力，不需要锰承担这种功能。锰 有严重的正偏析倾向，往往有可能富集于 共晶团界处，严重时会促使形成晶间碳化 物，显著降低球墨铸铁的韧性。 铸态铁素体Mn：0.3-0.4% 珠光体球铁Mn：0.4-0.8%
3、磷 磷在球墨铸铁中有很强的偏析倾向，具有 增大球铁的缩松倾向，易在晶界处形成磷 共晶，严重降低球铁的韧性。 对于寒冷地区使用的铸件，易采用磷 的下限含量。 磷的含量控制在0.04-0.06%以下。
这些条件的实质在于改变石 墨结晶的冷却状况。
球墨铸铁的金相组织与力学性能的关系
球墨铸铁的力学性能是和它的金相 组织密切相关的。保证铸铁中石墨球化 良好，是熔制球墨铸铁的第一要求。 只有石墨球化，才能充分发挥金属 基体的作用，使铸铁的力学性能大幅度 提高。也只有石墨球化后，进一步改变 基体的性能才更有意义。
5、夹渣 特征：浇铸位置上表面或死角处，断面呈暗 黑无光泽、深浅不一的夹杂物，金相为可见、块 状夹杂物。 原因：形成一次夹渣的重要原因是原铁液含 硫量高、氧化严重；二次夹渣主要原因是镁残留 量过高，提高了氧化膜形成温度。 措施：降低原铁液硫、氧含量，保证球化时 降低镁残留量，加入适量稀土降低形膜温度。浇 铸系统应使充型平稳，夹渣部位设集渣冒口。
1、石墨：未溶石墨、添加晶体石墨、非平 衡石墨 2、岩状结构碳化物基底 3、氧化物 4、硫化物/氧化物 5、铋及铋的化合物
QT500-7铸态球铁件的生产控制
QT500-7铸态球铁件的生产控制
黄石东贝铸造有限公司黄卫胜吴林林
摘要：我车间主要生产球铁汽车制动器，采用铸态球铁生产工艺可以降低生产成本，缩短生产周期。为用户提供加工性能好，高强度、高韧性的铸态球墨铸铁，一般是指铁素体含量大于70%的球铁，要求高碳低硅，铁液纯净，球化良好，孕育到位。因此，在实际生产过程中，确保炉料加入的纯净，化学成分选择的合理，工艺过程控制的稳定是生产QT500-7铸态球墨铸铁的关键。
1 DISA线生产球铁工艺及设备
我公司拥有一条DISA2013LP生产线，铸型输送线长度为18米。铁水采用2T一拖二中频电炉熔炼。高温精练的铁水，除尽熔渣后倒入球化包充分球化。球化率达标后通过5T行车吊至浇注平台,转入手工浇包进行浇注。混砂系统全自动控制,配有一台1T DISA混砂机,混好的型砂依次经过PD5、PD6、T3745斗提、PD7到造型机造型。
2 化学成分的选择
碳：碳能促进镁的吸收，改善球化效果，提高石墨球的圆整度，可以提高铁水的流动性，减少铸件缩松；能够促进石墨化，减少白口倾向，消除渗碳体，增加铁素体含量。铁水的碳选择为3.8-3.85%。
硅：硅可以明显促进石墨化，减少白口倾向，增加铁素体量，改善球铁的塑性，提高孕育效果，但是硅显著增加球铁脆性随其含量的增加而明显增加。
锰：降低共析转变温度，稳定和细化珠光体，锰量过高易产生渗碳体，提高脆性转变温度，降低冲击韧性，控制Mn<0.3%。
磷：在球铁中溶解度很低，当超过某一含量时，易偏析于共晶周围边界形成磷共晶体，降低铸件的塑性，韧性和强度，并且使铸件产生冷裂，控制P<0.06%。
球铁工艺流程
球铁工艺流程
球铁是一种重要的铸造材料，其制备过程被称为球铁工艺流程。本文将详细介绍球铁工艺流程的各个环节，包括原料准备、炉前处理、熔炼、浇铸、冷却以及后续加工等步骤。
一、原料准备
球铁的主要原料是铁矿石和煤炭。在球铁工艺流程中，首先需要对这些原料进行准备。铁矿石经过破碎、磨矿等工序得到适当粒度的铁矿粉。煤炭则经过破碎、筛分、干燥等处理，以提高其燃烧效率。此外，还需要添加一些辅助原料，如石灰石、脱硫剂等，以调节球铁的成分和性能。
二、炉前处理
在球铁工艺流程中，炉前处理是保证球铁质量的重要环节。首先，需要将原料按照一定比例混合，并进行加热烘干，以提高炉子的热效率。其次，还需要对原料进行一些物理和化学处理，如除尘、除湿、除硫等，以减少对炉子和环境的污染。
三、熔炼
熔炼是球铁工艺流程中最关键的步骤之一。在高温炉中，将经过炉前处理的原料加入炉内，并加入一定量的石墨和膨润土等添加剂。通过控制炉温和炉内气氛，使原料逐渐熔化并发生冶金反应。在这个过程中，会产生大量的炉渣，需要定期去除和处理。
四、浇铸
熔融的球铁液经过处理后，需要进行浇铸。首先，将球铁液倒入预先准备好的铸型中，然后等待其凝固和冷却。浇铸过程需要控制浇注速度和温度，以避免产生缺陷和应力。同时，还需要定期检查铸件的质量和尺寸，确保其符合要求。
五、冷却
浇铸完成后，铸件需要进行冷却。冷却过程可以通过自然冷却或辅助冷却设备来实现。冷却的目的是使铸件逐渐降温，使其内部结构稳定，并减少内部应力。冷却时间和速度需要根据铸件的尺寸和形状来确定，以确保其质量和性能。
大型球铁件的生产技术
大型球铁铸件的熔炼技术
天乾重工铸铁厂年生产能力铸件3万吨，以大中型铸件生产为主。自2008年投产以来主要生产风电铸件、大型机床件、注塑机模板、核电机壳、各种缸体等等。在大断面球铁铸件的生产中也积累了雄厚的技术基础，在同行业和客户中获得了良好的口碑。
今年我分公司发展再上台阶，与国内一些著名企业结成了战略合作伙伴关系。有三一集团、陕鼓集团、杭州创研、海天集团、沈阳机床、中国一重、中国二重、上海迎风等核心客户。形成了单件铸件超过了120吨的生产能力。
中捷横梁长度13米，铸件毛重87吨，最大壁厚300mm。技术要求导轨面硬度不低于175HB，球化等级大于3级。是标准的大型球铁件。
牌号：QT500-7 属厚大断面铁素体+珠光体球墨铸铁
熔炼设备：20T+40T中频电炉
浇注设备：25T+40T铁水包球化处理浇注
造型工艺：呋喃树脂砂砂箱造型
补缩工艺：外冷铁+自补缩
容易产生的问题：球化衰退，石墨漂浮，碎块状石墨，反白口，缩松缩孔，中心部位石墨球数减少。
关键词：球墨铸铁，大断面，吨位大，球化等级，硬度，预处理
一：原辅材料选用
1 选用优质高纯生铁，生铁应属共晶成分，避免过共晶成分以避免生成过共晶的粗大石墨。微量元素总量≤0.1%，Ti≤0.04%，微量反球化干扰元素的总量＜0.1%。
干扰元素分为两大类，一类是消耗球化元素型干扰元素，例如硫；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡，锑，砷，铜，钛，铝等等。在共晶结晶时，这些元素富集在晶界，促进碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨。P含量要求≤0.03%，避免产生磷共晶。
球墨铸铁生产工艺控制及其相关问题研究
球化 处 理 时 ， Ｓ Ｏ 等 的反 应 会 显 著 阻碍 球 化 作 用 ， 与 、 因此 ， 考 虑 加 入 在
天炉 中使用 ；ｂ 低镁（— ％） （） ５ ７ 低稀土（— ％） ２ ４ 球化剂系列。 适合 在高温低
土镁合金会在将来的发展中遇到困难。
１ 原 料 和 设 备 的 选 择
年来 ， 国 已 发 展 成 为 模 具 制 造 大 国 ， 以每 年 １ ％左 右 的 增 长 速 度 我 并 ５ 硫 电 炉 铁 水 中 使 用 ；ｃ 适 合 于 铸 态 球 铁 （ 素 体 或 珠 光 体 ） 的 球 化 （） 铁 用 递 增 ， 世 界模 具 产 业 产 值 所 占 比重 不 断 加 大 ， 世 界 模 具 产 业 中 占 在 在 剂 系 列 。从 组 织 上 可 以看 出 ， 着稀 土 球化 剂 的增 加 ， 墨 数 量 增 加 、 随 石 有 一 席 之 地 ，０ ７年 全 世 界 模 具 总 产 值 超 过 ７０亿 美 元 ， 我 国 模 具 ２０ ０ 而 尺 寸 减 小 、 状 也 更 为 圆 整 。 体 中 的 铁 素 体 含 量 也有 增 加 的趋 势 ， 形 基 但 销售 额 就 已达 ８ ０多 亿 元 人 民币 ， 歹 在 日本 、 国之 后 ， 居 世 界第 是 稀 土 作 为 一 种稀 缺 的 战 略 资 源 ， 国 日益 重 视 对 稀 土 的保 护 ， 稀 ７ 仅 Ｉ ｊ 美 位 我 使
球铁生产工艺流程
球铁生产工艺流程
The production process of ductile iron involves various stages and techniques, each of which is crucial to ensure the quality and performance of the final product. 球铁的生产工艺包括多个阶段和技术，每个阶段对于保证最终产品的质量和性能都至关重要。
The first step in the production process is the selection and preparation of raw materials. 球铁生产工艺的第一步是原材料的选择和准备。High-quality scrap metal and pig iron are typically used as the primary raw materials for producing ductile iron. 通常使用优质废钢和
生铁作为生产球铁的主要原材料。These raw materials are carefully selected and analyzed for their chemical composition to ensure they meet the required specifications. 这些原材料会经过精心的挑选和化学成分分析，以确保它们符合要求的规格。
Once the raw materials are selected, they are melted in a furnace to form molten metal. 一旦原材料被选定，它们会在炉中被熔化成熔融金属。The temperature and duration of the melting process are critical to achieving the desired metallurgical properties of the molten metal.
球铁铸造工艺流程
球铁铸造工艺流程
《球铁铸造工艺流程》
球铁铸造是一种常见的金属铸造工艺，适用于生产各种球形零件，如球铁阀门、球铁管件等。下面将介绍球铁铸造的工艺流程。
1. 模具设计：首先，根据需要生产的球铁零件的尺寸和形状，设计出相应的模具。模具的设计要考虑到材料的流动性、收缩率等因素，以保证最终产品的质量。
2. 原料准备：球铁铸造的原料主要是球铁砂和其他添加剂，如石墨、稀土元素等。根据所选择的球铁砂品种和配方，进行准确的配料，确保熔炼后得到合适的铁水。
3. 熔炼铁水：将准备好的球铁砂和其他添加剂放入熔炼炉中，经过高温熔炼后得到铁水。在熔炼过程中，要注意控制炉温和熔炼时间，以保证铁水的质量。
4. 注射成型：将熔融状态的铁水以一定的速度注入模具中，模具在一定时间后即可成型。
5. 冷却固化：成型后的球铁零件需要在模具内进行冷却固化。在此过程中，要注意控制冷却速度和温度，以避免产生裂纹或变形。
6. 脱模清理：冷却固化后，将球铁零件从模具中取出，进行去
毛刺、除砂等清理工作。
7. 检验包装：最后，对球铁零件进行外观质量和尺寸精度的检验，合格后进行包装。未合格品进行再次处理或报废。
以上就是球铁铸造的工艺流程，通过严格控制每个环节和细节，可以生产出优质的球铁零件。
球墨铸铁性能及生产工艺
2、珠光体 在球墨铸铁中，珠光体的形态一般分三 级：粗状珠光体、片状珠光体、细片状珠 光体。 随着珠光体的细化，球墨铸铁的强度 和硬度有所提高。若基体为粒状珠光体， 则球墨铸铁在保持一定强度的同时，具有 更高的塑性。
3、奥氏体、贝氏体、马氏体 由奥氏体、上贝氏体或下贝氏体通过等温淬 火，加入适当元素获得。 4、渗碳体 渗碳体多呈针状、条状，在球墨铸铁中易使 基体变脆，故应避免其出现。 5、磷共晶体 磷共晶体在球墨铸铁中对性能的危害比在灰 铸铁中大得多。沿晶界分布的二元或三元磷共晶 体，强烈降低球墨铸铁的韧性、塑性和强度，受 冲击时，裂痕总是沿磷共晶体边缘开始开裂。
这些条件的实质在于改变石 墨结晶的冷却状况。
球墨铸铁的金相组织与力学性能的关系
球墨铸铁的力学性能是和它的金相 组织密切相关的。保证铸铁中石墨球化 良好，是熔制球墨铸铁的第一要求。 只有石墨球化，才能充分发挥金属 基体的作用，使铸铁的力学性能大幅度 提高。也只有石墨球化后，进一步改变 基体的性能才更有意义。
4、硫
球墨铸铁中硫与球化元素的化合能力 很强，生成硫化物或硫氧化物，不仅消耗 球化剂，造成球化不稳定，衰退速度加快， 而且还使夹杂物数量增多，导致铸件产生 缺陷。 国外一般要求铁液含硫量低于0.02%， 我国目前由于焦炭含量较高等熔炼条件的 限制，往往达不到这一标准，应进一步改 善熔炼条件，有条件可进行炉外脱硫。
球铁铸造工艺流程
球铁铸造工艺流程
球铁铸造工艺流程是指制备球铁铸件的整个生产过程中所需的各个步骤和工艺方法。以下是一般球铁铸造工艺流程的简要介绍。
首先，根据产品要求和设计图纸，确定球铁铸件的形状、尺寸、材料等相关参数。接下来，准备球铁铸造工艺所需的原料，主要包括球墨铸铁、石墨、煤炭等。
然后，进行球墨铸铁的熔化和净化处理。将球墨铸铁加入到高温熔炉中，同时加入适量的石墨和煤炭用于除砂和炭化反应。通过控制熔炉温度和时间，使球墨铸铁完全熔化，并去除铁液中的杂质。
接着，进行铸型准备。根据产品形状和尺寸，制作铸型，一般采用砂型铸造或金属型铸造。在制作铸型时，需要控制好砂型的湿度和紧实度，以确保铁液能够顺利进入形成准确的球铁铸件。
然后，进行浇铸工艺。将铁液倒入准备好的铸型中，通过重力或压力使铁液充满整个铸型空腔。在铁液的凝固过程中，要控制好浇注温度和冷却速率，以保证球铁铸件的组织和性能。
最后，进行后处理工艺。球铁铸件凝固后，需要进行去砂、取出和毛刺去除等处理，以获得光滑的表面和精确的尺寸。同时，还需要进行球墨铁的热处理，通过控制热处理时间和温度，使球墨铁达到预定的力学性能和组织结构。
综上所述，球铁铸造工艺流程包括原料准备、熔化与净化处理、铸型准备、浇铸工艺和后处理工艺等多个步骤。通过合理控制每个环节的工艺参数，可以制备出精确、高质量的球铁铸件。而且，球铁铸造工艺具有成本低、生产周期短、生产效率高等优点，在汽车、机械制造、石油化工等行业具有广泛的应用前景。
球墨铸铁铸造特殊过程控制与评价
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工 业 技 术
通过市场调研得知，全国主要齿轮箱供应商都采用球铁700-2材质的行星架。以东汽集团为例，目前大约有几万台风机在全国各个风场运行（70%由南高齿提供，20%由重齿提供），全部都采用球铁700材质行星架，可见球铁行星架在国内知名风电齿轮箱制造公司已经得到普遍应用。在该背景下，研发2 MW 风电行星架铸造生产工艺，通过对铸造过程生产工艺及制造过程控制的研究，该文提出了特殊过程控制、评价方法以及批量生产的放行条件。
１ 产品性能要求
球墨铸铁行星架产品的性能要求执行以下欧洲标准：1）
材料牌号为EN-GJS-700-2U，化学成分应符合表1规定的范围。2） 性能要求参照EN 1563标准，检验以70 mm 附铸试块为准，按EN 10002-1的要求进行拉伸试验，ISO 6506-1的要求进行硬度测试，检验结果应符合表2规定的要求。 3） 金相组织要求见表3，石墨情况需按照ISO 945标准进行评判，以70 mm 附铸试块为准。
表1 铸件化学成分 /（wt%）
碳硅锰 硫磷 ３．４￣４．１
２．０￣２．６
０．２￣０．６
≤０．０２
≤０．０４
表2 附铸试块上加工试样的力学性能
试块类型
石墨情况
基体组织ＶＩ型／％
（ＶＩ型＋Ｖ
型）％球径大小
珠光体／％
铁素体／％
碳化物／％７０ ｍｍ附铸试块
≥８０≥９０
５级及以上≥９０＜１０
≤１
表3 附铸试块上加工试样的金相组织要求
铸件主要壁厚
／ｍｍ试块类型 抗拉强度Rm ／ＭＰａ最小值 规定塑性 延伸强度 Rp ０．２ ／ＭＰａ最小值 断后伸长率
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球墨铸铁生产工艺控制
摘要：用中频感应电炉熔化Ｚ１４生铁，获得化学成分和温度比较稳定的原铁液，按适当比例加入球化剂和孕育剂，进行球化处理和孕育处理，可稳定地生产出φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管。
关键词：球墨铸铁；球化处理；球化剂；孕育剂
Production Technology Control of Ductile Iron Wobbly Privepipe in Use for φ530mm
Rolling Mills
ZHI Jin-zhang,ZHOU Hong-peng
(Shondong Zhangdian Iron and Steel General Works,Zibo 255007,China)
Abstract：Using medium frequency induction furnace on remelting Z14 iron achieves the liquid iron with comparatively stable composition and temperature,adding nodularizer and inoculant according to proper ratio makes spheroidizing and inoculation,thus the wobbly dirvepipe in use for φ530mm rolling mills can be produced stably.
Key words：ductile iron；spheroidizing；nodnlarizer；inoculant
山东张店钢铁总厂（简称张钢）530mm轧机原采用铸钢梅花套管，容易损坏轧辊和梅花轴头而使其报废，甚至在过冷钢等超负荷情况下使轧辊扭断。根据球墨铸铁本身特性，决定用球墨铸铁代替铸钢生产梅花套管。
影响铸态球铁生产稳定性的因素很多，要稳定地生产球墨铸铁，必须在生产中把握好以下几点：稳定的化学成分和铁液温度，准确的铁液量，合适的球化和孕育处理方法，以及可靠的炉前控制。
1 设备选择
1.1 熔炼设备选择
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的
优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
1.2 球化包的确定
为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。
2原材料选择
2.1 炉料选择
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。
2.2 球化剂的选择
球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。
表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
3炉前控制
3.1 化学成分选择
球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。
3.2 球化和孕育处理
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素
分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率
表2 球铁化学成分％
高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。
孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。
球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。
3.3 球化效果炉前检验
炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水
冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。
3.4 浇注
由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min 内浇注完毕，不会有球化衰退问题。
4 结语
在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。
AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。