铸态QT450_15高韧性球墨铸铁的生产-张洪良

摘要：叙述了铸态 ＱＴ４５０－１５ 高韧性球墨铸铁的生产过程。分析了化学成分、脱硫处理、 球化及孕育处理等主要工艺因素对铸件生产的影响。 叙词：铸态 高韧性球墨铸铁 脱硫处理 盖包法球化处理
采
用铸态工艺生产球墨铸铁可以降低生产成本，
（３） 锰 锰在铸件中容易产生偏析。锰高在晶界 析出渗碳体，降低塑性和韧性，控制 Ｍ ｎ ＜ ０ ． ３ ％ 。 （４） 磷 磷在球铁中溶解度很低，当超过某一含量 时，易偏析于共晶团边界形成磷共晶，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％。 （５） 硫 试验过程中采用冲天炉－电炉双联熔炼， 并进行两次脱硫，铁液含硫量低。孔等 缺陷；硫低，减少铸件中微观夹杂物的含量；所以， 硫低，提高铸件的综合性能，并且降低生产成本。当 球化剂加入量不变时，硫高，会造成球化元素残留量 少而导致球化不良或球化衰退的现象；球化剂牌号不 变时，球化剂加入量，随铁液含硫量的增加而增加。 所以在球铁生产中，为了稳定生产、提高质量，原铁 液含硫量越低越好。 （６） 镁和稀土 在稀土镁球铁中，镁起主要球化作 用，稀土起辅助球化作用，并起到脱硫去气、净化铁 液、抗球化干扰元素的反球化作用。原铁液含硫量 低，选用低稀土球化剂，稀土加入量少，残留稀土量 低，保证铁液中残留镁量大于残留稀土量；稀土含量 高，球铁白口倾向大，极易造成偏析，组织中渗碳体 多，而且石墨形态差，容易产生夹渣等缺陷，降低材 料的综合性能。
＊ 作者简介：张洪良，男，１９７８ 年生，河南项城人，任教于河南 理工大学，研究方向：球化处理新工艺的研究。
２．２ 球化处理
为进一步提高且稳定球化剂中镁的吸收率，降低 球化剂的加入量，采用了加盖球化处理新工艺；又因 硫低，选用低稀土球化剂，保证铁液中残留镁量大于 残留稀土量。球化处理时的情形如图 １ａ、１ｂ。
通 用
１ 生产的基本条件
铁液采用冲天炉－电炉双联熔炼，中间加脱硫工 艺，可以获得高温、低氧化、低硫的原铁液，球化处 理时选用低稀土 ＦｅＳｉＭｇ８Ｒｅ３ 球化剂。
２ 试验结果及分析
２．１ 化学成分选择
球铁的化学成分影响球铁的金相组织、机械性能 以及铸造性能。 （１） 碳 碳能促进镁的吸收，改善球化效果、提高 石墨球的圆整度；可以提高铁液的流动性，减少铸件 的缩松；能够促进石墨化，减少白口倾向，消除渗碳 体、增加铁素体的含量。 （２） 硅 硅可明显促进石墨化，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 硅显著增加球铁韧－脆转变温度；并且当硅增加到一 定含量后，球铁的脆性随其含量的增加而明显增加。
２．３ 孕育处理
为了在铸态下获得高韧性的铸件，提高生产的稳
d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c
（上接第 １ ２ ９ 页） 术及应用．北京：化学工业出版社，２００３． ２ 韩 捷等．旋转机械故障机理及诊断技术．北京：机械工业出 版社， １９９７． ３ 胡广书．数字信号处理 —— 理论、算法与实现．北京：清华 大学出版社， １９９７． ４ 孙良环，李艳兰，熊晓燕．希尔伯特变换原理在轴承故障诊 断中的应用． 机械管理开， ２００５ （２） ５ 徐春林，江志农，肖 英．基于 Ｈｉｌｂｅｒｔ 变换的包络分析及其 在机械故障诊断中的应用．机电工程技术，２００４（７） □ （收稿日期：２００６－０９－０４） （修改稿日期：２００７－０１－１１）
简化生产工艺和缩短生产周期，是目前正在
推广的一种工艺。铸态高韧性球墨铸铁一般指铁素体 含量大于 ８０％ 的球铁，材质牌号有 ＱＴ４５０ －１０，ＱＴ ４００－１５，ＱＴ ４００－１８［１］ 。我国在生产过程中普遍存在着 强度偏高，韧性偏低，稳定性较差的问题［ ２ ］ 。试验研 究产品 （转向节） 所对应的材质牌号为 ＱＴ４５０－１５ （国 外某公司 ＧＨ４５－３３－１５） 的球铁。结果所得的性能在铸 态下超过 ＱＴ４５０－１５ 的水平。
图 １ 为球化处理时照片［３］ 定性，进行强化孕育。现场采用炉前大剂量孕育 （粒 度为 ３ ￣ １５ ｍｍ 的 ＦｅＳｉ７５，加入量为 ０．９％） 和转包孕 育 （粒度为 ０．５ ￣ ３ ｍｍ 的 ＦｅＳｉ７５） 相结合的复合孕育 工艺。
２．４ 铸态 ＱＴ４５０－１５ 高 韧性球墨铸铁的组织及 性能
（ａ） 冲入法球化处理情形 （ｂ） 盖包法球化处理情形
１ 陆文化，李隆盛，黄良余主编．铸造合金及其熔炼．北京：机 械工业出版社， ２００４． ２ 任善之主编．最新铸造标准应用手册．北京：冶金工业出版 社， １９９４． ３ 王成铎．盖包法球化处理工艺的研究： ［硕士学位论文］．郑州： 郑州大学， ２００５．□ （收稿日期：２００６－１２－２８） （修改稿日期：２００７－０３－１３）
第 ３５ 卷 ２００７ 年第 ６ 期
铸态 ＱＴ４５０ －１５ 高韧性球墨铸铁的生产
论文编号：１００１－３９５４（２００７）０６－０１３０－１３１
铸态 ＱＴ４５０ －１５ 高韧性 球墨铸铁的生产
＊ 张洪良 １ 宋 芳 ２ 孟 超 ２
１
河南理工大学机械与动力工程学院 河南焦作 ４５４００３
２
焦作大学机电工程系
１３０ １３０
Mining & Processing Equipment
铸态 ＱＴ４５０ －１５ 高韧性球墨铸铁的生产
第 ３５ 卷 ２００７ 年第 ６ 期
３ 结论
（１） 采用双联的熔炼工艺并进行两次脱硫处理，获 得高温、低氧化、低硫的优质原铁液。 （２） 使用盖包法进行球化处理，可以提高镁的吸收 率，保证铁液中残留镁量大于残留稀土量。 （３） 采用炉前大剂量和转包孕育相结合的孕育方 式，能进一步提高球铁的性能。 参 考 文 献