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中頻電爐鑄造生產的注意事項

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1.感應電爐熔煉的鐵液過冷度


電爐熔煉采用了少量的廢鋼和增碳劑的熔化方式,在進步鑄件強度和硬度的同時,鐵液中的外來結晶中心增加,在相反碳當量的條件下,電爐熔煉的鐵液在共晶凝結時的過冷度比沖天爐鐵液要大,膨脹傾向也較大,在灰鑄件厚壁處易發生縮孔和縮松景象,薄壁處易發生白口和硬邊等鑄造缺陷,因而,在鐵水孕育進程中,為保證鑄件力學功能,需求進步0.1-0.2%的孕育量。


2.電爐熔煉鐵液氣體含量特點


電爐熔煉應用交流電感應原理,將金屬爐料熔化,整個熔煉冶金根底就在于金屬爐料、爐襯資料、爐渣以爐內氣體的互相作用。與沖天爐熔煉相比擬,由于金屬爐料與爐氣的接觸工夫比擬短,熔化鐵液與爐氣的接觸界面較小,熔化后的鐵液中氫、氧含量較低。


2.1電爐鐵液氫含量


氫元素是反石墨化元素,在鐵液中屬于無害元素,其含量越低越好。相關材料標明,電爐熔煉鐵液中的氫含量約為2PPm,因而,在熔煉進程中,只需控制原資料枯燥無水分、干凈無凈化,鑄件發生由氫元素招致的皮下氣孔、針孔的能夠性較小。


2.2電爐鐵液氧含量


氧元素普通以結合氧與溶解氧的方式存在鐵液之中,它對石墨在鐵液凝結進程中的形核有著重要作用。在熔煉的進程中,鐵液與空氣接觸,不時吸附、溶解,直到飽和為止。相關材料標明,沖天爐熔煉鐵液的含氧量約為40-60ppm,而電爐熔煉鐵液的含氧量為20ppm,如低溫過熱工夫長,鐵液的含氧量能夠更低。傳統實際以為石墨形核是異質形核,靠外來質點(氧化物、氮化物、硫化物等)形核生長,孕育劑中的(Si,Ba、Ca、Zr等元素)要和氧結合生成氧化物構成中心,并且只要凝結時期析出的SiO2,它的結晶外表才干作為石墨的形核中心,無效地對石墨起到孕育作用。假如鐵液氧化嚴重,SiO2的結晶外表隨著工夫延伸而溶解,活性降低,能夠變為熔渣而得到孕育的效果。關于灰鐵而言,鐵液中的氧含金量在20-30ppm范圍內時,有助于進步鑄件的冶金質量,假如含氧量低于10ppm,則不利于鐵液中的石墨形核,能夠發生過冷石墨,添加孕育劑的參加量,效果也不分明。目前最簡便的辦法就是參加含氧、硫的孕育劑,也可以參加過量的鑄鐵鐵屑,進步鐵液中的含氧量,降低鐵液的過冷度。


2.3電爐鐵液氮含量


氮通常以下三種方式存在于鑄鐵中:(1)以間隙方式固溶于鑄鐵中的鐵素體或滲碳體中;(2)在鐵液中以氮化物的方式存在;(3)以單質N2的方式從鐵液中析出,構成氮氣孔。在鑄鐵消費進程中,假如原資料或工藝控制不當,能夠會發生氮氣孔缺陷,形成鑄件報廢。鑄鐵中的氮元素次要來源于廢鋼中的碳素鋼、增碳劑以及樹脂砂型或砂芯等資料,普通鑄件的氮元素含量在40-70ppm,由于高牌號鑄件的消費,廢鋼和增碳劑的運用量不時添加,在熔化進程中,氮的溶解度隨著鐵液溫度降低而增大,氮含量不時在鐵液中積聚。另外,呋喃樹脂在澆注的低溫鐵水中可以分解成氨,氨又可以分解成氮和氫,在砂芯—鐵液界面的氮和氫溶解量急劇添加,從而使鐵液中的氮含量富集而到達過飽和形態,在鑄件凝結的進程中,過飽和的氮從鐵液中析出,構成氣泡并沿著奧氏體枝晶間隙長大,最終構成裂隙狀的氮氣孔。相關文獻標明,在灰鐵鑄件的消費中,鑄件薄壁部位含氮量超越130ppm,厚壁部位含氮量超越80ppm時,鑄件能夠發生氮氣孔。在含氮量較高的鐵液中,通常參加大批的鈦鐵和硅鋯孕育劑,應用Ti、Zr元素和氮構成氮化物,從而停止固氮,消弭氮氣孔缺陷,這不但會添加消費本錢,而且會進步鑄件硬度,影響其加工功能,因而,最無效的預防措施在于降低鐵液中氮含量的來源,增加奧氏體相廢鋼參加量;盡量運用低含氮量的優質低溫石墨化增碳劑;在運用呋喃樹脂制芯時,盡量采用低氮的優質樹脂;在夏季消費時,適當進步鐵液的澆鑄溫度,避免鐵液溫度降低過快而析出氣體。


3.灰鑄鐵石墨的形狀特點


灰鑄鐵根本上是由鐵、碳和硅元素組成的合金,片狀石墨的大小、散布情況是影響灰鐵鑄件力學功能的重要要素。由于灰鑄鐵中的石墨片有切割金屬基體、毀壞其延續性、使其強度降低的作用,在消費鑄件的進程中,應防止發生長而薄的石墨片和粗大的石墨片。與沖天爐熔煉相比,感應電爐熔煉沒有充沛的吸熱升平和物質傳遞進程,而是采用少量廢鋼和增碳劑的熔化方式,并在熔化進程中伴有電磁攪拌,因而,在共晶凝結進程中可作為石墨形核的外來結晶中心較少,鐵液中的過冷度較大,白口傾向較高,在高強度薄壁灰鑄鐵件中往往會生成D型和E型過冷石墨,并在石墨末端構成三角狀。另外,電爐熔煉的鐵液中含氮量較高,氮元素在促進構成珠光體的同時,還可以使片狀石墨長度變短,石墨末端尖角鈍化,彎曲度添加,進步鑄件的抗拉強度。


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