球墨铸件的注意事项
1.加入孕育剂进行孕育处理
2.球墨铸件流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则
3.进行热处理
4.严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸件中锰,磷,硫的含量
5.铁液出炉温度比灰铸铁高,以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失
6.进行球化处理,即往铁液中添加球化剂
球墨铸件的防腐直接关系到管道的的使用性和性,因此是衡量管网技术及运行状况的一个重要指标。因铸铁中存在石墨,球墨铸件中的石墨以球状形式存在,并不影响基体材料的力学和机械性能,但据10个典型城市结果显示,我国城镇供水管网静漏失率达到12~13%,远远超过了要求城市漏失率控制在6%以下的标准,所以管道防腐一直是我们当前一个热门的课题。
球墨铸件热处理工艺同孕育程度的影响
{一}、球墨铸铁热处理工艺
球墨铸铁(简称球铁)自上世纪四十年代问世并投入生产以来以其耐磨、减振和生产成本低廉等优点得到了迅猛的发展。迄今为止,球铁在汽车、机车车辆、机械机床及配件、铸铁管等生产中获得了广泛的应用。我国球铁在2006年的产量己增长为680多万,约占当年世界球铁总产量的31.6%,在铸铁件中所占的比重也由1997年的14.1%增至24一25%,仅球铁曲轴年产量就达到约20万,1000万根以上。球铁铸件除了产量大,种类多之外,目前厚大球铁件也在不断研发和生产。球铁依然是本世纪最为重要的工程结构材料之一。
随着现代装备向轻量化、节能、高效的方向发展,人们对球铁的强度和使用性能的要求也不断提高。因此,铸造和冶金工作者通常采用铸造合金化,抑或通过热处理工艺来达到提高球铁机械性能的目的。但是,前者因在球铁铸造过程中需添加昂贵的合金元素(如Ti、Cu等),使球铁件的生产成本大大增加,这极大地削弱了球铁件廉价的市场优势;后者耗时、耗能的弊端使球铁生产失去了市场的竞争力。而且,球铁较合金钢韧性差,目前球铁强化手段对冲击韧性的提高非常有限。
金属塑性加工理论经上世纪四十年代发展成为一门单独的应用学科以来,涌现出大量的新设备和新工艺。它是金属材料在外力作用下成形的同时改善和提高其内部组织、性能,尤其是铸造组织的一种加工方法。通过金属在塑性状态下的体积转移,充分提高了制件的材料利用率,提高了制件的强度和工件的精度。而在高温塑性变形过程中,将金属的形变和相变结合在一起的热机处理过程不仅能提高材料的强度,改善金属微观组织,还可以大大提高生产效率,节省了不必要的能源消耗,典型的塑性加工工艺有连铸连轧、锻造余热淬火、控制轧制、超塑性成型等。
由于塑性变形不仅可以合理消除球铁中缩孔、缩松等收缩类铸造缺陷,提高球墨铸铁强度和综合使用性能,还可以减少甚至替代现有的一些合金化和热处理工艺,达到减低成本,增加生产效率,降低能源消耗的目的。因此,将塑性成形工艺应用在球铁材料上势在必行。通过塑性变形提高球铁的强度和冲击韧性,将最大限度地发挥球铁自身优良的耐磨性、减震性以及低廉的生产成本等特点,也为球铁齿轮、轴承甚至曲轴类工件的应用开辟更广阔的空间。
但是,目前国内外对球铁可塑性的研究非常匾乏,尤其是系统地球铁在高温下的塑性行为,以及变形对球铁微观组织变化的影响规律尚不多见。这严重影响了塑性加工工艺在球铁中的应用,也阻碍了球铁产业的进一步扩大发展。
{二}、球墨铸铁孕育程度的影响
球墨铸铁孕育处理可提高石墨球圆整度,改善球化率,辅助石墨呈球状生长。孕育是使石墨球数量明显增加的重要手段,石墨球数对缩孔、缩松均产生重要影响。提高孕育量会增大球墨铸铁收缩体积,增大缩松倾向。也有研究表明,度铸型条件下,提高孕育量会减小缩松倾向。孕育量对缩松率影响并不单调的结论。孕育有一较佳量,孕育剂加入过少,会导致孕育不足并出现白口和硬度过高现象,但孕育剂加入过多未必都能熔化,因此可能造成夹渣,增大铸铁收缩量,产生缩孔、缩松等缺陷。
不难看出,孕育对缩松倾向的影响非常复杂。但是,可从理论上孕育对缩松倾向的影响。足够的孕育会有效提高石墨球数量。石墨球增多使球间距变小,缩短碳的扩散距离,加速奥氏体向铁素体和石墨转化,使组织中铁素体增加。同时,球数增加后,石墨易变得圆整,使共晶晶粒轮廓更接近团球状外形,从而减小共晶团界面粗糙程度,利于补缩液体的流动。这样就使球铁铸件最后凝固区域明显减小,共晶晶粒周围的偏析程度减轻,缩松倾向减小。当孕育量减小时,异质核心数量和石墨球数量相应减少,石墨直径变大,这会引起非球状石墨增多、晶间偏析程度增大,缩松倾向增大。
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