大型机床铸件工艺性能好,由于其为灰口铸铁制造,灰口铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良好,收缩率小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。同样,由于石墨使切削时易于形成断屑,所以灰口铸铁的可切削性优于钢;标准为GB9439—88。

机床铸件铸铁孕育工艺一、孕育
为了控制机床铸件的铸态组织,使其达到所要求的力学性能、加工性能和使用性能的目的。把某些物质少量地加入铁水中,娜丈影响其生核过程以改变凝固特性从而细化组织,减少白口,增加致密性的处理工艺称为孕育。加入铁水的物质被称为孕育剂。随着孕育剂加入方式和加入时间的不同,由此便形成了各种不同的孕育工艺。
孕育与变质、悬浮铸造、合金化有所区别。变质主要针对有色合金铸造,是通过影响晶体的生长过程和形态来改变金属性质。如铝金属变质处理,球墨铸铁球化处理。悬浮铸造是添加显微内部冷铁,通过显微激冷作用改变凝固过程和合金组织,其添加量一般为孕育添加量的6~10倍。合金化是由于成分变化引起组织和性能的改变。而孕育引起的组织性能的变化不能用添加孕育剂引起的成分变化来解释。
二、孕育的作用
对于灰铸铁件不仅要求达到规定的力学性能,而且要有良好的切削加工性能、不同厚度断面或同一断面不同位置性能均一性,同时铸件要有良好的铸造工艺性能。虽然降低含碳量可以提高灰铸铁强度,但同时也恶化了铸造工艺性能和加工性能,孕育可以有效的解决这一问题。
孕育处理通过脱氧脱氮促进石墨形核可以降低白口倾向或过冷度、促进石墨化、改善石墨形态和分布、降低断面敏感性及在基本不改变碳当量条件下降低白口倾向以求获得良好的力学性能和加工性能.这就是用低碳当量铁水和石墨化孕育剂生产高强度灰铸铁的方法。它可以减少或消除过冷石墨和共生铁素体,多数孕育剂可细化共晶团和珠光体,有助于提高强度。稳定化复合孕育剂除消除一次渗碳体促进石墨化外还具有稳定珠光体作用,它含有适量的稳定珠光体元素如Cr、晰等。因此可以用较高碳当量铁水和稳定化复合孕育剂生产高强度灰铸铁,它具有更好的铸造工艺性能。可以用同一成分铁水通过添加不同种类或数量的孕育剂生产不同性能要求的灰铸铁件。
球墨铸铁经球化处理后白口倾向增大,孕育处理可消除白口、增加石墨球数和改善其分布及园整度。采用适当的孕育剂和孕育工艺可生产铸态铁素体球墨铸铁或铸态珠光体球墨铸铁。良好的孕育工艺可减少孕育增硅量以控制其终硅量,有利于改善低温韧性。
可锻铸铁:孕育处理可使石墨化退火后石墨大部分呈团球状,石墨团紧密细小,颗粒较多,分布均匀。未孕育的石墨大部分呈团絮状,较松散、粗大、颗粒少。
蠕墨铸铁:尽管其碳当量较高,且稀土合金含有相当数量的硅,但处理后铸件中仍常会出现莱氏体或自由渗碳体,尤其是薄壁件的白口倾向严重,必须进行孕育出理,以消除白口。
五、孕育衰退
孕育剂添加到铁水中逐渐熔解,脱氧、脱氮促进石墨形核,在一定时间达到饱和孕育状态,此刻浇注后凝固的铸铁呈良好孕育效果,即石墨化能力、断面均匀性、石墨形态分布、基体组织、力学性能等良好。当孕育后的铁水在高温下保持,由于氧、氮重新溶入铁水,另外已形成的核心逐渐减少消失。所以超过一定时间后,饱和孕育状态要逐渐衰减,最后回复到孕育前的状态,称为孕育衰退。衰退过程中浇注后凝固的铸铁孕育效果逐渐减退,即上述各项指标均阳氏,最后与孕育前铸铁几乎相同.FeSi75的达到饱和孕育状态的时间小于100秒,与粒度、铁水温度有关,8-10分钟衰退到不合格状态.钡硅铁、碳硅系孕育剂、稀土钙钡硅铁等有较好的抗衰退性能。
四、孕育铸铁的使用性能
孕育铸铁仍属灰铸铁的范畴,侧申率、冲击韧性和灰铸铁相差无几,接近于很低的数值。但相对于普通灰铸铁有较高的机械强度,抗拉强度为200-400N/m㎡。它们变化的一般规律为:随碳、硅量的降低及出炉铁水温度的提高,铸铁的强度性能相应地提高。孕育铸铁比普通灰铸铁有一个非常突出的优点:由于孕育铸铁有降低过冷度、细化石墨的特点,防止了铸件在薄壁处产生白口,在厚壁处出现粗大石墨。使铸铁组织和性能的均匀性大为提高,断面敏感性小、同一断面的齐一性好。适宜于铸件结构复杂,壁厚厚、薄不均的大型机床铸件。因此被广泛用于机床、化工等行业。
孕育铸铁虽然含碳、硅量较低,有较大的结晶温度区间,较灰铸铁有较大的体积收缩倾向。只要充分多除,仍可得到很高的致密性。如用孕育铸铁生产机床的动力头和主轴套等的油缸、带油池的箱体及压缩机等的缸体、缸盖、缸套等铸件是很有益的,同时也有利于铸件的轻量化。
孕育铸铁的减震性较普通灰铸铁差,但耐磨性要比普通灰铸铁高,尽管孕育铸铁绝大多数的性能优于普通灰铸铁,而州申率和冲击韧性仍然较低。因此它常用于动载荷较小、静力强度要求较高的重要件上。如机床的床身、立柱、主轴箱、刀架及发动机的机身等。
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