球铁铸件是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。
球铁铸件除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
球铁铸件是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。
球墨铸铁操作流程及汽车工业应用
[一]、球墨铸铁件的操作流程
球墨铸铁件造型操作流程在铸造上是十分讲究的,造型工属于技术工种。
放箱:操作者把砂箱吊放到模具型板上,要注意砂箱的圆、方衬套的方向是否正确、砂箱衬套是否齐全,安排人员进行检查,杜绝圆、方衬套的方向错误和无砂箱衬套进行生产。并检查砂箱的箱口是否平整,不得有跑火铁水在箱口上,如果有要用砂轮机修磨平整后再使用,砂箱要放置到位,与型板平面结合。
准备:操作者把浇冒口、冷铁、芯铁、活块等安放到模样和芯盒的正确位置。把浇冒口棒上的粘砂去除,并检查浇冒口棒的定位部分是否合格。检查冷铁表面是否有严重锈蚀,若有要对冷铁进行抛丸处理后再进行使用。
灌砂:操作者开动连续式混砂机,开始的型砂要放到地面上,不得放入砂箱和芯盒内(放入会造成该部分砂子不固化),操作时操作者要戴手套操作,因为固化剂对皮肤有较强的腐蚀性。操作者要用木棒或其他工具对砂箱和芯盒内的砂子进行紧实,不得有严重的松砂现象,型砂灌满砂箱和芯盒时用刮板把型砂刮平。进行灌下一砂箱和芯盒时用容器接住混砂机放出的型砂,以免造成成本浪费。
扎砂型气眼:上箱扎气眼时,用Φ3~5㎜圆型气眼针进行扎气眼,不要扎到模具的上表面,气眼针与模具上表面距离30~40㎜为宜,在模样的芯头部分再用Φ8~12㎜气眼针扎到芯头表面,用作砂芯出气用,气眼的排列按间隔40~60㎜进行均布。下箱扎气眼时,气眼的大小、排列同上箱一样,气眼的深度控制在距离模样表面50~70㎜的距离为宜。注意深度不要扎到模样的工作表面,以免造成铁水跑火、沉底等铸造缺陷。
取出浇冒口和活块:待型砂基本固化时把浇冒口和活块取出。
混砂机清空:每一轮混砂结束时,操作者要对混砂机进行清空操作,否者会造成型砂固化在混砂机里面,下次开机时机器无法开动和造成混砂机故障。
手工起砂芯时要注意不要用木锤猛烈砸击芯盒的边缘,以防砸坏芯盒。注意不要进行强制起模,不要当天的砂型、砂芯第二天进行起模操作。从砂型中把模具和芯盒上的活块取出,再放置到模具和芯盒的正确位置,不得乱丢乱放。砂型、砂芯要平稳放置,上下砂型中间要用木板或其他东西垫起叠放。若砂型有掉砂或其他缺陷时,要尽可能的用专门的修补膏进行修补,费型吊到专门的区域放置,不得乱堆乱放。有砂箱衬套掉时,用正确的衬套进行安放到位。
下一轮工作的准备:把型板、模具和芯盒上的浮砂和砂块进行清理干净,检查活块、模具和芯盒是否正确、到位,若砂型有粘砂现象时,要进行喷附脱模剂。
铸件检测时取样按熔炼过程控制成分的要求,将代表炉子熔炼状况的铁水浇入专用的铸型内,以获取白口园片、针状试样、金相试块、热分析试样和试棒或基尔试块,从球墨铸铁的铁水取得的试样比铸体上取得的更能代表铁水的平均成分,但必须彻底清除熔渣、氧化皮和夹杂物。重量等于或小于200克的试样,实际上供分析用的仅是其屮一小部分(光谱分析约5毫克),但它必须具有许多吨铁水的特性。
[二]、球墨铸铁在汽车工业应用
球墨铸铁在汽车上,代表性产品主要是曲轴、凸轮轴、中后桥壳、各类支架、壳体等零件。目前,正向铸态高强度珠光体基体球墨铸铁(QT700-2、QT800-2)与铸态高韧性铁素体球墨铸铁(QT400-18、QT400-15)发展。主要通过优化熔炼工艺,严控原铁液中的ω(S)、ω(P)量和微量元素含量,选取适宜的球化剂、孕育剂、合金元素及加入方式,严格随流孕育工艺等措施获得。
一汽铸造有限公司具备各种牌号球墨铸件的生产技术,近几年,为满足载重车中后桥壳的需要,开发了铸态QT600-5工艺;为满足轿车曲轴需要,开发了铸态QT800-2工艺;为满足轿车转向节的需要,开发了铸态QT400-18、QT400-15工艺,并在生产中获得应用。
蠕墨铸铁在汽车的排气管、大马力发动机缸盖等汽车铸件上获得了广泛应用冈。采用蠕墨铸铁制造中、大马力发动机缸盖,一方面可以通过设计减轻缸盖质量,另一方面也可以提高缸盖的使用性能,提高发动机的功率。目前,蠕墨铸铁在大马力发动机缸体上的应用日益增多,可以减薄壁厚,取消加强筋,减重可达25%左右。在福特、奥迪等国外公司的大马力发动机缸体材料都已采用蠕墨铸铁制造。
蠕墨铸铁应用主要受其生产过程难于稳定控制的限制。SinterCast公司是瑞典一家专业从事蠕墨铸铁技术研究与生产设备制造的股份制公司,其产品(SinterCast蠕铁生产控制系统)在世界3个大洲(美、欧、亚)均得到应用,向世界10个大的汽车制造厂中的8家提供蠕墨铸铁生产技术支持,全球每月约有2万个缸体或缸盖产品采用蠕墨铸铁制造。SinterCast公司宣称全球有95%以上的蠕墨铸铁产品是由其公司提供的控制系统进行生产的。
随着发动机性能的提高,排气管等一些铸件的耐热性要求越来越高,高硅钥球铁、中硅钥蠕铁、高镍球铁相续出现。一汽集团合资的道依茨发动机已批量应用高硅铂球铁排气管,一汽大众的部分增压发动机上已批量应用高镍球铁排气管,在一汽部分自主品牌发动机中,这3类铸铁也已开始应用。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铁铸件、减速机轴、机械加工、数控车床加工等业务。