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。
球墨铸铁件研究现状与制作过程
其一、球墨铸铁研究现状
我国关于球墨铸铁领域的研究与应用发展的比较快,从1950年研制成功至今,我国球墨铸铁年产量不断突破新高,2009年已经达到870万吨,居世界第一位。我国球墨铸铁领域的科研工作者经过几十年的努力在球墨铸铁的生产过程中取得多项技术突破和创新。
国内外科技研发人员从石墨的形核机理分析球化处理和孕育处理工艺对石墨形核和长大的影响,超声波技术,热分析技术和计算机技术的应用,合金化技术,磁场处理技术以及半固态处理技术的研发均取得了丰厚的成果。 随着研究者对球墨铸铁的研究越来越深入,球墨铸铁已经在许多领域得到广泛应用。球墨铸铁相关领域的快速发展能体现在工业生产和制造方面与日常生活及应用方面都得益于研究人员对球墨铸铁基础方面的研究所付出的努力。
20世纪70年代初期,中国、美国、芬兰几乎同时宣布已经成功研制了奥氏体-贝氏体球墨铸铁(ADI)。奥氏体-贝氏体球墨铸铁具有高强度、高韧性、高耐磨性的特点,其抗拉强度高达1000MPa。奥氏体-贝氏体球墨铸铁具有很高的经济效益和社会效益,正在逐步取代合金钢,用于制造力学性能要求较高的齿轮和各种结构件。
GF公司近年发布消息,声称已经成功研制了以硅和硼作为合金化元素并且在铸态下具有高强度和高韧性的球墨铸铁,即SiboDur球墨铸铁。SiboDur球铁在具有高强度的同时保证了高韧性,其综合力学性能远高于传统珠光体-铁素体球铁,在制造承受冲击载荷较大的铸件过程中具有广阔的应用前景。
我国研究人员成功研制了铝与硅合金化的耐热球墨铸铁RQTAL5Si5,适用于各种高温工作环境。RQTAL5Si5耐热球墨铸铁高温作业寿命比灰铸铁高2倍,比普通耐热铸铁高1倍,并与日本研发的Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。
其二、球墨铸件的制作过程
球墨铸件在浇注开始,尤其是在金属液刚触碰泡沫塑料的时候,因为模样材料气化而产生大量气体。尽量选用底注包,因为它的金属液热损失小、压头大,浇注速度快,渣子浮在金属液表面上,浇注钢水也比较干净。因为设备条件的限制,所以对一般中小机床铸件可以使用转包浇注。
操控型砂或芯砂中发气物质的含量,湿型砂的含水量不能过高,造型与修模时脱模剂和用水量不能过多。砂芯一定要烘干,但是不适合存放太长时间,隔天运用的砂芯在用前要回炉烘干,以防砂芯吸潮,不运用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
球墨铸铁确实有一定的独特性,但是也无法避免在加工之后还要进行清理,目的是为了清除制作过程中留下的各种残留物,使球墨铁铸件加工达到满意的品质。
通过清洗,直接能去除的只是球墨铸铁件外表的灰尘,因为它是在有尘土的地方进行制作,所以铸件会有粉尘也是很正常。虽然球墨铸铁件上的粉尘可以用水或碱性溶液去掉,但是要注意,如果是有附着力的尘土需要用高压水或蒸气进行清理。
不仅如此,通过有效的清洁方式还能够去除球墨铸铁件加工的外表浮铁粉或嵌入的铁,这些游离铁不及时清除的话,都会成为导致铸铁件腐蚀的罪魁祸首。
除了上述几种残留物需要清除干净之外,球墨铸铁件加工表面的划痕、锈斑也要清理。但是只靠水的清洁是远远不够的,还需要采用机械方式,比如打磨、抛光等等,才能使球墨铸铁件恢复光滑的表面。
球墨铸铁件加工的过程中,由于某些技术还没有广泛应用,使得铸件质量达不到一定的要求。但是有了表面微孔浸渗技术以后,很多难题都可以妥善的解决,由此可以生产成型理想的球墨铸铁件。
目前,球墨铸铁件加工的时候一般都会采用表面微孔渗透技术,从而获得优异的生产效果。
球墨铸铁件的制作过程中经常会出现一些缺陷,所生产的铸铁会因为补缩不良而出现缩孔、缩松等缺点,所以要开展铸造过程数值模拟,就是指使用数值类比技术。
在计算机的虚拟环境下模拟真实铸件形成过程,包含金属液体的充型经过、冷却凝固过程、应力形成、判断成型过程中重要原素的影响程度,预测组织、性能和可能出现的缺点,为优化工艺减少废品提供依据。
球墨铸铁的综合性能接近于钢,已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。球墨铸铁以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,球墨铸件在机械制造工业中得到广泛应用。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机齿轮、机械加工、龙门铣床加工等业务。