寧國市志誠機械制造有限公司
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高牌號球鐵的生產技術

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發表時間:2023-11-27 08:50

摘要:本文主要介紹高牌號球鐵QT900- 5的成分控制: 3T中 頻電爐熔煉,OBLF公 司QSN750直讀光譜儀爐前分析,采用廢鋼增碳,加入比例為: 40%: 60%,銅、銻合金化,球化采用沖入法,加入稀土鎂硅鐵合金,加入量1.1~ 1.3%,三次孕育,球化孕育、球化后孕育、隨流孕育。產品理化分析,WD61 5球鐵曲軸球化等級為2級,石墨球大小為6級,珠光體含量≥85%,本體抗拉強度為≥855MPa,伸長率24.5%。

我公司自201512月開始投入研發高牌號球鐵曲軸,年產量可達12萬根。球墨鑄鐵作為曲軸材料具有良好的耐磨性、減震性、加工性以及經濟性,同時可以滿足節能減排的

要求,因此越來越受到曲軸市場歡迎。由于曲軸在發動機工作中承受高強度載荷,因此要

求球墨鑄鐵曲軸高強度的同時,保持一定的伸長率,目前市場對于球鐵曲軸材料大致要求

:抗拉強度≥855MPa,伸長率≥4.5%。

1.化學成分選擇:

合理的化學成分是保證鑄件金相組織和機械性能合格的必要條件。碳硅,一般選擇在共晶點附近,含碳量增大,在鑄型強度較大的情況下,可以有效減小縮松,碳量減小,會增加鐵水收縮量,因此選擇含碳量控制在3.4~ 3.7%,含硅量控制在1.9~2.3%;錳,錳是形成碳化物較強的元素降低共析轉變溫度,具有細化珠光體功能,但錳過量會增加一次碳化物,嚴重降低產品性能,含錳量控制在0.3~0.5%;磷,屬于球鐵熔煉中有害元素,磷過量會產生磷共晶,嚴重降低球鐵韌性和塑性,含磷量控制≤0.035%;硫,嚴重反球化元素,硫含量增多需要加入更多球化劑,在石墨結晶過程吸附石墨核心會使石墨球變形,因此要嚴格控制含硫量,含硫量控制≤0.02%;銅,穩定奧氏體,在共析轉變是銅顯著穩定和細化珠光體,是錳促進珠光體能力的3倍“,價格昂貴,含銅量控制在0.5~ 0.7%;,可細化石墨,對厚大斷面出現的碎塊狀石墨有抑制作用,但含過高會引起石墨畸變,含銻量控制0.004 ~ 0.008%。

2、主要爐料選擇及配比:

生鐵,選擇優質低硫、磷生鐵,要求表面無銹跡、無砂粒,磷含量0.03%,硫含量≤0.02%;廢鋼,由于目前汽車使用鋼材大多數含鈦、含錳,鈦、錳含量過高都會影響鑄件性能,因此要求含鈦量≤0.04,含錳量≤0.5%;生鐵、廢鋼加入比,選擇40%: 60%,**限度的利用生鐵、廢鋼遺傳性,生鐵在高溫熔煉,會有石墨核心無法熔化,為石墨形核提供形核質點,廢鋼熔煉后會保留其性能優勢,對提高球墨鑄鐵性能有很大的好處。

3、球化孕育:

采用1T球化包沖入法球化,堤壩式球化包,沖入法操作簡單,安全可靠,比較適宜國內鑄造工業水平。球化劑選用稀土鎂硅鐵球化劑,此類球化劑具有球化能力強、反應條件好、提高鐵水流動性、降低氧化膜形成溫度、減小收縮性等優點,含鎂量控制在5~ 7%,稀土總量控制在1.0~ 1.5%。孕育采取三次孕育,0.1%孕育劑加入包內,0.6%孕育劑在球化后加入,0.05 %隨流孕育劑在澆注過程中隨流加入。

4、金相組織:

對高牌號球鐵金相組織的要求,石墨球圓整度高,石墨球多且石墨球球徑小,珠光體基體,幾乎不允許出現磷共晶、滲碳體。按GB/T9441 《球墨鑄鐵金相檢驗》,對本體金相組織進行評定,產品金相組織全部達到球化率2,石墨球大小6級,珠光體含量≥85%,且未出現磷共晶、滲碳體。

5、機械性能:

GB/T1348《球墨鑄鐵件》加工Y型試塊、本體試棒,試棒照片如下:

圖片1.png

6、結論:

(1) 制造高牌度球墨鑄鐵,生鐵:廢鋼為40%: 60%。

(2)高牌號球墨鑄鐵化學成分控制: C3.4~3.7%、 Si1.9~2.3%、 Mn0.3~ 0.5%、P0.035%、S0.02%、Cu0.5~0.7%、Sb0.004 ~ 0.008%。

(3) 高牌號球墨鑄鐵球化孕育控制:采用稀土鎂硅鐵球化劑,加入量1.0~ 1.3%;三次孕育,孕育量0.7~ 0.8%。


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