铸态铁素体球铁件的生产与质量控制

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1、铸态铁素体球铁件的生产与质量控制万杰兵我公司下属铸造厂主要进行汽车底盘类零部件的铁素体球铁件生产，产品多是球铁小件，大部分铸件壁厚4—30mm，单重0.4—40kg。过去采用退火处理工艺。自2001年后，采用铸态铁素体球铁生产技术，取消热处理工艺，减少设备投资，缩短生产周期，节约能耗，节省工时。同时还避免热处理过程中铸件的变形、氧化、脱碳等缺陷。通过多年来的生产实践，我公司生产的铸态铁素体球铁件牌号QT450—10，品质稳定，满足客户的要求，取得良好的经济效益。1、生产的基本条件1.1熔炼设备铸态铁素体球铁对原铁水的质量要求:化学成分稳定，符合设计

2、要求；好的冶金质量、洁净、无氧化现象；高的出铁温度。这就对熔炼提出要求。我公司有四座5T冲天炉和四台美国PILLAR2T电炉。冲天炉—电炉双联熔炼，每班使用1座5T冲天炉和2台2T电炉熔炼，实行两班制。使用山西铸造焦，固定碳大于80%以上，含硫量小于0.5%。焦铁比为1：8的情况下，铁水出炉温度稳定在1420—1450℃。然后出炉至电炉升温调质处理。使用炉前快速C、Si分析仪和岛津光电发射光谱分析仪对铁水检测。待化学成分调整到所要求的成分，温度达到1530—1550℃时，出炉进行球化处理。1.2造型设备球铁凝固时有石墨析出，膨胀量大，生产可利用此特

3、点，采用刚性铸型，避免铸型胀大，可获得致密、无缩孔、无宏观缩松的铸件。为获得较强的刚性铸型，我们采用机器造型，砂型硬度大于95以上。本公司采用2条垂直分型无箱射压全自动造型线DISA2013线和1条DISA2032线。2、原材料的选择原材料的选择对生产铸态铁素体球铁是很重要的，原材料的质量对铸件的质量起决定性作用。原材料是前提，是一切基础的基础，应引起足够的重视。2.1铸铁生铁生铁应高碳低硅，低锰、低磷硫。由于这种铁素体球铁的化学成分要求较高。选用地方生铁应慎重，因常规五元素（C、Si、Mn、P、S）虽然符合要求，但如果含有干扰元素（Ti、V、Al

4、、Ni）等，就会导致球化不良。对石墨片粗大，渣气孔较多的生铁也尽量不用或少量搭配使用。建议使用本地区的林钢、合鑫生铁或其他地方生产的已被实践证明适用的球铁生铁，切忌乱采购和盲目使用。本公司根据客户要求，重要部件采用本地区的林钢、合鑫，低锰、低磷硫的Q10生铁。普通件采用已实践证明可使用的山西等地生铁。2.2回炉铁回炉铁应用本厂生产的球铁浇冒口和废品铸件，杜绝使用市场收购的废旧成分不明的铸铁件。对于生产中产生的球化衰退件，也要求单独堆放，并在生产中搭配使用。不得胡乱使用。回炉铁在使用前应清除表面粘砂及型腔内的砂芯等，并力求洁净。尺寸大小不得超过炉膛内

5、径尺寸的1/3。2.3废钢废钢主要是用来调整碳量，应是成分明确的碳素钢，或是品种单一的合金元素含量低的碳钢。废钢表面不得有严重锈蚀和油污，夹带的泥砂必须清理干净。废钢中严禁混有弹壳，密封管头和其他易爆物品。2.4焦炭焦炭的优劣直接影响到冲天炉熔炼时的冶金质量和铁水温度，要求固定碳高、强度高、硫量低、灰分少。如果焦炭的含硫量高，焦炭中的硫就会大量进入到铁液中，铁液含硫量就高，势必在球化处理时球化剂要多加，还容易导致球形较差，白口增大，薄件加工困难，大件缩孔缩松增加，甚至有可能出现球化不良、球化衰退现象。因此，生产中最好选用铸造焦炭，固定碳要大于80%

6、以上，含硫量要小于0.5%。2.5球化剂球化剂是保证产品质量的重要材料。要求成分稳定、均匀。其选用应根据熔炼设备、铁液的含硫量、铁水的处理温度和产品的结构而定。我公司使用冲天炉—电炉双联熔炼。球化剂采用FeSiMg8Re7。块度为10—25mm，粉状物不大于10%，MgO%含量小于1%。2.6孕育剂孕育剂也是球铁生产环节中的重要铁合金材料。球化处理后加入孕育剂不仅能消除渗碳体，而且还可以提高球化率，细化石墨球，使其圆整，分布均匀。实践证明，孕育效果和孕育剂的成分有很大关系。目前，国内使用最多的是FeSi75，有的企业采用含钡、锶、钙、铝、铋等元素组

7、成的长效复合孕育剂。如硅钡、硅锶、硅钙等。本公司使用的是FeSi75和1—3mm粒度的硅钡长效复合孕育剂。3、炉前控制3.1化学成分的选择众所周知，球铁的组织和性能与化学成分组成有着密切的关系。所谓球铁的成分设计主要就是C和Si，其它如：Mn、P、S靠原材料加以控制。3.1.1碳和硅生产铸态铁素体球铁是采用高碳、低硅、大孕育量的方法。碳、硅元素对球铁性能有较大影响。通常以碳当量来综合考虑。碳当量的选择主要着眼于改善铸造性能；消除铸造缺陷；获得健全铸件和高的机械性能。我公司生产的铸态铁素体球铁要求铁素体基本组织含量大于80%，渗碳体小于3%。因此在设

8、计碳当量时应以铸件不出现石墨漂浮，也不出现白口保证球化为准则。碳当量控制在4.4—4.8%，其中碳量为3.6—3.9%，原