灰铁铸件形成白口原因及解决方案.docx

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灰铸铁出现机械性能不合格包括强度、塑性、韧性和硬度单项或全部不附合标准。砂型铸造灰铁产品硬度，常能达到技术要求，布氏硬度控制在HB160~HB240之间，这是为保证产品机械强度基础上有利于机械加工。铸件出现硬度大缺陷时，在铸件断口、特别是薄壁处断口的宏观组织呈麻口甚至白口。硬度大缺陷的铸件将造成加工难度大、出现缩孔、缩松、机械性能不合格等，使铸件报废。铸铁出现白口缺陷的原因1、铁水原因铁水原因包括化学成分、熔炼质量和原材料遗传性等。首先，铁水化学成分的原因。若产品的化学成分不在国家规定的牌号标准范围内，比如常规元素如碳、硅量过低或超高、综合碳当量低等原因。其次，石墨化元素含量低，反石墨化元素含量高，造成石墨的析出能力很低，凝固结晶过程中形成大量的渗碳体；从而提高了铸件硬度。同时，灰铸铁中含有一定量的Pb或Bi时，会激烈增加灰铸铁的白口倾向。 再次，铁水熔炼质量的影响。在熔炼时铁水出炉温度低、氧化严重。或造成铁水中合金元素的大量烧损，出炉铁水表面发白，流动性差。炉前敲开三角试块，会出观断口白口宽度太大甚至全白口。进行成分化验时，由于元素的过量烧损，碳硅含量异常低；这种铁水就是不合格的铁水。如果浇注成产品，将会出现硬度大、缩孔、缩松严重等缺陷。第四、原材料遗传性的原因。铸铁的遗传性是由一种金属炉料改换成另一种金属炉料时，虽铁水化学成分不变，但铸铁的组织（如石墨形态、石墨化程度、白口倾向等）却会发生变化；这种炉料和铸件组织的关系就叫遗传性。第五、熔炼所用的生铁、废钢、回炉料及合金硬度是否太大。通常配料情况下，合格的生铁、废钢和合金是不会出现问题的；主要还是看所使用的回炉料是否有硬度大的缺陷，如大量使用的是硬度很高的回炉料，布氏硬度达到HB250以上甚至HB280。即使产品的常规化学成分合格、熔炼质量也没有问题，但却造成产品的硬度高而铸件综合机械性能不合格。2、冷却条件原因 冷却条件造成的硬度大的机理是，浇入铸型的铁水在急冷条件下，合金过冷度大，内部形核结晶能力强，石墨析出能力差、结晶时渗碳体含量多，凝固过程中，石墨析出不充分甚至造成非扩散性马氏体相变；造成铸件基体白口倾向大，出现产品硬度大。出现该类缺陷主要是由于调整了砂的粗细、砂水份含量多、碾砂不均匀、造型后型腔硬度大使得透气性不好，以及铸型内刷水太多，铁水在进入型腔时，挥发的水蒸气无法及时通畅的排出，在型腔内对铁水形成急冷或局部急冷造成。另外，铁水的浇注温度过低、铸件在铸型中的冷却时间过短或落砂过早均是造成硬度大的主要原因。3、热处理原因在进行热处理时，铸件堆放不好、温度把握不良、退火时间不够均会造成灰铁件的硬度大。铸铁出现白口缺陷的解决措施孕育处理。它的是促进石墨化，减少白口倾向，改善断面均匀性，控制石墨形态，减少共晶石墨和共生铁素体的形成，以获得中等大小的A型石墨。孕育处理可适当增加共晶团数和促进细片状珠光体的形成，改善铸铁的力学性能和其他性能。（1）针对铁水化学成分原因造成的硬度大，采取的措施有：调整配料，如碳硅当量小就加大生铁用量；补加合金，如炉后补加硅铁、炉前加大硅铁孕育量；如锰量高就减少锰的加入量，但锰的量不能太低；因为，含量太低将不利于消除有害元素的反石墨化影响，同时，硫含量要严格控制。另外检查铁水中是否含其他反石墨化元素，如铬、钒、钼、钨、稀土、硼等；由于不常化验这些元素故易被忽视，也应控制其含量在要求范围内。 总之，保证化学成分在规定牌号的标准范围内，将有利于控制硬度；同时保证成分时，加入0.3-0.5%的铜对降低铸件硬度有利。针对铁水熔炼质量原因，采取措施有：少用过细和氧化严重原材料，熔炼的时候加入少量的90%碳化硅进行预处理。碳化硅的加入，除了增硅，增碳以外，最主要的是应用碳化硅的预处理作用，消除一部分氧、氢等气体元素和去除一大部分铁水中杂质使铁水得到净化，另外提高铁水温度也能提高一些熔炼质量。如果原料氧化严重，铁水杂质多，里面合金元素太多。就要考虑使用铁水精炼净化剂。 炉前加大硅铁孕育量，提高铁水质量，或换成更好的低钡硅钡孕育剂（Ba2一3%），这种长效复合孕育剂的效果会更佳。针对遗传性造成的影响，采取调低该种回炉料的用量、改用其他硬度低的回炉料或将硬度低的与高的回炉料进行搭配使用的措施，降低了遗传原因造成的硬度大的缺陷。 （2）铸型传热性太强原因造成的硬度大，可采取的措施：提高配砂、碾砂和造型质量。同时，为防止铁水表面氧化造成急冷，加大煤粉的加入量将很有利；如干型砂加3%，湿型砂加5%。针对铸件在铸型中冷却的时间过短的原因，可适当延长铸件在铸型中的冷却时间；如果已过早落砂的铸件，应当用干砂覆盖进行冷却；从而降低其硬度。同时，铁水浇注温度控制也相当重要；不同产品浇注温度是有差异的，但都有一个最低浇注温度，如果由于铁水温度太低而不能浇注的，就不要强行浇注；若强行浇注的产生的气孔、缩孔、缩松、夹渣很厉害。并且，温度合格的铁水在进行浇注时，应贯彻“先浇注小件产品、后浇注大件产品”。对于硬度大的铸件，可采取高温石墨化退火，铸件在920~950℃温度下，渗碳体会发生分解，从而降低硬度，保证机械性能合格。反应如下：Fe3C→3Fe+C(石墨)。