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灰口铁熔炼、浇注工艺操作规程
发布时间:
2015-11-11 00:00
来源:
1. 合金元素含量、力学性能和金相组织
1.1元素含量和力学性能
表1
牌号 | 铸件壁 厚(㎜ ) | 元素含量(﹪) | 试样毛坯直径 (㎜ ) | 最小抗拉强度(㎜) | ||||
碳 | 硅 | 锰 | 硫 | 磷 | ||||
。HT200 | ﹤30 | 3.2–3.5 | 1.6–2.0 | 0.6–0.9 | ﹤0.12 | ﹤0.12 | 30 | 200 |
30-50 | 3.1–3.4 | 1.5–1.8 | 0.7–0.9 | |||||
﹥50 | 3.0–3.3 | 1.4–1.6 | 0.8–1.0 | |||||
HT250 | ﹤30 | 3.0–3.3 | 1.5–1.8 | 0.7–0.9 | ﹤0.12 | ﹤0.12 | 30 | 250 |
30﹣50 | 2.9–3.2 | 1.4–1.7 | 0.9–1.1 | |||||
﹥50 | 2.8–3.1 | 1.3–1.6 | 1.0–1.2 |
1.2金相组织(内控)
HT200:石墨:A型石墨,长度60-250um,无定向分布,数量6-9%。允许有占石墨总数10-20%的 D型石墨。基体组织:珠光体﹥95%,中片状,铁素体﹤5%,二元磷共晶﹤4%。
HT250:石墨:A型石墨,长度60-250um,无定向分布,数量4-7%,允许有占石墨总数5-15%的D型石墨。基体组织:珠光体﹥95%,中
细片状,二元磷共晶﹤2%。
1. 金属原材料
2.1铸造原生铁
HT200主要选用Z25、Z20、Z18、Z15和Z14生铁。HT250主要选用Z20、Z18、Z15和Z14生铁(元素含量见表2),不能使用含有白口或粗大石墨的原生铁,因为原生铁中白口或粗大的石墨会遗传到铸件中。
表2
新生铁牌号 | 元素成分(%) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | ||||
Z14 | ﹥3.3 | 1.25-1.60 | 1组 | ≦0.50 | 1级 | ≦0.060 | 1类 | ≦0.04 |
2组 | ﹥0.50-0.90 | 2级 | 0.060-0.10 | 2类 | ≦0.05 | |||
Z15 | 1.26-1.75 | 1组 | ≦0.50 | 1级 | ≦0.10 | 1类 | 0.03 | |
2级 | ﹥0.10-0.20 | |||||||
2组 | ﹥0.50-0.90 | 3级 | ﹥0.20-0.40 | 2类 | 0.04 | |||
4级 | ﹥0.40-0.70 | |||||||
3组 | ﹥0.90-1.30 | 5级 | ﹥0.70-1.00 | 3类 | 0.05 | |||
Z18 | ﹥3.3 | 1.60-2.00 | 1组 | ≦0.50 | 1级 | ≦0.60 | 1类 | ≦0.03 |
2组 | ﹥0.50-0.90 | 2级 | 0.06-0.10 | 2类 | ≦0.04 | |||
Z20 | 1.76-2.25 | 1组 | ≦0.50 | 1级 | ≦0.10 | 1类 | 0.03 | |
2组 | ﹥0.50-0.90 | 2级 | ﹥0.10-0.20 | 2类 | 0.04 | |||
3组 | ﹥0.90-1.30 | 3级 | ﹥0.20-0.40 | 3类 | 0.05 | |||
Z25 | 2.26-2.75 | 1组 | ≦0.5 | 1类 | 0.03 | |||
Z25 | 2.26-2.75 | 2组 | ﹥0.50-0.90 | 4级 | ﹥0.40-0.70 | 2类 | 0.04 | |
3组 | ﹥0.90-1.30 | 5级 | ﹥0.70-1.00 | 3类 | 0.05 |
2.2废钢
尽量使用低碳钢,不能锈蚀太严重,其厚度﹥2mm,高合金钢要单独配料使用,含钨、钼的 高合金不能使用。废钢元素含量见表3.
表3
钢种 | 元素含量(%) | ||
C | Si | Mn | |
低碳钢 | ﹤0.25 | 0.2-0.4 | 0.4-0.8 |
中碳钢 | 0.25-0.60 | ||
高碳钢 | 0.60-1.20 |
2.3回炉铁:回炉铁主要指铸件浇冒口,铸件废品和废沙箱等,应清除芯沙和粘沙,其用量根据回炉铁多少调节,不同牌号的回炉铁要分别堆放,并且挂牌标示。
2.4铁合金:铁合金主要指75号硅铁和75号锰铁,用于调节铁水中的硅和锰含量。硅铁、锰铁元素含量分别见表4和表5.
表4硅铁元素含量表
牌号 | 元素含量(%) | |||||
汉字 | 代号 | 硅 | 锰 | 铬 | 磷 | 硫 |
硅90 | Si90 | 87-95 | ≦0.4 | ﹤0.2 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
硅75 | Si75 | 72-80 | ≦0.5 | ﹤0.5 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
硅45 | Si45 | 40-47 | ≦0.7 | ﹤0.5 | ﹤0.04 | ﹤0.2 |
表5锰铁元素含量表
锰铁类别 | 牌号 | 元素含量(%) | ||||||
汉字 | 代号 | 锰 | 碳 | 硅 | 磷 | 硫 | ||
Ⅰ | Ⅱ | |||||||
低碳 | 锰0 | Mn0 | ﹥80 | ﹤0.5 | ﹤2.0 | ﹤0.15 | ﹤0. 3 | ﹤0.02 |
中碳 | 锰1 | Mn1 | ﹥78.0 | ﹤1.0 | ﹤2.0 | ﹤0.2 | ﹤0.3 | ﹤0.02 |
锰2 | Mn2 | ﹥75.0 | ﹤1.5 | ﹤2.5 | ﹤0.2 | ﹤0.3 | ﹤0.02 | |
碳素 | 锰3 | Mn3 | ﹥76.0 | ﹤7.0 | ﹤2.5 | ﹤0.2 | ﹤0.33 | ﹤0.03 |
锰4 | Mn4 | ﹥70.0 | ﹤7.0 | ﹤3 | ﹤0.2 | ﹤0.38 | ﹤0.03 | |
锰5 | Mn5 | ﹥65.0 | ﹤7.0 | ﹤4 | ﹤0.2 | ﹤0.40 | ﹤0.03 |
2. 金属炉料的管理
3.1购置炉料时向供应商索取生产厂家材质证书,铸造原生铁和铁合金进厂后必须认真及时化验元素含量,从多块材料中取样。将其结果告诉炉工主管和熔炼工艺员。
3.2金属炉料必须按生产厂家和牌号分别标示堆码摆放,放在室内,专人保管和领取。
4.配料
4.1根据铁水要求的元素含量,各原材料的元素含量,熔炼时各元素的变化和车间回炉数量(尽量不留,或余留很少),计算配料单。
HT200铸铁废钢用量一般为15-30%,HT250铸铁废钢用量为20-35%,S和P得在中頻炉熔炼变化甚微,控制原材料中S和P的含量不超标就可以。酸性中频电炉元素烧损见表6.
表6酸性电炉主要元素烧损率
元素名称 | C | Si | Mn |
烧损率(%) | 5 | ﹤10 | ###### |
4.2配料必须过磅,硅铁和锰铁投炉前应预热。
5.铸铁熔炼要求
5.1铁水温度要高,铁水流动性好,充性能力强,有利于排气和排渣,有利于孕育处理和浇注,铁水出炉温度应在1420-1460℃,用保温聚渣材料复盖铁水。浇厚大铸件可以高温出炉,低温浇注。
5.2元素稳定,避免铁水严重氧化。
5.3出铁水时尽量避免炉渣流入铁水包。
6.炉前检验
6.1三角试样:将铁水浇入三角试样砂型中,冷却到暗红色(约600-700℃)淬火,打断测量其白口宽度,初步判断铁水的碳硅当量。回扣铸铁三角试样断口与铸铁质量关系见表7.
一般规律及说明 | ||||||||||||
白口宽度与牌号 | 白口宽度与灰铸铁牌号的关系如下表(铸件平均壁厚25-30) | |||||||||||
铸铁牌号 | HT100 | HT150 | HT200 | HT250 | HT300 | |||||||
白口宽度(㎜) | 1月2日 | 2.5-4 | 3.5-6 | 4.5-7 | 6月8日 | |||||||
白口宽度与铸件性能 | 根据白口宽度与铸铁壁厚之比,可判断铸铁性能,如下表 | |||||||||||
白口宽度 | 0.15 | 0.15-0.20 | 0.25 | 0.40-0.50 | ﹥0.7 | 1/3-1/6 | ||||||
铸件壁厚 | ||||||||||||
逐渐性能 | 强度低,易加工 | 易加工 | 强度最高 | 耐磨性最好 | 加工困难 | 可加工性良好 | ||||||
注:1∕3-1/6为白口宽度与铸件最薄壁厚之比 | ||||||||||||
断口组织与含碳量 | 断口颜色与铸铁含量的关系,如下表 | |||||||||||
断口颜色 | 黑色 | 深灰 | 浅灰 | 银灰 | ||||||||
C,% | ﹥3.4 | ≈3.2-3.3 | ≈3.1-3.2 |
6.2观看单件试样:将浇入直径¢30mm试样,冷却收缩到一定的程度,顶部凹陷中心可能有一个凸出物,根据其有无和大小,初步判断铁水的碳硅当量。
7.浇注工艺
7.1浇注温度:1320-1400℃,小件浇注温度高,大件浇注温度低。铁水透明发青,℃可以浇注5㎜壁厚的小铸件,铁水表面呈现着闪动的花纹时只能浇注壁厚不加工的铸件,若铁水粘包就不能再浇注铸件。
7.2浇包要修光洁,必须烘干到700-800℃
7.3小件只能用抬包或端包浇注。
7.4浇注配合:浇注前人员必须到齐,各项工作准备好,穿戴好防护用品,浇注必须有人挡渣,冒口和芯头等处必须引火,铸型走水要堵,浇注不能停,可以慢浇,边补缩边浇注。铁水快充满铸型要用高温铁水补冒口,大型铸件应多次补浇铁水。
7.5浇注完后要将包内的余铁水倒干净,粘包比较严重的浇包不能再用。
7.6凝固后要及时松沙箱,铸件冷却到400℃以下才能开箱清产。
8.力学性能检测
8.1灰口铸铁力学性能是铸件材料最重要的依据,决定铸件的使用性能,它是由多种因素所决定的,必须认真做好这项工作。
8.2每炉浇注一组(三根)机械性能试样,加工一根做机械性能试验,试样若有渣、砂、气孔等铸造 缺陷可以由另一根替补。若做力学性能的试样断口有砂,渣和气孔等缺陷,或者断口在试棒标外不能判定铸铁材质不合格,可以重做。
8.3若试样机械性能不合格,再加上其它两根补做也补合格,该铁炉水材质视为不合格。
8.4要在试样上取样做化学分析。
8.5试样是否进行热处理,根据铸件产品技术要求是否做热处理。热处理工艺:装炉温度:200℃;加热速度100-150℃/小时;保温温度550-600℃;保温时间2.5-3.5小时;冷却速度:随炉冷却;出炉温度150-200℃.
8.6要将元素含量与力学性能试验结果进行分析比较和综合分析,了解熔化和元素变化情况。有利于配料。
9.中频电炉筑炉、烧结、炉存修补和熔炼等工艺操作规程按《普通铸钢合金熔炼、浇注工艺操作规程》执行》。
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