Tehnologija topljenja sivog lijevanog željeza visoke čvrstoće

Vrijeme objavljivanja: 06 / 20 2021 Autor: uređivač web stranica Posjeta: 11724

Ovaj članak predstavlja kako se dolazi do tehnologije topljenja sivog lijeva visoke čvrstoće u uvjetima većeg ekvivalenta ugljika i boljih zahtjeva mašinskih performansi u procesu topljenja električnih peći, te kako kontrolirati elemente u tragovima materijala.

Ključne riječi: sivi liv, ekvivalent ugljika, mehaničke osobine, svojstva obrade, elementi u tragovima

Tradicionalni smjer taljenja lijevanog željeza je niskougljenični lijevak velike čvrstoće (C: 2.7 ~ 3.0, Si: 2.0 ~ 2.3, Mn: 0.9 ~ 1.3). Iako takvi materijali mogu zadovoljiti zahtjeve mehaničkih svojstava materijala, njihove performanse lijevanja i obrade Performanse su loše. S razvojem i širenjem tržišta kompanije, sve više i više proizvoda za lijevanje s visokim poteškoćama i visokim tehničkim zahtjevima kvalitete uključeno je u proizvodni slijed MINGHE -a, posebno kada MINGHE koristi proces topljenja električnih peći na snazi za zamjenu procesa topljenja kupola.

Dobivanje lijevanog željeza ekvivalentnog ugljikom visoke čvrstoće u uvjetima topljenja u električnim pećima kako bi se zadovoljili zahtjevi narudžbe kupaca bilo je u to vrijeme tema istraživanja. Ovaj članak opisuje tehnologiju proizvodnje sivog lijeva visoke čvrstoće u uvjetima topljenja u električnim pećima.

Faktori koji utječu na performanse materijala

1.1 Učinak ekvivalenta ugljika na svojstva materijala

Glavni faktori koji određuju svojstva sivog liva su morfologija grafita i svojstva metalne matrice. Kada je ekvivalent ugljika (CE = C+1/3Si) visok, količina grafita se povećava, a oblik grafita se pogoršava kada uvjeti inkubacije nisu dobri ili u tragovima ima štetnih elemenata. Takav grafit smanjuje efektivnu površinu metalne matrice koja može podnijeti opterećenje i uzrokuje koncentraciju naprezanja pri podnošenju opterećenja, tako da se čvrstoća metalne matrice ne može normalno koristiti, čime se smanjuje čvrstoća lijevanog željeza. Među materijalima, perlit ima dobru čvrstoću i tvrdoću, dok ferit ima mekšu podlogu i nižu čvrstoću. Kako se povećava količina C i Si, količina perlita će se smanjivati, a količina ferita će se povećavati. Stoga će povećanje ekvivalenta ugljika utjecati na vlačnu čvrstoću odljevaka od lijevanog željeza i tvrdoću lijevanog tijela u obliku grafita i strukturi matrice. U kontroli procesa taljenja, kontrola ekvivalenta ugljika je vrlo važan faktor za rješavanje performansi materijala.

1.2 Utjecaj legirajućih elemenata na svojstva materijala

Legirajući elementi u sivom lijevu uglavnom se odnose na Mn, Cr, Cu, Sn, Mo i druge elemente koji potiču stvaranje perlita. Sadržaj ovih elemenata izravno će utjecati na sadržaj perlita. U isto vrijeme, zbog dodavanja legirajućih elemenata, do određene je mjere rafinirano. Dodavanjem grafita smanjuje se ili čak nestaje količina ferita u matrici, dok se perlit u određenoj mjeri rafinira, a ferit u njemu je čvrsta otopina ojačana zbog određene količine legirajućih elemenata, tako da lijevano željezo uvijek ima veće performanse čvrstoće. U kontroli procesa taljenja, kontrola legure je također važno sredstvo.

1.3 Utjecaj omjera naboja na materijale

U prošlosti smo uvijek insistirali na tome da, sve dok hemijski sastav zadovoljava zahtjeve specifikacije, trebamo moći dobiti prikaz koji zadovoljava standardna mehanička svojstva materijala, ali u stvari ovaj pogled vidi samo konvencionalnu kemikaliju sastav, a zanemaruje neke legirajuće elemente i štetne elemente u njemu. Uloga. Na primjer, sirovo željezo je glavni izvor Ti, pa će količina upotrijebljenog sirovog željeza izravno utjecati na sadržaj Ti u materijalu i imati veliki utjecaj na mehanička svojstva materijala. Slično, čelični otpad izvor je mnogih legirajućih elemenata, pa količina otpadnog materijala ima vrlo izražen utjecaj na mehanička svojstva lijevanog željeza. U prvim danima kada je električna peć puštena u upotrebu, uvijek smo koristili omjer punjenja kupolne peći (sirovo željezo: 25 ~ 35%, staro željezo: 30 ~ 35%). Zbog toga su mehanička svojstva (vlačna čvrstoća) materijala bila vrlo niska. Kada količina upotrijebljenog čelika utječe na performanse lijevanog željeza, nakon što se na vrijeme prilagodi količina starog otpada, problem se brzo rješava. Stoga je otpadni čelik vrlo važan kontrolni parametar u procesu kontrole taljenja. Stoga omjer punjenja ima izravan utjecaj na mehanička svojstva materijala od lijevanog željeza i fokus je kontrole taljenja.

1.4 Utjecaj elemenata u tragovima na svojstva materijala

U prošlosti smo samo obraćali pažnju na utjecaj konvencionalnih pet glavnih elemenata na kvalitetu lijevanog željeza tijekom procesa taljenja, dok je učinak drugih elemenata u tragovima bio samo kvalitativno razumijevanje, ali oni su se rijetko analizirali i kvantitativno raspravljali. Posljednjih godina, zbog utjecaja tehnologije lijevanja Progress, oprema za topljenje se stalno ažurira, a kupole su postupno zamijenjene električnim pećima. Iako topljenje električnih peći ima svoje neusporedive prednosti u topljenju kupola, topljenje električnih peći također gubi neke od prednosti topljenja kupolom, pa se odražava i utjecaj nekih elemenata u tragovima na lijevano željezo. Budući da je metalurška reakcija u kupoli vrlo jaka, naboj je u jakoj oksidirajućoj atmosferi, većina je oksidirana i ispuštena sa troskom, samo će mali dio ostati u rastopljenom željezu, pa neki imaju štetan učinak na lijevanje Kroz metalurški proces kupole elementi u tragovima općenito nemaju štetan učinak na lijevano željezo. Tokom procesa taljenja kupole, dio dušika u koksu i dušik (N2) u zraku će se otopiti u rastopljeno željezo u obliku atoma na visokim temperaturama, čineći sadržaj dušika u rastopljenom željezu relativno visokim.

Prema statistikama, otkako je električna peć puštena u rad, otpadni proizvodi uzrokovani visokim sadržajem olova i istrošenim rastopljenim gvožđem jer je sadržaj olova bio previsok za podešavanje nisu bili manji od 100 tona, a broj nekvalifikovanih proizvoda zbog na nedovoljan sadržaj azota takođe bio prilično visok, što je kompaniji nanijelo veliki ekonomski gubitak.

Na temelju našeg dugogodišnjeg iskustva i teorije topljenja električnih peći, vjerujem da su ključni elementi u tragovima u procesu topljenja električnih peći uglavnom N, Pb i Ti. Učinci ovih elemenata na sivo lijevano željezo uglavnom su sljedeći:

Olovo

Kada je sadržaj olova u rastopljenom željezu visok (> 20PPm), posebno u interakciji s većim sadržajem vodika, lako je oblikovati Widmanstatten grafit u odljevcima s debelim presjecima. To je zato što smolasti pijesak ima dobra svojstva toplinske izolacije i rastopljeno željezo Hlađenje se sporije hladi u kalupu (ova tendencija je očiglednija za debele dijelove), rastopljeno željezo ostaje u tekućem stanju duže vrijeme, a skrućivanje istopljeno gvožđe je bliže stanju očvršćavanja u ravnotežnom stanju zbog djelovanja olova i vodika. Kada se ova vrsta lijevanja očvrsne i nastavi hladiti, ugljik u austenitu će se istaložiti i u čvrstom stanju postati sekundarni grafit. U normalnim okolnostima, sekundarni grafit samo zgušnjava ljuske eutektičkog grafita, što neće imati veliki utjecaj na mehanička svojstva. Međutim, kada je sadržaj dušika i vodika visok, površinska energija grafita na istoj fiksnoj kristalnoj ravnini austenita će se smanjiti, a sekundarni grafit će narasti uz određenu kristalnu ravninu austenita i proširiti se u metalnu matricu. Promatrajte pod mikroskopom. Mnoge male grafitne ljuspice nalik na zareze rastu sa strane grafitnih pahuljica pahuljica, općenito poznatih kao grafitne dlačice, što je razlog za stvaranje Widmanovog grafita. Aluminij u lijevanom željezu može potaknuti tekuće željezo da apsorbira vodik i povećati njegov sadržaj vodika. Stoga aluminij također ima indirektan utjecaj na stvaranje Widmanstatten grafita.

Kada se Widmanstatten grafit pojavi u lijevanom željezu, njegova mehanička svojstva su uvelike pogođena, posebno čvrstoća i tvrdoća, koja se u teškim slučajevima može smanjiti za oko 50%.

Widmanov grafit ima sljedeće metalografske karakteristike:

1) Na 100-mikrofotografiji ima mnogo malih grafitnih pahuljica nalik trnju pričvršćenih na grubu grafitnu ljuspicu, koja je Widmanstatten grafit.
2) Odnos uobičajenog kristalnog grafita je međusobno povezan.
3) Kada se Widmanstattenova grafitna mreža proširi u matricu na sobnoj temperaturi, ona postaje krhka površina matrice, što će značajno smanjiti mehanička svojstva sivog lijeva. No, s poprečnog presjeka, pukotine se i dalje protežu duž grafita sličnog čipu.

azot

Odgovarajuća količina dušika može potaknuti nukleaciju grafita, stabilizirati biserit, poboljšati strukturu sivog lijeva i poboljšati performanse sivog lijeva.

Dušik ima dva glavna utjecaja na sivo lijevano željezo. Jedan je utjecaj na oblik grafita, a drugi je utjecaj na strukturu matrice. Učinak dušika na morfologiju grafita vrlo je kompliciran proces. Uglavnom se očituje u: utjecaju adsorpcijskog sloja na površinu grafita i utjecaju veličine eutektičke skupine. Budući da je dušik gotovo netopiv u grafitu, dušik se kontinuirano adsorbira na prednjoj strani rasta grafita i s obje strane grafita tijekom procesa eutektičkog skrućivanja, što rezultira povećanjem okolne koncentracije grafita tijekom procesa taloženja, posebno kada se grafit proteže u istopljeno gvožđe. Na vrhu, to utiče na rast grafita na granici tečnost-čvrsta materija. Tokom procesa eutektičkog rasta, postoji značajna razlika u distribuciji koncentracije dušika na vrhu i obje strane grafitnog lima. Adsorpcijski sloj atoma dušika na površini grafita može ometati difuziju atoma ugljika na površinu grafita. Kada je koncentracija dušika na prednjoj strani grafita veća od koncentracije na dvije strane, brzina rasta grafita u uzdužnom smjeru se smanjuje. Nasuprot tome, bočni rast postaje lakši, a kao rezultat toga grafit postaje kraći i deblji. U isto vrijeme, budući da u procesu rasta grafita uvijek postoje nedostaci, dio atoma dušika se adsorbira na mjestu defekta i ne može difundirati, a granica zrna bit će asimetrično nagnuta na prednjoj strani rasta grafita, a odmor će i dalje rasti u izvornom smjeru. Grafit proizvodi grane, a povećanje grafitnih grana je još jedan razlog zašto grafit postaje kraći. Na ovaj način, zbog usavršavanja grafitne strukture, smanjuje se učinak cijepanja na strukturu matrice, što pogoduje poboljšanju performansi lijevanog željeza.

Učinak dušika na strukturu matrice je to što je stabilizator perlita. Povećanje sadržaja dušika smanjuje temperaturu eutektoidne transformacije lijevanog željeza. Stoga, kada se u sivom lijevu nalazi određena količina dušika, stupanj prehlađenja eutektoidne transformacije može se povećati, čime se rafinira bisit. S druge strane, budući da je atomski radijus dušika manji od radijusa ugljika i željeza, može se koristiti kao međuprostorni atomi za otapanje u feritu i cementitu, uzrokujući iskrivljenje njegove kristalne rešetke. Zbog gornja dva razloga, dušik može ojačati matricu.

Iako dušik može poboljšati performanse sivog lijeva, kada pređe određenu količinu, pore dušika i mikropukotine će se stvoriti kao što je prikazano na slici 2, pa bi kontrolu dušika trebalo kontrolirati u određenom rasponu. Općenito 70-120PPm, kada pređe 180PPm, performanse lijevanog željeza naglo će pasti.

Ti je štetan element u lijevanom željezu. Razlog je taj što titan ima snažan afinitet prema dušiku. Kada je sadržaj titana u sivom lijevu visoki, to nije korisno za jačanje učinka dušika. Prvo, s dušikom stvara spoj TiN, koji smanjuje Zapravo, upravo zato što ovaj slobodni dušik ima učinak jačanja čvrste otopine na sivom lijevu. Stoga nivo sadržaja titana posredno utječe na performanse sivog lijeva.

Tehnologija upravljanja topljenjem

2.1 Izbor hemijskog sastava materijala

Kroz gornju analizu, kontrola hemijskog sastava je vrlo važna u tehnologiji topljenja, a osnova je kontrole taljenja. Stoga je razuman kemijski sastav osnova za osiguravanje performansi materijala. Obično kontrola sastava lijevanog željeza visoke čvrstoće (vlačna čvrstoća ≥300N/mm2) uglavnom uključuje itd. C, Si, Mn, P, S, Cu, Cr, Pb, N

2.3 Tehnologija upravljanja elementima u tragovima

U stvarnoj kontroli procesa, na osnovu analize naboja, potvrđeno je da je izvor olova uglavnom čelični otpad. Stoga je kontrola olova u sirovini uglavnom kontrola uključivanja Pb u otpadnom čeliku, a sadržaj olova obično se kontrolira ispod 15 ppm. Ako je sadržaj olova u sirovom rastaljenom gvožđu> 20 ppm, tokom tretmana inkubacije mora se provesti poseban tretman propadanja.

S obzirom da se Ti uglavnom proizvodi od sirovog gvožđa, kontrola Ti je uglavnom kontrola sirovog gvožđa. S jedne strane, prilikom kupovine potrebno je postaviti stroge zahtjeve za sadržaj Ti u gvožđu. Obično je potrebno da sadržaj titana u sirovom gvožđu bude: Ti <0.8%, a drugi Jedan aspekt je prilagođavanje količine upotrebe na vrijeme prema sadržaju titana u gvožđu.

Uglavnom dolazi od materijala za ponovno ukapljivanje i čeličnog otpada, tako da je kontrola N uglavnom za kontrolu materijala za ponovno rasplinjavanje i čeličnog otpada. Međutim, kao što je gore spomenuto, preniski i previsoki imaju negativnu stranu performansi sivog lijeva, pa je sadržaj N Kontrolni raspon je općenito: 70 ~ 120 ppm, ali bi sadržaj N trebao razumno odgovarati sadržaj Ti. Općenito, odnos između N i Ti je: N: Ti = 1: 3.42, odnosno 0.01% Ti može apsorbirati 30PPm dušika. Opća preporučena količina dušika tokom proizvodnje je: N = 0.006 ~ 0.01+Ti/3.42.

2.4 Tehnologija upravljanja procesom topljenja

1) Tehnologija inokulacije

Svrha tretmana cijepljenjem je promicanje grafitizacije, smanjenje sklonosti bijelim ustima i smanjenje osjetljivosti krajnje površine; kontrolirati morfologiju grafita i ukloniti pothlađen grafit; na odgovarajući način povećati broj eutektičkih nakupina i promicati stvaranje perlitnog pahuljica kako bi se poboljšale performanse čvrstoće lijevanog željeza i druge svrhe izvedbe.

Uticaj temperature rastaljenog gvožđa na inokulaciju i kontrola temperature rastaljenog gvožđa imaju značajan uticaj na inokulaciju. Povećanjem temperature pregrijavanja rastaljenog gvožđa u određenom rasponu i održavanjem određenog vremena može doći do toga da neotopljene čestice grafita ostanu u rastopljenom gvožđu, koje se može potpuno otopiti u rastaljenom gvožđu kako bi se uklonio genetski uticaj sirovog gvožđa i dati puni učinak učinku inokulacije inokulanta, poboljšati sposobnost plodnosti rastaljenog gvožđa. U kontroli procesa, temperatura pregrijavanja se povećava na 1500 ~ 1520 ℃, a temperatura cijepljenja se kontrolira na 1420 ~ 1450 ℃.

Veličina čestica inokulanta važan je pokazatelj statusa inokulanta i ima veliki utjecaj na učinak inokulanta. Ako je veličina čestica previše fina, lako se raspršiti ili oksidirati u rastaljenu trosku i izgubiti svoj učinak. Ako je veličina čestica prevelika, inokulant se neće otopiti ili potpuno otopiti. Ne samo da ne može u potpunosti ispoljiti svoj učinak inokulacije, već će uzrokovati segregaciju, tvrde mrlje, prehlađeni grafit i druge nedostatke. Stoga, veličinu čestica inokulanta treba kontrolirati unutar 2 ~ 5 mm što je više moguće. Osigurajte učinak inkubacije.

U kontroli procesa, proces inokulacije se uglavnom inokulira u inkubacijski spremnik, tako da se izlijevanje paketa odljevaka u osnovi može završiti prije nego što inkubacija padne. Ali za relativno velike dijelove i dijelove lijevane s dvostrukom kutlačom, ne može zadovoljiti zahtjeve. Stoga je usvojena metoda kasne inokulacije: to jest, inokulacija plutajućeg silicija se vrši u kutlači prije izlijevanja lijevanja (količina inokulacije je 0.1%), što smanjuje ili ne postoji pad inokulacije i poboljšava učinak cijepljenja.

2) Legurasti tretman

Obrada legiranjem dodaje malu količinu legirajućih elemenata u obično lijevano željezo radi poboljšanja mehaničkih svojstava sivog lijeva. U kontroli procesa taljenja, dodavanje legura je uglavnom za dijelove koje kupci zahtijevaju da se gase i dijelove s relativno debelim vodilicama, glavne elemente legure dodane i količinu dodavanja.

To osigurava u određenoj mjeri smanjenje performansi zbog povećanja CE vrijednosti, a za ugasle dijelove poboljšava se očvršćivanje tijekom kaljenja. Osigurajte dubinu gašenja.

Tokom procesa hranjenja i taljenja, redoslijed unosa ključne kontrole u ovoj fazi je hranjenje starog čelika, mehaničkog gvožđa i sirovog gvožđa po prioritetu. Kako bi se smanjio gubitak gorenja legirajućih elemenata, na kraju treba dodati feroleguru. Kada se hladni materijal potpuno očisti, temperatura se podiže na 1450 ℃. To je točka A. Ako je niža od 1450 ° C, postoji opasnost od nepotpunog otapanja rekarburizatora ili ferolegure.

U paragrafima AB potrebno je izvršiti sljedeće tretmane:

Mjerenje temperature;
Žlindra;
Uzorkovanje i analiza hemijskog sastava;
Analizirati konvencionalne elemente i elemente u tragovima pomoću termičkog spektrometra;
Uzmite trokut za ispitivanje kako biste izmjerili CW vrijednost;
Nakon podešavanja rastopljenog željeza prema različitim rezultatima ispitivanja, nastavite s napajanjem još 10 minuta, a zatim ponovno uzorkujte i analizirajte. Nakon što potvrdite da su svi podaci normalni, nastavite podizati temperaturu na otprilike 1500 ° C, odnosno točku C. U odjeljku za CD ostavite rastopljeno željezo da odstoji 5 do 10 minuta, a zatim uzmite trokut za ispitivanje CW vrijednost. Nakon mjerenja temperature, peglu pripremite za kuckanje.

Kontrola trokutastog uzorka

Za različite klase, odredite raspon kontrole bijelih usta (CW) različitih testnih blokova trokuta i odredite kvalitetu rastaljenog željeza u kombinaciji s analizom sastava ispred peći.

zaključak

Gore spomenuta tehnologija topljenja sivog lijeva uspješno se primjenjuje u CSMF-u 8 godina od 1996. do 2003. CE odljevaka kontrolira se prema pretpostavci 3.6 ~ 3.9, bilo da se radi o indeksu vlačne čvrstoće ili indeksu fizičke tvrdoće ( posebno dio Tvrdoća vodilice dijelova alatnih strojeva zadovoljava zahtjeve, što uvelike poboljšava rezne performanse lijevanja. Dokazano je da je ova tehnologija dovršena tehnologija, a njene kontrolne točke su sljedeće:

3.1 Kontrola hemijskog sastava materijala
3.2 Određivanje omjera naboja
3.3 Tehnologija upravljanja elementima u tragovima
3.4 Kontrola procesa tretmana inokulacijom
3.5 Legura
3.6 Kontrola temperature procesa topljenja
3.7 Kontrola trokuta za ispitivanje

Molimo zadržite izvor i adresu ovog članka radi ponovnog štampanja: Tehnologija topljenja sivog lijevanog željeza visoke čvrstoće

Minghe Tvrtka za lijevanje tla posvećeni su proizvodnji i pružaju kvalitetne dijelove i dijelove za lijevanje visokih performansi (opseg dijelova za livenje metala uglavnom uključuje Tankozidno lijevanje,Vruće komore Die Casting,Livenje u hladnoj komori), Okrugla usluga (usluga lijevanja,CNC obrada,Izrada kalupa, Površinska obrada). Bilo koji prilagođeni lijev od aluminija, livenje magnezijumom ili Zamakom / cinkom i drugi odljevci dobrodošli su da nas kontaktirate.

Pod kontrolom ISO9001 i TS 16949, svi procesi se provode kroz stotine naprednih mašina za livenje pod tlakom, 5-osnih mašina i drugih objekata, od blastera do Ultra Sonic mašina za pranje rublja. Minghe ne samo da ima naprednu opremu već ima i profesionalnu opremu tim iskusnih inženjera, rukovatelja i inspektora kako bi ostvarili dizajn kupca.

MOĆNO LIJEVANJE ALUMINIJUMA U LIJEVU SA ISO90012015

Ugovorni proizvođač kalupa. Mogućnosti uključuju dijelove za livenje aluminijuma u hladnoj komori od 0.15 lbs. do 6 lbs., brza promjena i obrada. Usluge s dodanom vrijednošću uključuju poliranje, vibriranje, uklanjanje brušenja, miniranje sačmama, farbanje, oblaganje, premazivanje, montaža i obrada alata. Materijali s kojima se radi uključuju legure poput 360, 380, 383 i 413.

SAVRŠENI DIJELOVI ZA LIJEVANJE CINKOVA U KINI

Pomoć pri dizajniranju lijevanja cinkom / istovremene inženjerske usluge. Prilagođeni proizvođač preciznih odljevaka od cinka. Mogu se proizvoditi minijaturni odljevci, odljevci za kalupe pod visokim pritiskom, odlivci kalupa sa više klizača, konvencionalni odljevci od kalupa, odljevci za kalupe i neovisni kalupi i odljevci sa šupljinom. Odljevci se mogu izrađivati u dužinama i širinama do 24 in. U toleranciji +/- 0.0005 in.

ISO 9001 2015 certificirani proizvođač lijevanog magnezijuma i kalupa

ISO 9001: 2015 certificirani proizvođač lijevanog magnezijuma. Mogućnosti uključuju lijevanje magnezijumom pod visokim pritiskom do 200 tona vruće komore i 3000 tona hladne komore, dizajn alata, poliranje, oblikovanje, obrada, farbanje u prahu i tečnostima, puni QA sa CMM mogućnostima , montaža, pakovanje i dostava.

Minghe Casting Dodatno lijevanje Usluga - investicijsko lijevanje itd

Ovjeren ITAF16949 Dodatna usluga lijevanja uključuje investiranje,livenje peska,Gravitacijsko lijevanje, Casting Lost Foam,Centrifugalno livenje,Vakuumski livenje,Trajno lijevanje kalupa, .Sposobnosti uključuju EDI, inženjersku pomoć, solidno modeliranje i sekundarnu obradu.

Studije slučaja primjene dijelova za lijevanje

Casting Industries Studije slučaja za dijelove za automobile, bicikle, zrakoplove, muzičke instrumente, plovila, optičke uređaje, senzore, modele, elektroničke uređaje, kućišta, satove, mašine, motore, namještaj, nakit, vrpce, telekom, osvjetljenje, medicinske uređaje, fotografske uređaje, Roboti, skulpture, zvučna oprema, sportska oprema, alat, igračke i još mnogo toga.