耐磨鑄鐵熔煉工藝及質(zhì)量控制

MHT-1系含P、Ni、Cr、Cu的一種耐磨鑄鐵，化學(xué)成分：2.7%-3.1%C、1.8%-2.0%Si0.8%-0.95%Mn0.15%-0.20%Cr0.2%-0.4%Ni0.2%-0.3%Cu0.15%-0.25%PS含量<0.08%；鑄件的金屬基體組織為珠光體，均勻分布的鐵素體不超過5%，石墨為A型呈均勻分布的渦卷片狀，其含量為3%-11%，長(zhǎng)度為60-240微米，長(zhǎng)寬比大于25，石墨間距為大的間隔程度，不允許存在自由滲碳體和任何外來夾雜。單獨(dú)細(xì)小分散的磷共晶含量<2%。我廠某種鑄件要求100%進(jìn)行硬度檢查，硬度為布氏硬度187-241（3.9-4.4d），還需進(jìn)行X射線檢測(cè)，不允許有缺陷存在。鑄件硬度檢測(cè)前后均應(yīng)進(jìn)行金相檢查。因此，條件是比較苛刻的。我們通過實(shí)踐總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。

1．鑄鐵組織的影響

鑄鐵的各種組成相會(huì)對(duì)鑄鐵磨損有不同的影響，有效的改變鑄鐵組織能增強(qiáng)鑄件的性能。

1．1珠光體

對(duì)耐磨鑄鐵要求其基體為多相組織，其中包含柔韌的基底，基底上牢固地嵌有硬的組分。柔韌的基體磨損后形成了保存潤(rùn)滑劑的溝槽，而堅(jiān)硬的組分則承受壓力。珠光體能夠滿足這個(gè)原則，且以片狀珠光體為佳。

1．2鐵素體

鐵素體是一種最不耐磨的組織。一般耐磨鑄鐵都要限制其含量。

1．3  石墨

石墨具有正反兩方面的作用。它一方面由于本身不具有強(qiáng)度，似切口存在于基體中，減少金屬基體的有效面積，削弱了鑄鐵受摩擦力作用而破壞的抗力，因此降低耐磨性。另一方面石墨既能作“自生潤(rùn)滑劑”（半干摩擦?xí)r），又能吸附和存儲(chǔ)潤(rùn)滑油，保持油膜連續(xù)性（液體摩擦?xí)r），從而提高了耐磨性。在耐磨鑄鐵中，若石墨過多，則使基體變松；若石墨過少，則潤(rùn)滑不足。

1．4磷共晶

磷共晶是一種硬相包含物，在抗磨鑄鐵中以二元磷化物共晶單獨(dú)夾雜狀牢固的分布在珠光體上，有利于提高耐磨性。三元磷共晶或沿晶界分布的網(wǎng)絡(luò)狀磷共晶則惡化鑄鐵機(jī)械性能和影響耐磨性。

1．5自由滲碳體

自由滲碳體是一種硬脆組分，急劇降低鑄鐵的沖擊韌性和耐磨性，因而需嚴(yán)格控制。             2．耐磨鑄鐵化學(xué)成分的影響

鐵水冶金質(zhì)量是提高鑄鐵件性能的決定性因素，影響因素主要有鐵水成分、合金元素、共晶石墨化及孕育處理等。

2．1　碳當(dāng)量：碳、硅都是強(qiáng)石墨化元素，碳、硅含量增加，石墨化程度增大，石墨數(shù)量增多。但碳當(dāng)量過高，易出現(xiàn)鐵素體，降低耐磨性，或石墨粗大及石墨漂浮，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能下降；碳當(dāng)量過低又易形成過冷石墨，從而降低耐磨性。硅對(duì)鑄鐵耐磨性的影響主要決定與它的石墨化作用。一般選擇CE=3.6-3.8較為合適。

2．2　Mn：能使鑄鐵具有細(xì)晶粒組織，而且使石墨細(xì)化。還有穩(wěn)定珠光體的作用。錳含量過高時(shí)，會(huì)使?jié)B碳體數(shù)量增加，生成萊氏體，含錳量一般控制在0.8%-1.0%。

2．3　P：有一定的促進(jìn)石墨化作用，能提高硬度，改善耐磨性。有助于獲得珠光體，細(xì)化晶粒，但含量偏高，易使產(chǎn)生的P共晶超標(biāo)，一般控制在0.15%-0.18%。

2．4　S：對(duì)耐磨鑄鐵S是有害雜質(zhì)，強(qiáng)烈阻止石墨化的元素。但S過低對(duì)孕育效果不利，一般控制在0.03%-0.06%為好。

2．5　Ni、Cu：能促進(jìn)石墨化的元素。鎳還能促進(jìn)珠光體索氏體化，對(duì)耐磨性有良好影響。銅能強(qiáng)化珠光體并細(xì)化珠光體，提高耐磨性和抗蝕能力，但含量偏高會(huì)增加鑄件成本，一般控制在Ni=0.2%-0.3%、Cu=0.2%-0.3%。

2．6　Cr：能增加滲碳體的穩(wěn)定性，推遲石墨化過程，促進(jìn)珠光體的形成，故能增加鑄件的耐磨性。但含鉻量過高，將使鑄件白口化，增加硬度和脆性，降低耐磨性。應(yīng)嚴(yán)格控制在0.15%-0.20%范圍內(nèi)。

3．熔煉關(guān)鍵工藝控制

3．1配料工序

要加入一定量廢鋼，以保證降碳細(xì)化組織，提高鑄件性能，45#加入量控制在5%-10%。

3．2加料工序

加料順序?yàn)椋夯貭t料-45#鋼-鉻鐵-銅、鎳-磷鐵。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)自由能小、易于氧化的鉻鐵應(yīng)爐前加入，氧化物生成的標(biāo)準(zhǔn)自由能大、氧化損失少的銅、鎳于1300℃左右加入，磷鐵于1400℃左右爐后加入，注意磷鐵粒度不能太大。

3．3溫度控制

為保證孕育效果，出鐵溫度要控制在1500℃-1550℃。孕育劑確保充分溶解和吸收，凈化鐵液。  

3．4孕育處理

孕育處理不但影響石墨的數(shù)量和形狀，而且使鑄鐵共晶晶粒變小，還能提高鑄鐵組織的性能的均勻性而減輕鑄鐵對(duì)冷卻速度的敏感性。一般采用含Ba、Ca、Al孕育劑，加入量為0.5-0.6%，加入時(shí)應(yīng)均勻、緩慢、連續(xù)，粒度要適中。

4．常見缺陷及質(zhì)量控制

4．1渣孔類缺陷：夾渣  

加工后，鑄件表皮之下會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)單體的小孔。此種缺陷產(chǎn)生原因與澆注溫度不當(dāng)、出鐵溫度偏低或扒渣不徹底有關(guān)，應(yīng)注意控制出鐵溫度，澆注溫度一般在1380-1450℃。

4．2組織偏析   

產(chǎn)生原因?yàn)椋杭鱼~過早，造成比重偏析，應(yīng)在爐后1300℃以上加入。此外，由于高溫下FeS+Mn=MnS+Fe，MnS偏析與熔渣混合還可能產(chǎn)生MnS氣孔，原因是澆注溫度較低，同時(shí)鐵液中含Mn和S量較多。

4．3收縮類缺陷：縮松  

一般在鑄件的厚大斷面處、鑄件很高或最后凝固的熱節(jié)處產(chǎn)生的集中孔洞或縮凹。縮孔的形狀不規(guī)則，孔內(nèi)壁粗糙不平并常有樹枝狀結(jié)晶，呈暗色或氧化色。產(chǎn)生原因?yàn)椋汉灼撸粷沧囟绕?、澆注速度太快。?yīng)適當(dāng)降低澆注溫度，含磷量控制在0.18%以下，并適當(dāng)慢澆。

4．4材質(zhì)類缺陷：金相組織不合格 

產(chǎn)生原因：由于碳硅偏高，鐵素體含量>5%；由于碳硅偏低或出鐵溫度偏低，E型石墨較多；孕育不足，出現(xiàn)碳化物和E型石墨。應(yīng)嚴(yán)格控制碳硅含量，保證出鐵溫度，強(qiáng)化孕育處理。

4．5硬度不合格 

產(chǎn)生原因：碳含量偏低及孕育不足易產(chǎn)生過硬；碳含量過高，則易變軟。應(yīng)嚴(yán)格控制配料并適當(dāng)增加孕育劑的加入量。

煙臺(tái)鑫諾科鑄造材料有限公司作為耐火澆注料廠家，主要生產(chǎn)中頻爐爐襯，中性爐爐襯材料，耐火打爐料，澆注料，耐火涂料，耐火澆注料，酸性爐襯材料，堿性爐襯材料，耐火澆注料，耐酸澆注料，鑄造用爐襯材料，澆注料，爐襯材料電話，中性爐襯材料，爐料，如有需要，歡迎您的來電咨詢。