Bagaimana untuk menghasilkan bahagian besi tuang kelabu berkekuatan tinggi tanpa menambah logam berharga seperti aloi?

Aliran proses terperinci untuk menghasilkan besi tuang kelabu berkekuatan tinggi HT300 tanpa pengaloian

Fasa 1: Bahan dan Peleburan - Meletakkan Asas

1. Bahan relau terpilih: besi babi: besi babi ketulenan tinggi atau besi tuang berkualiti tinggi digunakan, yang dicirikan oleh kandungan unsur surih yang rendah (seperti Ti, V, As, Sb, dll.). Unsur surih ini boleh mengganggu morfologi grafit, yang tidak kondusif untuk peningkatan kekuatan. Saiz blok besi hendaklah seragam. Keluli skrap: Perkadaran penambahan perlu ditingkatkan dengan ketara, biasanya menyumbang 30% -40% daripada cas relau. Penggunaan keluli sekerap bersih karbon rendah, sulfur rendah, seperti bahagian pengecap, sisa keluli karbon, dan lain-lain, bertujuan untuk mencairkan karbon dan kekotoran dalam besi cair. Bahan kitar semula: Gunakan spru dan tuangan sisa jenama yang sama untuk memastikan komposisi yang stabil. Kawal kadar dan kebersihannya dengan ketat untuk mengelak daripada memasukkan terlalu banyak kekotoran. 2. Pengiraan bahan yang tepat: Idea teras: Setara karbon rendah. Matlamatnya adalah untuk mengawal ketat setara karbon (CE) dalam julat sempit 3.8% hingga 4.0%. Karbon (C): Nilai sasaran ditetapkan pada 2.9% -3.2%. Menekan kandungan karbon melalui bahagian keluli sekerap yang tinggi. Silikon (Si): Silikon awal dalam relau dikawal pada 1.2% -1.5%, meninggalkan ruang tambahan yang mencukupi untuk rawatan pengeraman seterusnya. Keseimbangan antara mangan (Mn) dan sulfur (S) adalah penting. Matlamatnya adalah untuk mengawal kandungan sulfur antara 0.07% dan 0.12%, dan kemudian mengira jumlah mangan yang ditambah mengikut formula Mn% ≈ 1.7 × S%+0.3%. Berdasarkan ini, kandungan mangan biasanya antara 0.8% dan 1.0%. Ini memastikan pembentukan sebatian MnS yang bermanfaat dan menggalakkan pembentukan pearlit. Fosforus (P): Ia mesti dihadkan dengan ketat kepada di bawah 0.08%, kerana fosforus boleh mengurangkan keliatan dan kekuatan besi tuang. 3. Pencairan suhu tinggi: Relau aruhan frekuensi sederhana digunakan untuk peleburan bagi memastikan komposisi seragam dan kawalan suhu yang tepat. Suhu mengetuk mestilah melebihi 1520 ℃. Tujuan peleburan suhu tinggi adalah untuk mengurangkan sepenuhnya kandungan gas (hidrogen, nitrogen) besi cair. Kemasukan bukan logam terapung sepenuhnya untuk mendapatkan besi cair tulen. Sediakan rizab haba yang mencukupi untuk pemprosesan dan penuangan seterusnya.

Fasa 2: Rawatan dan penuangan pra relau - kawalan tepat

1. Analisis pantas dan pelarasan komponen relau: Ambil sampel cecair besi untuk analisis spektrum atau analisis haba untuk mendapatkan kandungan sebenar C, Si, Mn, P, dan S dengan cepat. Penalaan halus mengikut keputusan untuk memastikan semua elemen berada dalam tetingkap sasaran, terutamanya setara karbon. 2. Rawatan inkubasi yang cekap: Ini adalah jiwa keseluruhan proses. Di bawah keadaan setara karbon rendah, kecenderungan besi cair kepada acuan putih adalah sangat tinggi, dan adalah perlu untuk menghapuskan acuan putih dan menapis grafit melalui inokulasi yang kuat. Pemilihan inokulan: Pilih inokulan yang mempunyai daya tahan kuat terhadap pereputan dan keupayaan nukleasi, seperti strontium (Sr) - mengandungi ferrosilikon atau barium (Ba) - mengandungi ferrosilikon. Proses pengeraman: Mengguna pakai kaedah inokulasi aliran. Pada saat besi cair mengalir dari senduk ke cawan tuang, penyuap inokulasi khusus digunakan untuk menambah inokulan secara seragam dengan saiz zarah 0.2-0.7mm kepada aliran besi cair. Jumlah tambahan: dikawal pada 0.3% -0.5% (mengikut berat besi cair). Kesan: Pengeraman segera boleh menyediakan sejumlah besar teras kristal grafit sebelum pemejalan besi cair, dengan itu memperoleh grafit jenis A (serpihan halus, pengedaran seragam) dan berkesan menghalang penampilan simentit di tepi. Penghalusan grafit secara langsung membawa kepada penghalusan matriks pearlit. 3. Kawalan penuangan dan penyejukan: Suhu penuangan: Pada premis untuk memastikan pengisian yang mencukupi, suhu menuang yang lebih rendah digunakan, biasanya antara 1320 ℃ dan 1350 ℃. Tuangan suhu rendah membantu meningkatkan penyejukan kurang dan memperhalusi gugusan eutektik. Proses penuangan: Kaedah pilihan adalah tuangan besi berbumbung pasir, yang merupakan teknik paling berkesan untuk mencapai kekuatan tinggi. Gunakan acuan logam (jenis besi) sebagai bentuk luar, dan tutup permukaan kerjanya dengan lapisan pasir setebal 4-8 milimeter. Proses ini boleh meningkatkan kelajuan penyejukan dan memaksa pemejalan besi cair dengan pesat. Faedah penyejukan pantas: serpihan dakwat yang sangat halus. Memperhalusi jarak antara lapisan perlit dengan sangat baik adalah kunci untuk meningkatkan kekuatan. Jadikan struktur keseluruhan tuangan lebih padat dan lebih seragam. Penggunaan besi sejuk: Untuk tuangan pasir biasa, seterika sejuk luaran perlu diletakkan secara munasabah di bahagian tuangan yang tebal dan panas untuk memaksa bahagian-bahagian ini menebal serentak dengan bahagian berdinding nipis, mengelakkan pengecutan dan longgar, dan memperbaiki struktur tempatan.

Fasa Tiga: Pasca Pemprosesan dan Pemeriksaan

1. Pembersihan pasir dan rawatan haba: Selepas tuangan menjadi pejal, ia dibiarkan dalam acuan untuk tempoh masa yang mencukupi sehingga ia berada di bawah suhu peralihan fasa, dan kemudian kotak itu diisi dengan pasir untuk mengelakkan tekanan dalaman yang berlebihan. Lakukan penyepuhlindapan pelepasan tekanan, biasanya pada suhu 520 ℃ -550 ℃, tahan selama 2-4 jam, dan kemudian sejukkan dengan relau. Perhatian khusus: Suhu penyepuhlindapan tidak boleh melebihi 720 ℃, jika tidak serpihan halus seperti mutiara akan mengalami sferoidisasi, mengakibatkan penurunan kekuatan dan kekerasan. 2. Pemeriksaan kualiti yang ketat: Sifat mekanikal: Tuang tunggal atau bar ujian yang dipasang dituangkan di sepanjang garisan, dan kekuatan tegangan diukur pada mesin ujian universal untuk memastikan kestabilan melebihi 300MPa. Pemeriksaan metalografik: Periksa struktur metalografi spesimen atau bar ujian. Organisasi sasaran ialah: ≥ 95% perlit lamellar halus+grafit jenis A yang teragih seragam (panjang grafit 3-4 gred lebih disukai)+tiada simentit percuma. Ujian kekerasan: Ukur kekerasan Brinell pada badan tuangan. Kekerasan HT300 tanpa aloi biasanya antara 190-220HBW, yang merupakan fenomena biasa.

Ringkasan dan petua teras:

Kejayaan penghasilan HT300 bebas aloi bergantung pada rantaian komponen saling mengunci yang tepat: bahan relau ketulenan tinggi+formula setara karbon rendah+lebur tulen suhu tinggi+imbangan Mn/S yang tepat+pengeraman serta-merta yang cekap+penyejukan pantas paksa. Sebarang kehilangan kawalan dalam mana-mana pautan ini boleh menyebabkan kekuatan tidak mencukupi atau kemunculan fasa keras dan rapuh. Ini adalah proses yang memerlukan pengurusan dan pelaksanaan teknikal yang sangat tinggi, tetapi apabila dikuasai, ia boleh mengurangkan kos pengeluaran dengan ketara dan meningkatkan daya saing produk.