了解鑄造行業(yè)的人都知道,灰鑄鐵在鑄造行業(yè)很受歡迎,大多鑄鐵平板、機(jī)床鑄件等產(chǎn)品均會(huì)采用灰鐵鑄鐵生產(chǎn)。那么,怎樣提高灰鐵鑄件硬度、強(qiáng)度和切削性能呢?
--爐料配比爐料配比用生鐵+廢鋼+回爐料+增碳劑的方法,利用增碳劑里的氮改變石墨的形態(tài)和長(zhǎng)度來(lái)提高灰鐵鑄件的硬度。鐵液過(guò)熱對(duì)于灰鐵鑄件,在一定范圍內(nèi)提高鐵液溫度能使石墨細(xì)化,基體組織致密,鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和布氏硬度有所提高。鐵液過(guò)熱溫度控制在1500-1530℃,過(guò)熱時(shí)間控制在10min之內(nèi)為好?;诣F鑄件的硬度的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)HB170-240之間。
提高灰鑄鐵材料的強(qiáng)度可通過(guò)鈮來(lái)提高:鈮與碳極強(qiáng)的親和力使其在鑄鐵及相似的高碳熔池中的回收變得復(fù)雜化。在鐵合金或熔煉界面快速形成一層鈮的碳化物,其溶解情況決定了鈮在熔池中的回收率。鈮鐵在鐵水中不是熔化過(guò)程,而是一個(gè)以界面擴(kuò)散為基礎(chǔ)的溶解過(guò)程。在擴(kuò)散前沿上,鈮與石墨中的碳相互作用,使得石墨形態(tài)變得細(xì)小卷曲,在遠(yuǎn)離擴(kuò)散方向上,由于鈮含量較低,石墨形態(tài)受到的影響不大。在垂直方向上,由于擴(kuò)散溫度較水平方向上高,其擴(kuò)散層的寬度也較大,即垂直方向上更有利于鈮鐵的溶解擴(kuò)散。鈮對(duì)珠光體基體的影響在于使其細(xì)化,從而提高了材料的強(qiáng)度。
提高灰鑄鐵的切削性能:鑄鐵的硬度和強(qiáng)度越高,金屬切削性能越低,從刀片和刀具可預(yù)期的壽命越低。 用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結(jié)構(gòu)有關(guān),較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優(yōu)良的切削屬性,而球墨鑄鐵相當(dāng)不好。加工鑄鐵時(shí)遇到的主要磨損類型為:磨蝕、粘結(jié)和擴(kuò)散磨損。磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產(chǎn)生。有積屑瘤的粘結(jié)磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發(fā)生。鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上,但這可用提高切削速度和溫度來(lái)克服。
提高灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度:由于石墨的強(qiáng)度和硬度極低,相對(duì)于鐵來(lái)說(shuō)可以視為零,加之片狀石墨對(duì)基體的嚴(yán)重割裂作用,故灰鑄鐵中的碳含量越高,一般來(lái)說(shuō),其強(qiáng)度和硬度越低,即灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度隨著碳當(dāng)量的提高而降低。錳是強(qiáng)碳化物形成和穩(wěn)定碳化物元素,錳能無(wú)限固溶于奧氏體,又可固溶于基體組織,強(qiáng)化基體,提高灰鑄鐵強(qiáng)度。硫在灰鑄鐵中起著雙重作用。一般認(rèn)為硫在孕育鑄鐵中是強(qiáng)烈穩(wěn)定滲碳體,阻礙石碳化的元素。
機(jī)床鑄件耐磨性與消震性好。由于鑄鐵中石墨有利于潤(rùn)滑及貯油,所以耐磨性好。同樣,由于石墨的存在,灰口鑄鐵的消震性優(yōu)于鋼。
機(jī)床鑄件工藝性能好。由于灰口鑄鐵含碳量高,接近于共晶成分,故熔點(diǎn)比較低,流動(dòng)性良好,收縮率小,因此適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁鑄件。由于石墨使切削加工時(shí)易于形成斷屑,所以灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼。