球铁铸件是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。
球铁铸件除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
球铁铸件是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。
球墨铸铁汽车工业应用与制作过程
一、球墨铸铁在汽车工业应用
球墨铸铁在汽车上,代表性产品主要是曲轴、凸轮轴、中后桥壳、各类支架、壳体等零件。目前,正向铸态高强度珠光体基体球墨铸铁(QT700-2、QT800-2)与铸态高韧性铁素体球墨铸铁(QT400-18、QT400-15)发展。主要通过优化熔炼工艺,严控原铁液中的ω(S)、ω(P)量和微量元素含量,选取适宜的球化剂、孕育剂、合金元素及加入方式,严格随流孕育工艺等措施获得。
一汽铸造有限公司具备各种牌号球墨铸件的生产技术,近几年,为满足载重车中后桥壳的需要,开发了铸态QT600-5工艺;为满足轿车曲轴需要,开发了铸态QT800-2工艺;为满足轿车转向节的需要,开发了铸态QT400-18、QT400-15工艺,并在生产中获得应用。
蠕墨铸铁在汽车的排气管、大马力发动机缸盖等汽车铸件上获得了广泛应用冈。采用蠕墨铸铁制造中、大马力发动机缸盖,一方面可以通过设计减轻缸盖质量,另一方面也可以提高缸盖的使用性能,提高发动机的功率。目前,蠕墨铸铁在大马力发动机缸体上的应用日益增多,可以减薄壁厚,取消加强筋,减重可达25%左右。在福特、奥迪等国外公司的大马力发动机缸体材料都已采用蠕墨铸铁制造。
蠕墨铸铁应用主要受其生产过程难于稳定控制的限制。SinterCast公司是瑞典一家专业从事蠕墨铸铁技术研究与生产设备制造的股份制公司,其产品(SinterCast蠕铁生产控制系统)在世界3个大洲(美、欧、亚)均得到应用,向世界10个大的汽车制造厂中的8家提供蠕墨铸铁生产技术支持,全球每月约有2万个缸体或缸盖产品采用蠕墨铸铁制造。SinterCast公司宣称全球有95%以上的蠕墨铸铁产品是由其公司提供的控制系统进行生产的。
随着发动机性能的提高,排气管等一些铸件的耐热性要求越来越高,高硅钥球铁、中硅钥蠕铁、高镍球铁相续出现。一汽集团合资的道依茨发动机已批量应用高硅铂球铁排气管,一汽大众的部分增压发动机上已批量应用高镍球铁排气管,在一汽部分自主品牌发动机中,这3类铸铁也已开始应用。
二、球墨铸件的制作过程
球墨铸件在浇注开始,尤其是在金属液刚触碰泡沫塑料的时候,因为模样材料气化而产生大量气体。尽量选用底注包,因为它的金属液热损失小、压头大,浇注速度快,渣子浮在金属液表面上,浇注钢水也比较干净。因为设备条件的限制,所以对一般中小机床铸件可以使用转包浇注。
操控型砂或芯砂中发气物质的含量,湿型砂的含水量不能过高,造型与修模时脱模剂和用水量不能过多。砂芯一定要烘干,但是不适合存放太长时间,隔天运用的砂芯在用前要回炉烘干,以防砂芯吸潮,不运用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
球墨铸铁确实有一定的独特性,但是也无法避免在加工之后还要进行清理,目的是为了清除制作过程中留下的各种残留物,使球墨铁铸件加工达到满意的品质。
通过清洗,直接能去除的只是球墨铸铁件外表的灰尘,因为它是在有尘土的地方进行制作,所以铸件会有粉尘也是很正常。虽然球墨铸铁件上的粉尘可以用水或碱性溶液去掉,但是要注意,如果是有附着力的尘土需要用高压水或蒸气进行清理。
不仅如此,通过有效的清洁方式还能够去除球墨铸铁件加工的外表浮铁粉或嵌入的铁,这些游离铁不及时清除的话,都会成为导致铸铁件腐蚀的罪魁祸首。
除了上述几种残留物需要清除干净之外,球墨铸铁件加工表面的划痕、锈斑也要清理。但是只靠水的清洁是远远不够的,还需要采用机械方式,比如打磨、抛光等等,才能使球墨铸铁件恢复光滑的表面。
球墨铸铁件加工的过程中,由于某些技术还没有广泛应用,使得铸件质量达不到一定的要求。但是有了表面微孔浸渗技术以后,很多难题都可以妥善的解决,由此可以生产成型理想的球墨铸铁件。
目前,球墨铸铁件加工的时候一般都会采用表面微孔渗透技术,从而获得优异的生产效果。
球墨铸铁件的制作过程中经常会出现一些缺陷,所生产的铸铁会因为补缩不良而出现缩孔、缩松等缺点,所以要开展铸造过程数值模拟,就是指使用数值类比技术。
在计算机的虚拟环境下模拟真实铸件形成过程,包含金属液体的充型经过、冷却凝固过程、应力形成、判断成型过程中重要原素的影响程度,预测组织、性能和可能出现的缺点,为优化工艺减少废品提供依据。
球墨铸铁的综合性能接近于钢,已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。球墨铸铁以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,球墨铸件在机械制造工业中得到广泛应用。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机轴、机械加工、龙门铣床加工等业务。
安徽球墨铸件生产~艺兴铸造~来图加工球铁铸件