Hvordan fremstiller man højstyrke grå støbejernsdele uden tilsætning af ædle metaller såsom legeringer?

Detaljeret procesflow til fremstilling af HT300 højstyrke gråt støbejern uden legering

Fase 1: Ingredienser og smeltning - Grundlæggende

1. Udvalgte ovnmaterialer: råjern: der anvendes råjern med høj renhed eller støbejern af høj kvalitet, som er karakteriseret ved lavt indhold af sporstoffer (såsom Ti, V, As, Sb osv.). Disse sporstoffer kan forstyrre grafittens morfologi, hvilket ikke er befordrende for styrkeforøgelse. Jernblokstørrelsen skal være ensartet. Stålskrot: Andelen af ​​tilsætning skal øges væsentligt, normalt tegner sig for 30% -40% af ovnladningen. Brugen af ​​rent stålskrot med lavt kulstofindhold, lavt svovlindhold, såsom stansedele, kulstofstålaffald osv., har til formål at fortynde kulstof og urenheder i det smeltede jern. Genbrugsmaterialer: Brug indløb og affaldsstøbegods af samme mærke for at sikre en stabil sammensætning. Kontroller strengt dets andel og renlighed for at undgå at indføre for mange urenheder. 2. Nøjagtig ingrediensberegning: Kerneidé: Lavt kulstofækvivalent. Målet er strengt at kontrollere kulstofækvivalenten (CE) inden for et snævert område på 3,8 % til 4,0 %. Kulstof (C): Målværdien er sat til 2,9 % -3,2 %. Undertrykkelse af kulstofindhold gennem en høj andel af stålskrot. Silicium (Si): Det indledende silicium i ovnen styres til 1,2% -1,5%, hvilket efterlader tilstrækkeligt trinvis plads til efterfølgende inkubationsbehandling. Balancen mellem mangan (Mn) og svovl (S) er afgørende. Målet er at kontrollere svovlindholdet mellem 0,07% og 0,12%, og derefter beregne mængden af ​​tilsat mangan efter formlen Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Baseret på dette er manganindholdet normalt mellem 0,8 % og 1,0 %. Dette sikrer dannelsen af ​​gavnlige MnS-forbindelser og fremmer dannelsen af ​​perlit. Fosfor (P): Det skal være strengt begrænset til under 0,08 %, da fosfor kan reducere støbejerns sejhed og styrke. 3. Højtemperatursmeltning: Mellemfrekvent induktionsovn bruges til smeltning for at sikre ensartet sammensætning og præcis temperaturkontrol. Tappetemperaturen skal være over 1520 ℃. Formålet med højtemperatursmeltning er fuldt ud at reducere gasindholdet (brint, nitrogen) i smeltet jern. Fuldt flydende ikke-metalliske indeslutninger for at opnå rent smeltet jern. Sørg for tilstrækkelige varmereserver til efterfølgende behandling og hældning.

Fase 2: Forovnsbehandling og hældning - præcis kontrol

1. Hurtig analyse og justering af ovnkomponenter: Tag jernvæskeprøver til spektralanalyse eller termisk analyse for hurtigt at få det faktiske indhold af C, Si, Mn, P og S. Finjuster i henhold til resultaterne for at sikre, at alle elementer er inden for målvinduet, især kulstofækvivalenten. 2. Effektiv inkubationsbehandling: Dette er sjælen i hele processen. Under forhold med lavt kulstofækvivalent er smeltet jerns tendens til hvidskimmel ekstrem høj, og det er nødvendigt at eliminere hvidskimmel og forfine grafit gennem stærk podning. Udvælgelse af podemidler: Vælg podemidler med stærk modstandsdygtighed over for henfald og kernedannelsesevne, såsom strontium (Sr) - indeholdende ferrosilicium eller barium (Ba) -holdigt ferrosilicium. Inkubationsproces: Vedtagelse af flow-inokuleringsmetoden. I det øjeblik, hvor det smeltede jern strømmer fra øsen til hældebægeret, bruges en dedikeret podeføder til ensartet tilsætning af podemidler med en partikelstørrelse på 0,2-0,7 mm til strømningen af ​​smeltet jern. Tilsætningsmængde: kontrolleret til 0,3% -0,5% (efter vægt af smeltet jern). Effekt: Øjeblikkelig inkubation kan give en stor mængde grafitkrystalkerner før størkning af smeltet jern, hvorved der opnås A-type grafit (fine flager, ensartet fordeling) og effektivt forhindre fremkomsten af ​​cementit ved kanterne. Forfining af grafit fører direkte til forfining af matrix-perlitten. 3. Styring af hælde og afkøling: Hældetemperatur: Forudsat at sikre tilstrækkelig påfyldning, anvendes en lavere hældetemperatur, normalt mellem 1320 ℃ og 1350 ℃. Lavtemperaturstøbning hjælper med at øge underafkøling og forfine eutektiske klynger. Støbeproces: Den foretrukne metode er sandbelagt jernstøbning, som er den mest effektive teknik til at opnå høj styrke. Brug en metalform (jerntype) som den ydre form, og dæk dens arbejdsflade med en 4-8 millimeter tyk sandforing. Denne proces kan i høj grad forbedre kølehastigheden og fremtvinge den hurtige størkning af smeltet jern. Fordelene ved hurtig afkøling: meget fine blækflager. En meget finpudsning af perlitens mellemlagsafstand er nøglen til at forbedre styrken. Gør den overordnede struktur af støbningen tættere og mere ensartet. Anvendelse af koldt jern: Ved almindelig sandstøbning er det nødvendigt at placere udvendigt koldt jern rimeligt i de tykke og varme dele af støbningen for at tvinge disse dele til at størkne synkront med de tyndvæggede dele, forhindre svind og løsnelse samt forfine den lokale struktur.

Fase tre: Efterbehandling og inspektion

1. Sandrensning og varmebehandling: Efter at støbningen er størknet, efterlades den i formen i tilstrækkelig lang tid, indtil den er under faseovergangstemperaturen, og derefter fyldes kassen med sand for at undgå for stor indre belastning. Udfør afspændingsudglødning, normalt ved en temperatur på 520 ℃ -550 ℃, hold i 2-4 timer, og afkøl derefter med ovnen. Særlig opmærksomhed: Udglødningstemperaturen må ikke overstige 720 ℃, ellers vil den fine flagelignende perle gennemgå sfæroidisering, hvilket resulterer i et fald i styrke og hårdhed. 2. Streng kvalitetskontrol: Mekaniske egenskaber: Enkeltstøbte eller fastgjorte teststænger hældes langs linjen, og trækstyrken måles på en universel testmaskine for at sikre stabilitet på over 300 MPa. Metallografisk undersøgelse: Kontroller den metallografiske struktur af prøven eller teststangen. Målorganisationen er: ≥ 95% fin lamelperlit+lille, ensartet fordelt A-type grafit (grafitlængde på 3-4 grader foretrækkes)+ingen fri cementit. Hårdhedstest: Mål Brinell-hårdheden på støbelegemet. Hårdheden af ​​HT300 uden legering er normalt mellem 190-220HBW, hvilket er et normalt fænomen.

Opsummering og kernetips:

Den vellykkede produktion af legeringsfri HT300 er afhængig af en præcis kæde af sammenlåsende komponenter: højrent ovnmateriale + lavt kulstofækvivalent formel + højtemperatur ren smeltning + præcis Mn/S balance + effektiv øjeblikkelig inkubation + tvungen hurtig afkøling. Ethvert tab af kontrol i nogen af ​​disse links kan føre til utilstrækkelig styrke eller udseende af hårde og sprøde faser. Dette er en proces, der kræver ekstrem høj ledelse og teknisk udførelse, men når den først er mestret, kan den reducere produktionsomkostningerne betydeligt og forbedre produktets konkurrenceevne.