|

楼主 |
发表于 2006-10-3 21:03:28
|
显示全部楼层
来自: 中国浙江杭州
2.2.2发展球铁新品种、采用新的球铁生产工艺
. r- T k5 R: v# J9 `9 j0 f2 O' F- k+ o, Q: Q
(1) 加强薄壁和大断面铸态球铁技术的开发和应用。要保证铸件的力学强度和切削加工等性能不致因壁厚减小而降低,其基本途径就是使球墨铸铁的力学性能得到改善。最重要的两个方面,一是白口化倾向的减低和抑制,二是石墨组织的改善。球化剂的合理选用和稀土(RE)元素的加入是实现高强度薄壁球铁铸造的关键。该技术的核心是在铸造(熔炼)工艺中要保证RE/S=2-2.5。球化剂要选用Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料,其中稀土元素(Ce.La.Pr)的加入并使之与硫保持一定比例是球化技术关键,同时严格控制P≤0.04%-0.06%,Be=0.003%-0.007%。实验证实,当Mg/S≥5时,易生成白口;而RE/S≤2(时,出现球化不良;RE/S≥2.5时,也易出现白口。故在一般情况下要求硫含量越低越好的铸铁,此时(薄壁状态)为了一定的球化率、晶粒细化和减少白口,则必须保持一定比例的硫含量。此点对于以废钢(S较少)为主要原料的熔炼厂应特别予以注意。
- Q+ _6 T/ B' o3 V7 S
9 Q/ I$ X; X n" d' b; o(2) 继续开发和应用奥-贝球铁。奥-贝球铁是近几十年来铸铁冶金研究的重大成就之一,它是迄今为止具有最好综合性能的一种球铁,尤其是高的弯曲疲劳性能和良好的耐磨性,因而获得广泛的注目和开发应用。奥贝球铁的基体组织由板状或针状铁素体25%-50%的稳定残余奥氏体和碳化物组成,有时有少量的马氏体存在,一般通过850-900度奥氏体化后在300-450度等温淬火来获得,其常规化学成分与通常的铁素体或珠光体球铁一样。采用等温淬火来获得奥-贝球铁,其热处理费用高,难以普及,且因残余奥氏体向马氏体转变这一加工硬化现象使得加工困难。国外出现了中断热落砂法、中断正火法等新的生产奥-贝球铁工艺,这些生产工艺成本低、能耗少, 且可行,因而具有研究和推广的实际意义。 / M& E* B3 x0 @0 w. r+ T7 n* [& g5 z
3 M" K4 h8 ~- e) ]6 w) |# ?
(3) 发展奥氏体球铁。奥氏体球铁在石油、化工、海洋与船舶、仪器仪表、食品、动力与冷冻、以及核工程等许多领域都具有广阔的应用前景,因而成为近年来球铁领域中的一个新的研究重点。尽管目前产量还不大,但有些国家却发展很快,尤其德国的产量每年以10%的速度递增,并且,一种以GGG-NiGrNb20-2为牌号的可焊接奥氏体球铁已在德国问世,其化学成分(%)为:C≤3.0,Si1.5-2.6,Mn0.5-1.5,P≤0.4,Nb0.1-0.2,Ni18-22,Gr1.2-2.5,Mg0.08。瑞士Sulzer研制的新型Ni-Mn奥氏体球铁在-196度下仍具有很好的冲击韧性, 最近又出现了15%Ni-5%Mn,20%Ni-4%Mn系的经济性很好、低温用奥氏体球铁。GGG-NiMn137牌号也开始用于制造热核反应堆外壳承重结构、核潜艇高压壳体等。我国镍的贮量占世界第一位,而奥氏体球铁的研究还是一个弱点,因此有待开发,尤其是高Ni奥氏体球铁。 & Y; O2 A* j" C5 w
3 |3 l' W4 P( P: X$ s
(4) 采用新的球铁生产工艺。在熔炼方面,最好采用感应电炉或冲天炉-电炉双联熔炼,特别是冲天炉—炉外脱硫—电炉保温的工艺流程能为制取球铁提供优质的高温低硫原铁液。在球化处理方面,现在国内外已有的方法达8种以上,国外广泛采用GF转包法和包盖法,我国也正在推广使用。在孕育方面,孕育剂的选择应在一定的铸件冷却速度下使球化—孕育有一个最佳的搭配。孕育方法以瞬时孕育为佳,近十多年来,国内外已发展了五六种新的瞬时孕育工艺。此外,近年来发展的铁液过滤净化技术也已得到推广应用,成为提高球铁质量的一种很好的措施。 7 M/ f& @8 N3 @3 l+ y2 ~
9 e0 b6 x; R- `- t4 c% k( a7 \
2.2.3 发展孕育技术
* ]9 X: f2 v% N8 o; w3 q" G" b7 ~: C! J$ N3 J% O
孕育推动了高强度灰铸铁的发展,并使球墨铸铁、蠕墨铸铁的生产更趋完美。凡是经过孕育处理的铸铁,都具有石墨细化、组织均匀和壁厚敏感性小的特点。随着工业的发展,势必有大量废钢要利用,电炉熔炼在铸铁熔炼中的地位日益突出。在该种熔炼、炉料条件下,孕育更是必不可少。孕育处理已经成为生产优质铸铁产品的一种重要手段。在现代铸铁的生产中,灰铸铁以及球墨铸铁孕育处理的重要性正越来越受到人们的重视,而且这种情况肯定还会继续下去。过去,对孕育的发展往往寄希望于新的孕育剂, 这无疑是必要的。但近年来,孕育方法的改进,特别是迟后孕育,受到了人们的重视。因此,今后在发展孕育剂的同时,对孕育问题的注意力可能转向发展新的孕育方法。另外,必须在铁液质量、铁液成分、炉料组成、孕育技术、炉前快速检验与控制等环节采取措施,克服铸造性能、白口倾向、力学性能以及希望高碳当量之间的矛盾。 ; z9 E& V4 S0 P+ H) B7 Q% _
& J) Y. X% J$ U7 u3 c3 y: ?3 v* K
2.2.4发展合金铸铁 2 v4 Q% | D- }0 \7 n1 J
5 F8 ?, q. }7 h4 h) K8 ^0 m
合金化是提高铸铁性能的重要手段之一,随着生产日益发展,铸铁合金化或微合金化必将发挥重要的作用。必须结合当地资源不断开拓合金铸铁新品种, 利用先进手段不断加深对现用合金铸铁的认识。 / V1 ?" h N' p9 q6 B3 a7 ~/ l4 e
) N) {9 s+ m' ^3 l, G' W+ N2.2.5发展铸铁件表面强化技术
; ?7 n5 ?5 r1 s& W* u
, O( w$ Q9 p( E8 D9 T" C' R对于特殊应用场合,往往希望铸件表层具有特殊的性能。传统铸件的整体强化导致零件整体铸造时工艺性能恶化、生产过程复杂、废品率增加和合金元素浪费,并且增加了成本,从而限制了铸铁材质优点的发挥。铸铁件表面层激光强化处理和铸件表面合金化技术可以在普通铸件表面形成冶金结合的合金层,使铸件具有复合性能,以适应于特殊的应用场合。上述技术已经逐步用于耐磨零件的生产,取得了明显的成效。总之,上述铸铁技术不是孤立的,加强铸铁复合化技术的研究和应用,以系统工程的观点采取综合措施,是获得优质、高强铸件的根本保证。在此基础上,加强质量管理、采用先进的检测手段、提高铸件的尺寸精度和表面质量也是必不可少的环节。
; ?3 s2 i* e0 s, q9 p m; Y+ W, ^1 n8 o( i# F, i6 U+ I, q
3 未来的发展方向
. _% `4 h+ o. ^; F7 w9 T+ ]$ k0 w, I6 [% f1 ^4 \! H- s1 e* B
(1)以机床工业、能源工业、核能工业、石化工业及海洋工程为主要目标,以重、高、大、难为特点,开展重大技术装备、铸造技术的基础理论研究。发展数值模拟、物理模拟及专家系统,使铸铁技术由“经验”走向“定量”。
' I+ c5 T" h7 o' {(2)以汽车工业,航空航天及核能工业为主要目标,以强韧化、轻量化、精密化、高效化为特点,开展铸铁新材料、新工艺的研究。 . Y, q2 L- [" G) F- I8 D! U
(3)为提高产品质量和生产率,增强我国工业产品在国际市场上的竞争能力,开展铸造过程自动化、柔性生产单元和系统及集成制造技术的研究。
4 I$ h8 g0 i/ `" W+ W6 }(4)激励开展有潜在应用前景的铸铁技术应用基础理论的研究。 _ H; A1 l2 X5 P
(5)大力发展提供铸铁工艺材料及辅料的专业化、现代化的企业。 ) K. z: S& V, g, a7 `9 _
(6)发展绿色集约化铸造,加大力度治理铸造过程对环境的污染,加强对铸造材料的再生和回用。 |
|