稳定生产铸态高强度球铁135齿轮的经验与体会

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稳定生产铸态高强度球铁135齿轮的经验与体会


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. W( p5 Q8 u1 x1 P! _  N1 n摘要：采用冲天炉熔炼，使用本地生铁和土焦，通过不断提高综合管理水平，严格执行工艺纪律和操作规程生产出了铸态球铁铸件柴油机用135齿轮。其机械性能达到企业标准要求，并能实现较稳定的生产.
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　　在具备冲天炉熔炼等一般生产条件下，生产出几炉高强度韧性球铁并非难事，但要做到稳定生产却是相当困难的。稳定生产主要指在长期生产过程中铸件质量保持稳定。这就要求车间的生产管理，技术管理，经营管理达到一定的水平。根据我们多年的经验，生产一线的操作是至关重要的，道理十分简单的工艺要求要做到自觉执行却要花很大的气力。
. T# F6 R( `) U- _6 n　　我们分厂为贵州柴油机厂长期生产配套齿轮，其牌号为企业标准SNF-4，检验标准严格规定了金相的具体内容，并规定按铸件本体硬度作为验收依据。具体要求如下：
5 |4 ?1 r" f3 ^, O0 ]* D6 c/ J石墨球化级别为1－3级，石墨球大小为0.02－0.06μm珠光体数量大于85％，渗碳体及磷供晶小于2％，硬度HB228-320.
　　生产条件为3吨两排大间距热风冲天炉，在使用本省生铁及土焦生产的前提下为达到稳定生产的目的有如下几点看法。
一．原材料方面
   　 生产优质球铁一般使用本溪生铁，主要原因是除五大元素中硫磷含量低外含有的杂质元素较少，但地方生铁经过严格的筛选对其杂质的种类及含量进行督促检查分析，只有生铁的矿源稳定也可用于球铁的生产。杂质元素当中主要有球化干扰元素和稳定碳化物元素，球化干扰元素中钛是主要的元素，占干扰元素的70％左右。对含钛较高的地方生铁可使用含稀土元素较高的球化剂。对稳定碳化物的元素也要看其含量的多少而具体分析，有些微量元素的存在对球铁的生产不无好处。稳定碳化物系数Cs值在小于2的情况下可分别不同情况用作球铁生产。
　　在生铁的采购，运输以及仓库保管中必须加强管理，按牌号堆放。按配料单领用。我们多次发现新生铁混号，给配料带来困难，造成球铁的终硅量波动较大，严重影响到球铁的机械性能。
废钢的使用要特别注意杂夹的合金钢，必须严格把关。对锈蚀严重的废钢要进行除锈。曾发现在铣削齿轮时有硬质点将铣刀打坏，后经检查分析是废钢当中混入了部分废车刀，刀头的硬质合金造成了铸件的硬度点。
9 o# T8 E& h: o4 u5 J; `" Q: A& I　　所有投炉料必须严格控制其块度及厚度，但在实际生产当中很难做到。熔化过程中每搭棚（卡料）一次都使熔化产生很大影响，温度下降成分波动往往造成铸件报废。在生产中必须按工艺规定的要求协调供应，生产，工艺等各部分。
　　球化剂的质量及合理使用是稳定生产球铁的关键。这一点我们深有体会，由于采购了一批质量不合格的球化剂，造成连续几炉球化衰退太快而使铸件报废。以后我们定点使用包钢一厂生产的球化剂，牌号为FeSiMg8Re7,并且加强保管，尽量减少与氧的接触，减少氧化镁的含量，保持球化剂的新鲜程度。
二．化学成分的选择
" ~- `  o" v. X& @, g4 w) y* H　　考虑到改善铸造性能消除铸造缺陷，在不生产石墨飘浮的前提下采用高碳低硅硫磷。对珠光体球铁而言其强度的提高主要是提高珠光体的数量和减少珠光体的片间距。采用适当的锰量可以获得珠光体基体的球铁。但锰易在晶界处偏折，增加了球铁的脆性且易出现渗碳体。而且光靠控制五大元素来保证珠光体的含量在实际生产中较为困难。因炉料，熔化等因素较多。我厂是电机厂有一定数量的废铜线。铜能改善球铁的机械性能并减小断面的敏感性，改善石墨形态促进珠光体的形成。并细化珠光体，提高珠光体的显微硬度，从而增加了球铁的耐磨性。我们采用后炉加0.5%废铜线的工艺方案，在铸态下就较易的获得了珠光体的球铁铸件。
三．生产过程中应注意的几点经验
1、球化剂的使用。
　　镁的烧损主要是铁水冲入使合金上浮至使镁烧损较大。所以在操作时球化剂一定要春紧，上面复盖的硅铁粒度要小于球化剂粒度。出铁温度高时要覆盖铁板。这一步做不好就会使铁水不球化或很快衰退。粉状球化剂要少用或不用，对破碎过程中的粉状球化剂集中起来，经过粘结成块等处理后再使用。如使用过多粉状球化剂易造成不球化和衰退块。
2、前炉铁水要有一定储存量，最少要有三批料的铁水量。
　　这对铁水成分的均匀程度大有好处。
" H6 m! W" B" M3、加强炉前操作
+ O* S! l1 S+ ]0 o　　球化处理后的搅拌，扒渣，覆盖都十分重要，要认真操作。防止铁回硫。
4、保证铁水出炉温度要大于1450℃
　　这样才能提高浇注温度，以便改善孕育硅铁的熔解条件，防止产生SIO的晶体产生,避免硬质点的产生。
, o( a6 m8 R* K8 @& y5、强化孕育
" G6 W7 Y2 E; c% C& o  ~! E0 R　　由于硅量较低有可能产生一定数量的碳化物因此孕育处理就十分重要。我们采用出铁槽一次孕育和大块孕育相结合的方法有效的抑制了铸态下碳化物的析出并细化了石墨球。
6、防止皮下气孔的具体措施
　　球化剂和孕育剂不是简单的烘干而是烘透，要烘到400℃－500℃，浇注温度高于1350℃。控制型砂水份在45%以下，残镁和残留稀土不能过高，一般小于0.05%防止铁水氧化，注意铁水包，工具的烘透。
四，质量检查
6 B7 f8 Q- T* _2 Y5 k+ S# m1 Q　　在正常稳定的生产情况下，使用方便快捷的里氏硬度测试仪对铸件硬度检测，作为控制铸件质量的依据。见表一
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# v8 ?/ g! ?* f9 m" b3 h. v/ r# R135－05 齿轮本体硬度测试记录　　　94.4.17 表一
1 k3 N5 y, f" g& H, ~$ Q0 a                  编号　　　HB　　　　　　编号　　　　　　HB
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　　　　　1　　248，282，257　　　　6　　　　　258，252，245
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# M( `" O9 G0 j) |  U7 X　　　　　2　　263，252，245　　　　7　　　　　257，255 ，257
3 r( \# h. n$ @' [% p  N# q, x
　　　　　3　　255 ，185，250　　　　8　　　　　243 ，249， 244

　　　　　4　　250 ，251， 239　　　　9　　　　　252 ，250， 249

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　　　　　5　　320 ，286， 288　　　　10　　　　　265 ，248， 253

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8 B% T) j7 G+ {  R+ D- x, k五，结论
. \$ b) F. m( f0 O- A( E' J( |' t    　在条件允许的情况下，采用冲天炉电炉双联熔炼，使用优质的本溪生铁和铸铁专用焦碳配备现代化的检测手段是生产双高球铁的可靠保证。当条件不具备时如能因地制宜，充分发挥现有条件的优势，扬长避短，以严格的工艺纪律和科学的操作方法做保证，加强综合管理措施，还是可以稳定的生产出合格的球铁铸件。