Hoe maak je onderdelen van grijs gietijzer met hoge sterkte zonder toevoeging van edele metalen zoals legeringen?

Gedetailleerde processtroom voor de productie van HT300-grijs gietijzer met hoge sterkte zonder legering

Fase 1: Ingrediënten en smelten - De fundering leggen

1. Geselecteerde ovenmaterialen: ruwijzer: er wordt gebruik gemaakt van zeer zuiver ruwijzer of hoogwaardig gietijzer, dat wordt gekenmerkt door een laag gehalte aan sporenelementen (zoals Ti, V, As, Sb, enz.). Deze sporenelementen kunnen de morfologie van grafiet verstoren, wat niet bevorderlijk is voor de versterking van de sterkte. De grootte van het ijzerblok moet uniform zijn. Schrootstaal: Het aandeel van de toevoeging moet aanzienlijk worden verhoogd, meestal goed voor 30% -40% van de ovenlading. Het gebruik van schoon schroot met een laag koolstofgehalte en een laag zwavelgehalte, zoals stempelonderdelen, koolstofstaalafval, enz., heeft tot doel koolstof en onzuiverheden in het gesmolten ijzer te verdunnen. Gerecycleerde materialen: Gebruik aanspuitingen en afvalgietstukken van hetzelfde merk om een ​​stabiele samenstelling te garanderen. Controleer strikt de proporties en zuiverheid ervan om te voorkomen dat er te veel onzuiverheden binnenkomen. 2. Nauwkeurige ingrediëntenberekening: Kernidee: Equivalent met laag koolstofgehalte. Het doel is om het koolstofequivalent (CE) strikt te controleren binnen een smal bereik van 3,8% tot 4,0%. Koolstof (C): De streefwaarde is vastgesteld op 2,9% -3,2%. Het onderdrukken van het koolstofgehalte door een hoog aandeel schroot. Silicium (Si): Het aanvankelijke siliciumgehalte in de oven wordt op 1,2% -1,5% gehouden, waardoor er voldoende ruimte overblijft voor daaropvolgende incubatiebehandeling. Het evenwicht tussen mangaan (Mn) en zwavel (S) is cruciaal. Het doel is om het zwavelgehalte tussen 0,07% en 0,12% te houden en vervolgens de toegevoegde hoeveelheid mangaan te berekenen volgens de formule Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Op basis hiervan ligt het mangaangehalte doorgaans tussen 0,8% en 1,0%. Dit zorgt voor de vorming van nuttige MnS-verbindingen en bevordert de vorming van perliet. Fosfor (P): Het moet strikt beperkt blijven tot minder dan 0,08%, omdat fosfor de taaiheid en sterkte van gietijzer kan verminderen. 3. Smelten op hoge temperatuur: Voor het smelten wordt een inductieoven met gemiddelde frequentie gebruikt om een ​​uniforme samenstelling en nauwkeurige temperatuurregeling te garanderen. De taptemperatuur moet boven de 1520 ℃ liggen. Het doel van smelten bij hoge temperatuur is om het gasgehalte (waterstof, stikstof) van gesmolten ijzer volledig te verminderen. Laat niet-metalen insluitsels volledig drijven om zuiver gesmolten ijzer te verkrijgen. Zorg voor voldoende warmtereserves voor de daaropvolgende verwerking en het gieten.

Fase 2: Voorbehandeling en gieten - nauwkeurige controle

1. Snelle analyse en aanpassing van ovencomponenten: Neem ijzervloeistofmonsters voor spectrale analyse of thermische analyse om snel de werkelijke inhoud van C, Si, Mn, P en S te verkrijgen. Stem af op basis van de resultaten om ervoor te zorgen dat alle elementen binnen het doelvenster vallen, vooral het koolstofequivalent. 2. Efficiënte incubatiebehandeling: dit is de ziel van het hele proces. Onder omstandigheden met een laag koolstofgehalte is de neiging van gesmolten ijzer tot witte schimmel extreem hoog, en het is noodzakelijk om witte schimmel te elimineren en grafiet te verfijnen door middel van sterke inenting. Selectie van inoculanten: Kies inoculanten met een sterke weerstand tegen bederf en kiemvorming, zoals strontium (Sr) - dat ferrosilicium bevat of barium (Ba) - dat ferrosilicium bevat. Incubatieproces: toepassing van de stroominentingsmethode. Op het moment dat het gesmolten ijzer van de pollepel naar de gietbeker stroomt, wordt een speciale inentingstoevoer gebruikt om uniform entstoffen met een deeltjesgrootte van 0,2-0,7 mm aan de gesmolten ijzerstroom toe te voegen. Toevoegingshoeveelheid: gecontroleerd op 0,3% -0,5% (op gewichtsbasis van gesmolten ijzer). Effect: Onmiddellijke incubatie kan een grote hoeveelheid grafietkristalkernen opleveren vóór het stollen van gesmolten ijzer, waardoor A-type grafiet wordt verkregen (fijne vlokken, uniforme verdeling) en effectief wordt voorkomen dat cementiet aan de randen verschijnt. De verfijning van grafiet leidt direct tot de verfijning van het matrixperliet. 3. Controle van het gieten en koelen: Giettemperatuur: Om voldoende vulling te garanderen, wordt een lagere giettemperatuur gebruikt, meestal tussen 1320 ℃ en 1350 ℃. Gieten op lage temperatuur helpt de onderkoeling te vergroten en eutectische clusters te verfijnen. Gietproces: De voorkeursmethode is met zand bedekt ijzergieten, wat de meest effectieve techniek is om hoge sterkte te bereiken. Gebruik een metalen mal (ijzertype) als buitenvorm en bedek het werkoppervlak met een 4-8 millimeter dikke zandlaag. Dit proces kan de koelsnelheid aanzienlijk verbeteren en de snelle stolling van gesmolten ijzer forceren. De voordelen van snelle koeling: zeer fijne inktvlokken. Het sterk verfijnen van de tussenlaagafstand van perliet is de sleutel tot het verbeteren van de sterkte. Maak de algehele structuur van het gietstuk dichter en uniformer. Het gebruik van koud ijzer: voor gewoon zandgieten is het noodzakelijk om extern koud ijzer redelijk in de dikke en hete delen van het gietstuk te plaatsen om deze delen synchroon met de dunwandige delen te laten stollen, krimp en loskomen te voorkomen en de lokale structuur te verfijnen.

Fase drie: nabewerking en inspectie

1. Zandreiniging en warmtebehandeling: Nadat het gietstuk is uitgehard, wordt het voldoende lang in de mal gelaten totdat het onder de faseovergangstemperatuur is, en vervolgens wordt de doos gevuld met zand om overmatige interne spanningen te voorkomen. Voer spanningsontlastingsgloeien uit, meestal bij een temperatuur van 520 ℃ -550 ℃, houd het 2-4 uur vast en koel het vervolgens af met de oven. Speciale aandacht: De gloeitemperatuur mag niet hoger zijn dan 720 ℃, anders zal de fijne vlokachtige parel sferoïdisatie ondergaan, wat resulteert in een afname van sterkte en hardheid. 2. Strenge kwaliteitscontrole: Mechanische eigenschappen: Enkelgegoten of bevestigde teststaven worden langs de lijn gegoten en de treksterkte wordt gemeten op een universele testmachine om een ​​stabiliteit van meer dan 300 MPa te garanderen. Metallografisch onderzoek: Controleer de metallografische structuur van het monster of de proefstaaf. De doelorganisatie is: ≥ 95% fijn lamellair perliet+klein, uniform verdeeld A-type grafiet (grafietlengte van 3-4 kwaliteiten heeft de voorkeur)+geen vrij cementiet. Hardheidstest: Meet de Brinell-hardheid op het gietlichaam. De hardheid van HT300 zonder legering ligt gewoonlijk tussen 190-220HBW, wat een normaal verschijnsel is.

Samenvatting en kerntips:

De succesvolle productie van legeringsvrije HT300 is afhankelijk van een precieze keten van in elkaar grijpende componenten: hoogzuiver ovenmateriaal+koolstofarme equivalente formule+zuiver smelten op hoge temperatuur+precieze Mn/S-balans+efficiënte onmiddellijke incubatie+geforceerde snelle koeling. Elk verlies van controle in een van deze verbindingen kan leiden tot onvoldoende sterkte of het verschijnen van harde en broze fasen. Dit is een proces dat extreem veel management en technische uitvoering vereist, maar als het eenmaal onder de knie is, kan het de productiekosten aanzienlijk verlagen en de concurrentiepositie van producten vergroten.