Hvordan produsere høyfaste grå støpejernsdeler uten å tilsette edle metaller som legeringer?

Detaljert prosessflyt for å produsere HT300 høyfast grått støpejern uten legering

Fase 1: Ingredienser og smelting - Grunnlaget

1. Utvalgte ovnsmaterialer: råjern: det brukes råjern med høy renhet eller høykvalitets støpejern, som er preget av lavt innhold av sporstoffer (som Ti, V, As, Sb, etc.). Disse sporelementene kan forstyrre morfologien til grafitt, noe som ikke bidrar til styrkeforbedring. Jernblokkstørrelsen skal være ensartet. Skrapstål: Tilsetningsandelen må økes betydelig, og utgjør vanligvis 30 % -40 % av ovnsmengden. Bruken av rent skrapstål med lavt karbon, lavt svovelinnhold, som stansedeler, karbonstålavfall, etc., har som mål å fortynne karbon og urenheter i det smeltede jernet. Resirkulerte materialer: Bruk innløper og avfallsstøpegods av samme merke for å sikre stabil sammensetning. Kontroller proporsjonen og renheten strengt for å unngå å introdusere for mange urenheter. 2. Nøyaktig ingrediensberegning: Kjerneide: Lavt karbonekvivalent. Målet er å strengt kontrollere karbonekvivalenten (CE) innenfor et smalt område på 3,8 % til 4,0 %. Karbon (C): Målverdien er satt til 2,9 % -3,2 %. Undertrykker karboninnholdet gjennom en høy andel skrapstål. Silisium (Si): Det innledende silisiumet i ovnen er kontrollert til 1,2 % -1,5 %, og etterlater tilstrekkelig inkrementell plass for påfølgende inkubasjonsbehandling. Balansen mellom mangan (Mn) og svovel (S) er avgjørende. Målet er å kontrollere svovelinnholdet mellom 0,07 % og 0,12 %, og deretter beregne mengden mangan tilsatt i henhold til formelen Mn % ≈ 1,7 × S %+0,3 %. Basert på dette er manganinnholdet vanligvis mellom 0,8 % og 1,0 %. Dette sikrer dannelsen av gunstige MnS-forbindelser og fremmer dannelsen av perlitt. Fosfor (P): Det må være strengt begrenset til under 0,08 %, da fosfor kan redusere seigheten og styrken til støpejern. 3. Høytemperatursmelting: Middels frekvens induksjonsovn brukes til smelting for å sikre jevn sammensetning og presis temperaturkontroll. Tappetemperaturen må være over 1520 ℃. Hensikten med høytemperatursmelting er å fullstendig redusere gassinnholdet (hydrogen, nitrogen) i smeltet jern. Fullflytende ikke-metalliske inneslutninger for å oppnå rent smeltet jern. Sørg for tilstrekkelige varmereserver for påfølgende behandling og helling.

Fase 2: Forovnsbehandling og helling - presis kontroll

1. Rask analyse og justering av ovnskomponenter: Ta jernvæskeprøver for spektralanalyse eller termisk analyse for raskt å få det faktiske innholdet av C, Si, Mn, P og S. Finjuster i henhold til resultatene for å sikre at alle elementer er innenfor målvinduet, spesielt karbonekvivalenten. 2. Effektiv inkubasjonsbehandling: Dette er sjelen i hele prosessen. Under lavkarbonekvivalente forhold er tendensen til hvitmugg av smeltet jern ekstremt høy, og det er nødvendig å eliminere hvitmugg og raffinere grafitt gjennom sterk inokulering. Valg av inokulanter: Velg inokulanter med sterk resistens mot forfall og kjernedannelsesevne, som strontium (Sr) - inneholdende ferrosilisium eller barium (Ba) -holdig ferrosilisium. Inkubasjonsprosess: Vedta flytinokulasjonsmetoden. I det øyeblikket det smeltede jernet strømmer fra øsen til hellekoppen, brukes en dedikert inokulasjonsmater for å jevnt tilsette inokuleringsmidler med en partikkelstørrelse på 0,2-0,7 mm til strømmen av smeltet jern. Tilsetningsmengde: kontrollert til 0,3% -0,5% (i vekt av smeltet jern). Effekt: Øyeblikkelig inkubering kan gi en stor mengde grafittkrystallkjerner før størkning av smeltet jern, og derved oppnå A-type grafitt (fine flak, jevn fordeling) og effektivt forhindre utseendet av sementitt i kantene. Forfining av grafitt fører direkte til forfining av matriseperlitten. 3. Styre- og avkjølingskontroll: Helletemperatur: Forutsatt å sikre tilstrekkelig fylling, brukes en lavere skjenketemperatur, vanligvis mellom 1320 ℃ og 1350 ℃. Lavtemperaturstøping bidrar til å øke underkjøling og foredle eutektiske klynger. Støpeprosess: Den foretrukne metoden er sanddekket jernstøping, som er den mest effektive teknikken for å oppnå høy styrke. Bruk en metallform (jerntype) som ytre form, og dekk arbeidsflaten med en 4-8 millimeter tykk sandforing. Denne prosessen kan i stor grad forbedre kjølehastigheten og tvinge frem den raske størkningen av smeltet jern. Fordelene med rask avkjøling: svært fine blekkflak. Sterk foredling av mellomlagsavstanden til perlitt er nøkkelen til å forbedre styrken. Gjør den generelle strukturen til støpingen tettere og mer jevn. Bruk av kaldt jern: For vanlig sandstøping er det nødvendig å plassere utvendig kaldt jern rimelig i de tykke og varme delene av støpegodset for å tvinge disse delene til å størkne synkront med de tynnveggede delene, hindre krymping og løsner, og foredle den lokale strukturen.

Fase tre: Etterbehandling og inspeksjon

1. Sandrens og varmebehandling: Etter at støpen størkner, får den stå i formen i tilstrekkelig tid til den er under faseovergangstemperaturen, og deretter fylles boksen med sand for å unngå for stor indre belastning. Utfør avspenningsgløding, vanligvis ved en temperatur på 520 ℃ -550 ℃, hold i 2-4 timer, og avkjøl deretter med ovnen. Spesiell oppmerksomhet: Glødetemperaturen må ikke overstige 720 ℃, ellers vil den fine flaken som perle gjennomgå sfæroidisering, noe som resulterer i en reduksjon i styrke og hardhet. 2. Streng kvalitetskontroll: Mekaniske egenskaper: Enkeltstøpte eller festede teststenger helles langs linjen, og strekkstyrken måles på en universell testmaskin for å sikre stabilitet på over 300MPa. Metallografisk undersøkelse: Kontroller den metallografiske strukturen til prøven eller teststangen. Målorganisasjonen er: ≥ 95 % fin lamellperlitt+liten, jevnt fordelt A-type grafitt (grafittlengde på 3-4 grader foretrekkes)+ingen fri sementitt. Hardhetstest: Mål Brinell-hardheten på støpekroppen. Hardheten til HT300 uten legering er vanligvis mellom 190-220HBW, som er et normalt fenomen.

Sammendrag og kjernetips:

Den vellykkede produksjonen av legeringsfri HT300 er avhengig av en presis kjede av sammenlåsende komponenter: høyrent ovnsmateriale + lavkarbonekvivalent formel + høytemperatur ren smelting + nøyaktig Mn/S-balanse + effektiv øyeblikkelig inkubering + tvungen rask avkjøling. Ethvert tap av kontroll i noen av disse koblingene kan føre til utilstrekkelig styrke eller utseende av harde og sprø faser. Dette er en prosess som krever ekstremt høy ledelse og teknisk utførelse, men når den først er mestret, kan den redusere produksjonskostnadene betydelig og forbedre produktets konkurranseevne.