鑄鐵知識

品名 材質(zhì) 規(guī)格 價格 數(shù)量 產(chǎn)地 倉庫 交貨地 詳情 合金鋼 38crMOAL 3.0-300 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 Q345D 2.0-450 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 Q235 2.0-450 電議 有貨 進口國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 Q345A 2.0-450 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 42CrMo 5.0-400 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 40CR 2.0-400 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 20CrMnTi 2.0-380 電議 有貨 進口國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 20CR 2.0-450 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 Q345B 2.0-450 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 合金鋼 20crMnT 3.0-350 電議 有貨 進口/國產(chǎn) 東莞本庫 東莞 詳情 球墨鑄鐵主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，含碳量超過在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量。鑄鐵主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，含碳量超過在共晶溫度時能保留在奧氏體固溶體中的量。含碳量在2以上的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為24。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在，有時也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外，鑄鐵中還含有13的硅，以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為：灰口鑄鐵。含碳量較高（2.74.0），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點低（11451250），凝固時收縮量小，抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用于制造機床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。白口鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件?？慑戣T鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團絮狀分布，簡稱韌鐵。其組織性能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復(fù)雜、能承受強動載荷的零件。球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機、汽車零部件及農(nóng)機具等。蠕墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得，析出的石墨呈蠕蟲狀。力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近，鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。合金鑄鐵。普通鑄鐵加入適量合金元素（如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等）獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應(yīng)的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機械和儀器、儀表等的零部件。鑄鐵的分類分類方法分類名稱說明1.按斷口顏色分 (1)灰鑄鐵這種鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，有一定的力學(xué)性能和良好的被切削性能，普遍應(yīng)用于工業(yè)中(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是組織中完全沒有或幾乎完全沒有石墨的一種鐵碳合金，其斷口呈白亮色，硬而脆，不能進行切削加工，很少在工業(yè)上直接用來制作機械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又稱激冷鑄鐵或冷硬鑄鐵(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀，性能不好，極少應(yīng)用2.按化學(xué)成分分 (1)普通鑄鐵是指不含任何合金元素的鑄鐵，如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等(2)合金鑄鐵是在普通鑄鐵內(nèi)加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一種高級鑄鐵。如各種耐蝕、耐熱、耐磨的特殊性能鑄鐵3.按生產(chǎn)方法和組織性能分 (1)普通灰鑄鐵參見“灰鑄鐵”(2)孕育鑄鐵這是在灰鑄鐵基礎(chǔ)上，采用“變質(zhì)處理”而成，又稱變質(zhì)鑄鐵。其強度、塑性和韌性均比一般灰鑄鐵好得多，組織也較均勻。主要用于制造力學(xué)性能要求較高，而截面尺寸變化較大的大型鑄件(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成，比灰鑄鐵具有較高的韌性，又稱韌性鑄鐵。它并不可以鍛造，常用來制造承受沖擊載荷的鑄件(4)球墨鑄鐵簡稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑和墨化劑，以促進呈球狀石墨結(jié)晶而獲得的。它和鋼相比，除塑性、韌性稍低外，其他性能均接近，是兼有鋼和鑄鐵優(yōu)點的優(yōu)良材料，在機械工程上應(yīng)用廣泛(5)特殊性能鑄鐵這是一種有某些特性的鑄鐵，根據(jù)用途的不同，可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。大都屬于合金鑄鐵，在機械制造上應(yīng)用較廣泛鑄鐵-熱處理工藝1.消除應(yīng)力退火由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會產(chǎn)生效應(yīng)力和組織應(yīng)力。另外大型零件在機加工之后其內(nèi)部也易殘存應(yīng)力，所有這些內(nèi)應(yīng)力都必須消除。去應(yīng)力退火通常的加熱溫度為500550保溫時間為28h，然后爐冷(灰口鐵)或空冷(球鐵)。采用這種工藝可消除鑄件內(nèi)應(yīng)力的9095%，但鑄鐵組織不發(fā)生變化。若溫度超過550或保溫時間過長，反而會引起石墨化，使鑄件強度和硬度降低。2.消除鑄件白口的高溫石墨化退火鑄件冷卻時，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火(或正火)的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550950保溫25 h，隨后爐冷到500-550再出爐空冷。在高溫保溫期間，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A，在隨后護冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導(dǎo)致硬度下降，從而提高了切削加工性。3.球鐵的正火球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織，并細化晶粒，均勻組織，以提高鑄件的機械性能。有時正火也是球鐵表面淬火在組織上的準備、正火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950980，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820860。正火之后一般還需進行四人處理，以消除正火時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。4.球鐵的淬火及回火為了提高球鐵的機械性能，一般鑄件加熱到Afc1以上3050(Afc1代表加熱時A形成終了溫度)，保溫后淬入油中，得到馬氏體組織。為了適當(dāng)降低淬火后的殘余應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進行回火，低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好，用于要求高耐磨性，高強度的零件。中溫回火溫度為350-500回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨，適用于要求耐磨性好、具有一定效穩(wěn)定性和彈性的厚件。相關(guān)人才較多集中在鋼鐵英才網(wǎng)。高溫回火溫度為500-60D，回火后組織為回火索氏作加球狀石墨，具有韌性和強度結(jié)合良好的綜合性能，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。5.球鐵的多溫淬火球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強度，同時兼有較好的塑性和韌性。多溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F，同時也避免A晶粒長大。加熱溫度一般采用Afc1以上3050，等溫處理溫度為0350以保證獲得具有綜合機械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球鐵等溫淬火后b=12001400MPa，k=33.6Jcm2，HRC4751。但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序。6.表面淬火為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度，可采用表面淬火?；诣T鐵及球鐵鑄件均可進行表面淬火。一般采用高(中) 頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火。7.化學(xué)熱處理對于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件，可以采用類似于鋼的化學(xué)熱處理工藝，如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。球墨鑄鐵的熱處理 退火 900 950 、2 h5 h。 球化劑增大鑄件的白口化傾向，當(dāng)鑄件薄壁處出現(xiàn)自由滲碳體和珠光體時，退火獲得塑性好的鐵素體基體，并改善切削性能，消除鑄造應(yīng)力。 正火 880 920 ，空冷。 目的在于得到珠光體基體（占基體75%以上），并細化組織，提高強度和耐磨性。 調(diào)質(zhì) 要求綜合機械性能較高的球墨鑄鐵零件，如連桿、曲軸等，可采用調(diào)質(zhì)處理。 其工藝為：加熱到850 900 ，使基體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，在油中淬火得到馬氏體，然后經(jīng)550 600 回火，空冷，獲得回火索氏體+球狀石墨?；鼗鹚魇象w基體不僅強度高，而且塑性、韌性比正火得到的珠光體基體好。 表面要求耐磨的零件可以再進行表面淬火及低溫回火。 等溫淬火 球墨鑄鐵經(jīng)等溫淬火后可獲得高的強度，同時具有良好的塑性和韌性。等溫淬火工藝為：加熱到奧氏體區(qū)（840 900 左右），保溫后在300 左右的等溫鹽溶中冷卻并保溫，使基體在此溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w+球狀石墨。 等溫處理后，球墨鑄鐵的強度可達1200 MPa1450 MPa, 沖擊韌性為300 kJ/m2360 kJ/m2, 硬度為38 HRC51 HRC。等溫鹽浴的冷卻能力有限，一般只能用于截面不大的零件，例如受力復(fù)雜的齒輪、曲軸、凸輪軸等。一 1綜 述 國內(nèi)外汽車球墨鑄鐵件生產(chǎn)技術(shù)與發(fā)展趨勢長春汽車材料研究所 曹月君摘要 為提高 我國球鐵件生產(chǎn)技術(shù)水平,對國內(nèi)外汽車球鐵件的生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢做了分析介紹 ,最后提出我國汽車球鐵件生產(chǎn) 中必 須研究解決的幾 個問題 。 b s tra c ts W i th a p u r p o s e t o r a i s e th el e v e l o f l )r o d u e t i o n te ehn i e s of n od u l 。 r i r o n i n o t : re o u n t r y ,th i s p a p e r a n al y z e s a n d st a t e s th e l, r od u e t io n t e eh n i e s a nd t r o nd of d e v elx ,m e n t of n od L一la r i r o n bo th a t ho m e a nd ab r o ad,a n d a t th e e n d p r o p o s e s p r ob l em s t )!)e i n v e s ti g ;、 t ed a nd , olv edi n th e eu r r e n t Pr od u e t i o n of n o d ula r i r o n a u to Pa r t s i n o u r e o u n t r y敘詞 :球墨鑄鐵 技術(shù)狀況 發(fā)展1現(xiàn)代汽車工業(yè)球墨鑄鐵生產(chǎn)的特點鑄造工業(yè)是包括汽車制造在內(nèi)的機械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè) 。在汽車中,鑄造件占整車重量的百分數(shù) ,對于卡車為 2 0 %一 2 5 % ,轎車為 1 0 % 一1 5 寫。美國、日本等國汽車制造業(yè)中的鑄件產(chǎn)量約占整個鑄件產(chǎn)量的 4 0 % ,在德、英、法等國家 中,鑄件的主要用戶也是汽車制造業(yè) 。其中,球墨鑄件在汽車制造業(yè)中有了長足的發(fā)展?，F(xiàn)代汽車工業(yè)的球墨鑄鐵生產(chǎn)有如下特點。1.1 生產(chǎn)規(guī)模大、機械化 及自動化程度高、產(chǎn)童及生產(chǎn)效率高美國福特汽車公司的 中心鑄造廠 ,工業(yè)面積 2 4.3 x lo 4m 2 ,年產(chǎn) 汽車鑄件 5 又 l o st,熔煉設(shè) 備有 鄧 5 0 0 m m 沖天爐 2 臺、1 0 0 t 工頻爐 2 臺、5 0 t電弧爐 6 臺 ,造型設(shè)備 S P O 造型線 5 條。該廠球鐵件主要用于曲軸、橋殼、輪毅、差速器殼等重要零件。第一汽 車集團公司有 5 個分廠生產(chǎn)鑄鐵件,其中鑄造廠和第二鑄造廠最大 ,生產(chǎn)的球鐵件也最 多。該公司鑄造 廠 1 9 9 0 年后 已將2 9 種可鍛鑄件全部改為鑄態(tài) Q T 4 5 。一 1 0 球鐵件 ,球鐵年產(chǎn) 4.5 又 10 t ;二鑄廠球鐵 年產(chǎn)1 9 9 4 年第 2期2 x 1 0 任,主要生產(chǎn)轎車、輕卡車用的鑄鐵件。該廠 1 9 9 1 年投 產(chǎn)以來 ,已生產(chǎn) C A 4 8 8 發(fā)動機 曲軸 (鑄 態(tài) Q T 5 5 0 一 3 )、凸輪 軸 (鑄 態(tài)Q T 5 5 o一6 )、減速殼(鑄態(tài) Q T 4 5 o一 1 0 )等 2 5種零件 ,采用 Zo t / h 熱風(fēng) 水冷沖 天爐 和 4 5 t保溫 電爐雙聯(lián)熔煉 ,使用 D I S A 線、G F 線造型 ,生產(chǎn)過程 已高度機械化。東風(fēng)汽車公司的鑄造一廠及鑄造二廠 ,年產(chǎn)鑄件 1 2 x 1 0氣,主要采用 1 0 t無芯工頻爐化鐵 ,4 5 t有芯工頻爐保溫鐵水。球墨鑄件均為流水線生產(chǎn)?，F(xiàn)代各國汽車企業(yè)均以年產(chǎn)汽車 1 0 萬輛乃至 幾十萬輛的規(guī)模來組織生產(chǎn) ,因此 只有大規(guī)模 的工業(yè) 生產(chǎn)才能保證 生產(chǎn)的高效率、高質(zhì)量及高的經(jīng)濟性 。1.2 汽車球墨鑄件的用量不斷增加隨著發(fā)動機工況的不斷強化及滿足輕量化的要求,材料的選用越來越嚴格 ,一方面強度較低的普通鑄鐵在汽車材料中的比重不斷下降;另一方面作為鑄鐵家族成 員之 一的球墨鑄鐵的用量一直在增加。由于球鐵的性能可以在大范圍內(nèi)變動,能滿足不同零件的要求。從鑄鐵成本上看 ,包括設(shè) 備投資、材料費、工 藝 費等在 內(nèi)的生產(chǎn) 費用 比鍛鋼和鑄鋼都低。1 9 7 5 年,福特汽車公司聲稱: “ l 美元的球一 1鐵性能要 比 1 美元其它任何種材料的性能好得多” 。目前 ,我國 C A 1 4 1 車的球鐵鑄件達到 .每車 3 4 o k g,占每車鑄件總重量的 4 3 % ;東風(fēng)EQ 14 0 卡車的球鐵件達到每車 4 5 0 k g,占每車鑄 件總重 的 4 7 % ;C A l o 4 6L 輕卡 的球鐵鑄件達到每車 1 5 0 kg,占每車鑄件總重量 的4 6 % 孟 球墨鑄鐵主要用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機的曲軸 、凸輪軸、搖臂 以及汽車底盤 的橋殼 、輪毅、差速器殼等重要零件。1.3 建立起一套與現(xiàn)代化大工業(yè)相適應(yīng)的科學(xué)管理體系在鑄造廠,正逐漸形成 以造型線為中心的生產(chǎn)系統(tǒng) ,實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、高效益的鑄件生產(chǎn)?，F(xiàn)代化工業(yè)管理的內(nèi)容包括 :利用現(xiàn)代工業(yè)社會分工細密、商品流通發(fā)達的 條件組織各種原材 料及附具的專業(yè) 化生產(chǎn),按質(zhì)量 、數(shù)量、品種 及時供應(yīng),建立嚴格的設(shè)備預(yù)檢修制度 ,保證設(shè)備處于 良好狀態(tài)及生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn),推行全面質(zhì)量 ,建立崗位質(zhì)量承包責(zé)任制等。6 0 年代初 ,日本豐 田汽車公司創(chuàng)造 了與工業(yè) 流水生產(chǎn)相適應(yīng) 的“JU S TIN T IM E ”( J IT )生產(chǎn)系統(tǒng)。推行 J I T 系統(tǒng)的核心是保證產(chǎn)品質(zhì)量 ,并涉及材料到工藝的每一個環(huán)節(jié) 。因此 ,在大量流水生產(chǎn)中 ,推行J I T 生產(chǎn) 系統(tǒng)是確保質(zhì)量的有效 方法,.同時也可防止工序間的制品積壓。從 8 0 年代起,美國認識到 J I T 生產(chǎn)方式的優(yōu)越性,現(xiàn) 已在鑄造廠普遍推行 。2 汽車球鐵生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與動向4 0 多年來,球墨鑄鐵已成為發(fā)展速度最快的一種金屬結(jié)構(gòu)材料。據(jù) 1 9 8 3 年公布的資料 1 1,1 9 8 2 年 全 世 界 黑 色 金 屬 鑄 件 產(chǎn)量 為 6 9 8 7 x 1 0 氣,其 中球 鐵 7 5 0 x 1 04t ,占1 0.7 % 。國外預(yù)測 ,球鐵產(chǎn)量仍將 以 5 % 1 0 % 的速度增長,到本世紀末產(chǎn)量有 可能達至 iJ1 8 0 0 一2o o o x 一 。t ”、3。球鐵的產(chǎn)量及生產(chǎn)技術(shù)泌一個側(cè)面反映了一個國家的工業(yè)發(fā)達水平,西方工業(yè) 國家的球鐵產(chǎn)量 占去 了全世 界產(chǎn)量 的 7 5 % ,德一 2 一國、日本 、法國的球鐵產(chǎn)量與黑色金屬鑄件產(chǎn)量之 比超過了 2 0 % 。無論在國外或國內(nèi),汽車球鐵件在整個球鐵產(chǎn)量中都居于舉足輕重的地位。我國第一汽車集團公司球鐵件年產(chǎn)量 6 . 5 X 1 0 氣,東風(fēng)汽車公司球鐵件年產(chǎn)量 7 只 l護t。據(jù)統(tǒng)計,我國幾個大汽車廠的球鐵年產(chǎn)量約占全國球鐵產(chǎn)量的 1 / 5。2.1 球墨鑄鐵的生產(chǎn)技術(shù)2.1.1 高溫低硫鐵水的獲得國內(nèi)外一致認為,高溫(大于 1 5 0 0C )低硫(球化 處理 前小于 0.0 1 % 一 0.0 2 % )純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵件的基本前提和關(guān)鍵所在。分析國外的汽車球鐵件 ,發(fā)現(xiàn)材質(zhì)中硫、磷含量很低,殘留鎂量與稀土量也較低 ,但金相組織中的石墨球很好,石墨圓整、均勻。剖析 日本豐田轎車 ,轉(zhuǎn)向節(jié)球鐵件中含0.0 2 1 %磷 、0.0 0 5 %硫 、0.0 2 5 %鎂 、0.0 2 %稀土 ;制動梁球鐵件含 0.0 1 9 %磷 、0.0 0 7 %硫、o,0 2 6 %鎂 、 0.0 1 %稀土 ,這兩個鑄件金相組織均為 1一 2 級球狀石墨。而國內(nèi)相應(yīng)元素含量為0.0 5 %、 0.0 5 %磷、0.0 1% 0.0 3 寫硫、0.0 2 5 % 0.0 6 %鎂 、0.0 2 % 一0.0 5 腸稀土 ,可見國內(nèi)球鐵鐵水雜質(zhì)多、純凈度差。為了獲得高溫低硫磷的純凈鐵水,在熔煉方面主要采用兩種方案 :一是雙聯(lián)外加預(yù)脫硫 ,即甫沖天爐熔化鐵水 ,經(jīng)過爐外脫硫(主要是多孔塞脫硫工藝) ,把硫量降到 0.0 1 % 以下 ,然后在感應(yīng) 電爐 中升溫及調(diào)整成分。美國通用汽車公司、福特汽車公司及法國雪鐵 龍汽車公司等均采用上述方案 ,國內(nèi)一汽 、南汽也采用此工藝;二是電爐熔化工藝,控制鐵水硫量在 0.0 2 5 % 以下。采用此方案的有法國雷諾汽車公司、美國威格納鑄造廠及國內(nèi)二汽 。在爐 料方面 ,國外有兩種做法 ,一是用磷、硫和微量元素很低的高純 生鐵來生產(chǎn)球鐵;二是用廢鋼增碳方法熔煉鐵水 ,一般硫、磷量均可控制在 0.0 3 % 以下。目前 ,國內(nèi)多數(shù)工廠仍以沖天爐為重要熔化設(shè)備,而且不進行預(yù)脫硫處理 ,這也是國汽車工藝與材料內(nèi)球鐵質(zhì)量低、工藝不穩(wěn)定的根本原因所在 。因此,從長遠看,一汽、二汽及南汽的熔煉工藝方案值得推廣 。2.1.2 球化處理及球化劑國外球花處理雖然種類繁多,但是夾心沖入法一直占主導(dǎo)地位。據(jù)美國 1 9 8 3 年調(diào)查,生產(chǎn)量小于 1 0 o t/ 7 d 的工廠中,4 0 %采用夾心沖入法工藝、3 0 % 采用包底沖入法工藝 ;在產(chǎn)量大于 1 0 0 t/ 7 d 的工 廠中,3 0 % 采用夾心沖入法工藝、1 4 %采用包底沖入法工藝。國內(nèi)多數(shù)工廠都采用包底沖入法,當(dāng)前主要的問題是如何進一步提高鎂的吸收率以降低生產(chǎn)成本 。國內(nèi)主要在鐵水包的設(shè)計上做 了某些改進 ,例如處理包的高度與直徑之比一般為 1.5 一2.0,或加包蓋以減少球化劑與空氣的接觸 。據(jù)瑞士 G F 公司報導(dǎo),全世界球鐵產(chǎn)量的 1 0 %采用 G F 轉(zhuǎn)包處理工藝 。這一方法采用純鎂作球化劑 ,不需要進行預(yù)脫硫 ,即使原鐵水硫量高達 0.0 7 % 一0.0 8 % ,也可穩(wěn)定地生產(chǎn)球鐵。法 國的雪鐵龍和標致鑄造廠都采用這種工藝進行球鐵件的大量生產(chǎn) ,把容量 3 t 的轉(zhuǎn)包安裝在 8 t 的 自動車上 ,用純鎂處 理 ,加入 量 0 . 1 % ,處理 后 鐵 水 溫 度 由1 5 0 0 降 至 1 4 5 0C ,硫 的 含 量 可 降至0.0 0 6 % 以下 。國內(nèi)外球化劑以 硅鐵鎂合金為主,含鎂量在 5 % 一 9 寫之間。近年來 ,也有廠家用低鎂(2.3 % 一 3.5 % )球化劑進行球化處理 ,處理時反應(yīng)緩和 ,鎂的吸收效果好。國外的硅鐵鎂球化劑一般不含稀土,若含稀土則 含量很低 ,一般只有 0.5 % 一 1.0 % ,而我國球化劑稀土含量高達 5 % 一7 % 。微量稀土元素能抵消干擾元素的反球化作用 ,但過量的稀土反會使石墨變得不完整,并增加出現(xiàn)碳化物的傾向,過量稀土的不利影響 已為鑄造界所公認。國夕 日良重視球化劑中鋁 、鈣的嚴格控制 ,鋁的含量應(yīng)低于 0.5 % ,否則增 加球鐵產(chǎn)生針孔的傾向;鈣的含量超過 3.0 % ,便會對球化反應(yīng)起抑制作用,鈣含量主要取決于球化.1 9 9 4年第 z 期溫度的高低 。對夾心沖入法用的球化劑 ,鈣含量一般 在 1.5 % 一 3.0 %范 圍 內(nèi);對型 內(nèi)球化 ,要求鈣含量在 0.5 % 以下 。另外,英 國對球化處理包 的尺寸要求是 高度與直徑之 比1.5 3.0,最常用的是 2.0 一2.5。近年來 ,蓋包法應(yīng)用相當(dāng)廣泛 ,蓋包法可改善鎂的吸收 ,球化效果穩(wěn)定 ,能減少熔渣及煙霧的產(chǎn)生,減少氧化及溫度的下降。國內(nèi)干篇一律地采用單一規(guī)格的稀土鎂合金作球化劑的現(xiàn)象 已逐漸改變 ,并發(fā)展為以下 3 種系列的球化劑 適合于沖天爐鐵水用的稀土鎂合金球化劑。由于沖天爐鐵水溫度不高 ,含硫量偏高,因此 球化劑含鎂 高 ( 7 % 9% )、稀土高( 4 % 一6 % ),相應(yīng)的球化劑加入量減少。b.適合于高 溫低硫 電爐 (或 雙聯(lián) 熔煉)鐵水用的低鎂 ( 5 % 一 7 % )低稀土( 2 % 一4 % )的球化劑系列。適合于鑄本球鐵(鐵素體或珠光體)用的球化劑系列。鑄態(tài)鐵素體球鐵球化劑含有適量的 C a 、Ba 、B i,有效地增強了石墨化和鐵素體化能力,白口傾 向小,抗衰退性能好 ,球墨細小 圓整,鑄 態(tài)下球鐵機械性能明顯提高。2.1.3 孕育工藝及鑄態(tài)球鐵的生產(chǎn)國外生產(chǎn)鑄 態(tài)鐵素體球鐵的工廠 ,對孕育工藝特別重視。根據(jù) 國內(nèi)外生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵的經(jīng)驗,一致認為,要真正做到穩(wěn)定生產(chǎn),必須具備 以下幾個條件:a.工廠要有較高的生產(chǎn)管理水平,工人要有較高的技術(shù)素質(zhì) ;b.原材料及化學(xué)成分要嚴格控制 ,含錳量最好在 0.3 % 以下 ;必須強化孕育工藝 。命原材料是基礎(chǔ) ,孕育是關(guān)鍵” ,這是國內(nèi)外鑄造工作者多年在球鐵生產(chǎn)和科學(xué)實驗 中獲得的寶貴經(jīng)驗。基于近代孕育理論的進展,國外廣泛采用晚孕育工藝 ,如隨流孕育工藝及型 內(nèi)孕育工藝。法國雪鐵龍汽車公司鑄造廠生產(chǎn)的鐵素體球鐵件全都是鑄態(tài)的 ,該廠一 3 一沒有退火爐 ,鑄件最薄處僅為 sm m。國外生產(chǎn)鑄態(tài)鐵素體球鐵 ,主要是靠采用低磷 、低錳生鐵及強化孕育來實現(xiàn)的,例如雪鐵龍鑄造廠控 制 鐵 水 含 磷 低 于 。.0 4 % 、含 錳 量低于 0.2 % ,采用型內(nèi)孕育或隨流孕育。目前,國內(nèi)一汽、二汽和南汽均已用鑄態(tài)鐵素體球鐵取代了可鍛鑄鐵 。由于球鐵的機械性能高 一于可鍛鑄鐵,且不需可鍛鑄鐵的長達幾十小時的退 火熱處理 ,因而可降低能源消耗,縮短生產(chǎn)周期 ,降低生產(chǎn)成本。但是 ,我國生 鐵 含磷量 在 0.0 6 % 以上 ,含錳 量也 偏高 ,一般 為 0.5 % 一0.7 寫左右 ,因此 生產(chǎn)鑄態(tài)薄壁鐵 素體球鐵件難度較大 ,只有通過采用低 稀土球化齊 d及 多次孕育 (隨流或型 內(nèi)孕育處理),并結(jié) 合采用含秘孕劑等措施 ,才能穩(wěn)定生產(chǎn)。國外汽油發(fā)動機的曲軸大量采用球鐵 ,主要用干轎車和輕型車。國外柴油機曲軸用球鐵的很少 ,但國內(nèi)卻相當(dāng)普通 ,所用牌號大都為 Q r 8 0 0 一 2,材質(zhì)一般含有 0.3 % 一0.4 %銅和 。.1 5 % 一。.2 5 %鋁 ,并經(jīng)正 火熱處理 。在國外 ,珠光體鐵素體混合基體球鐵在汽車上的應(yīng)用 日益增多,這種球鐵在性能上可兼顧強度和塑韌性 ,具有 良好的綜 合機械性能 。原蘇聯(lián)卡瑪河汽車廠經(jīng)過反復(fù)試驗 ,證明混合基體球鐵件的疲勞強度是可鍛鑄鐵的1 . 5 2 倍,靜 態(tài) 強 度 無論 在 常 溫 或 低 溫(2 0 C 到 一 4 0 C )都 比 可 鍛 鑄 件 高 3 0 %一5 0 寫。目前,卡瑪河汽車廠已實現(xiàn)底盤部分主要零件用混合基體球鐵生產(chǎn) 。由于這種材質(zhì)的強度高,因此為減小零件壁厚、降低重量提供 了條件 ,如前輪毅可降低重量 1 0 % ,后輪毅降低重量 1 5 % 。日本 日產(chǎn)汽車公司設(shè)計的許多底盤件也采用了混合基體球鐵 。對于鑄態(tài)混合基體球鐵件,只要注意選擇原材料和強化孕育 ,較鑄態(tài)鐵素體、鑄態(tài)珠光體球鐵 更易于穩(wěn)定生產(chǎn)。21 . 4 質(zhì)量控制及成品檢驗質(zhì)量控制及成品檢驗是 國內(nèi)球鐵生產(chǎn)中的一個薄弱環(huán)節(jié),而國外對此特別重視 ,國外的爐前檢驗主要采用以下兩種方法 。凡是專業(yè)化生產(chǎn)廠都用真空直讀光譜儀分析球化前后鐵水化學(xué)成分,該方法的特點是快速而又精確可靠。b.多數(shù)工 廠都 在爐 前有快速金相分析室檢查球化質(zhì)量。在每包鐵水澆注到最后時 ,澆注一 個直徑 中2 0 m m 試塊 ,并進行金相檢驗 。國外對成品鑄件,特別是鑄態(tài)鐵素體球鐵 保 安 件 的 檢 驗 更 為嚴 格,規(guī) 定 要 進 行10 0 %成品檢查 ,并按流水線布置以下 3 道工序 :用超聲速法檢查鑄件的球化率 ;用西 德生產(chǎn) 的 Co nfr o m a g 磁粉瑩 :a L U一 4 一光檢測儀,檢查鑄件表面裂紋等缺陷;用西德 M a g,、 a t e s t儀 ,利用剩磁法原理檢查鑄件基體組織 。規(guī)定鑄態(tài)鐵素體量應(yīng)大于 7 5 % 一8 0 % ,滲碳體量應(yīng)小于 2 % 。國內(nèi)一汽、二汽均先后引進 了一些先進的測試儀器 ,國內(nèi)外差距逐漸縮小。一 汽鑄態(tài)鐵素體 后橋殼球鐵件的廢品只有 3 % ,生產(chǎn)技術(shù)水平均達到或超過 國外同類產(chǎn)品水平。2 . L 5 球鐵的專業(yè)化生產(chǎn)國外球鐵趨向?qū)I(yè)化集中生產(chǎn)。例如,美國通用汽車公司在薩奇諾地區(qū)球鐵鑄造中心的生產(chǎn)能力幾乎是 美國球鐵年產(chǎn)量 的 1 0 %左右。據(jù)英國報導(dǎo),英國共有 1 5 5 個工廠生產(chǎn)球鐵 ,而其中 7 0 % 一8 0 寫的產(chǎn)量集中在 6 個工廠 。國內(nèi)上海等地有專業(yè)化生產(chǎn)廠,但產(chǎn)量不集中,除一汽、二汽和南汽等幾個主機廠產(chǎn)量較大外 ,球鐵汽車配件廠遍及全國,球鐵生產(chǎn)過于分散 ,不利于球鐵生產(chǎn)水平和質(zhì)量的提高 ,也不利于今后的發(fā)展 。2 . 2 其它幾項技術(shù)動態(tài)2 . 2 . 1 球鐵牌號普遍提高19 8 4 年 3 月在法國召開 了國際標準化組織鑄鐵和生鐵技術(shù)委員會球鐵分委 員會會議(簡稱 1S ( ) / T C 2 5 / S C Z ),討 論通過了球鐵汽車工藝與材料國際標準修正草案川,并于 1 9 8 6 年正式頒布實施。這個標準反映了工業(yè)發(fā)達國家,特別是西歐工業(yè)發(fā)達國家 7 0 年代 末、8 0 年代初球墨鑄鐵的機械性 能水平 ,新標準 中球鐵牌號普遍提高。生產(chǎn)球鐵若采用單鑄楔形試塊 ,則規(guī)定 了 9 個牌號 ,見 1 5 0 標準 ;當(dāng)鑄件重 量超過 2 0 0 0 千克 ,壁厚 3 0 一 2 0 0 毫米時 ,應(yīng)采用連鑄試塊 ,即試塊和鑄件連鑄在一起 ,規(guī)定了 6 個牌號 ,見 15 0 標準 。以新標準 中鐵素體球鐵 為例,最高牌號 3 5 0 一 2 2 的延伸率高達 2 2 % ,原來的 4 2 0 一 1 2 牌號改為 4 0 0 一 1 5牌號 。我國球鐵件標準 G B 1 3 4 8 一 8 8 是參照國際標準制定的,標準 中規(guī)定了 8 個牌號 ,其中少一個鐵素體球鐵最高牌號 Q T 3 5 o 一 2 2,是因為目前我國原材料及生產(chǎn)技術(shù)水平難以獲得延伸率高于 2 2 % 的鐵素體 球鐵,但 (珠 光體加鐵素體)球鐵 Q T 6 0 0 一 3 比原先 QT 6 0 0一2 的延伸率有所提高。隨著汽車發(fā)動機工況的強化與可靠性要求的不斷提高 ,對汽車結(jié)構(gòu)材料的強度和塑韌性提出了更高的要求,因而各國汽車制造廠家 竟相開發(fā)高強韌性球鐵,其 中以 意大利菲亞特( F IA T )汽車公司開發(fā) 的高強韌性球鐵系列的綜合性能指標為同類材料中最高 ,反映了當(dāng)今國際先進水平。南京汽車廠從意大利菲亞特公司引進的IV E C O 輕型系列卡車的發(fā)動機 曲軸為 9 0 一5 2 一 5 牌號球鐵 ,在試驗室條件下楔形試塊的性能基本達到要求 。2.2.2 鑄件表面強化處理通過氮化、噴丸、滾壓、表面淬火、氫弧處理一、表面噴涂、激光處理等方法對鑄造零件進行表面強化處理 ,已被公認為是發(fā)揮鑄造材料潛力,提高鑄件性能的有效措施 。目前,國外汽車球鐵 曲軸 已廣泛采用圓角滾壓,使疲勞強度成倍提高 ,如 日本用 貝氏體球鐵試制的貨車轉(zhuǎn)向節(jié) ,經(jīng)圓角滾壓處理后的壽命指數(shù)由 3 3 %提高到 9 7 % 。對于汽車凸輪軸 ,采用球鐵感應(yīng)淬火后 ,在較高 的氣壓彈簧壓力1”4年第 2 期下 ,具有 良好的抗剝落性和耐磨性。法國雪鐵龍轎車上的鐵素體球鐵轉(zhuǎn)向節(jié)及美國康明斯發(fā)動機奧貝球鐵齒輪均進行噴丸強化以提高疲勞強度。激光表現(xiàn)處理已進入實用階段 ,國內(nèi)一汽的球鐵搖臂、凸輪軸表面激光淬火后 ,表面硬化層的硬度達到 H R C 5 5 一6 0,鑄件沒有變形,不需任何處理即可裝機或裝車,大幅度提高了耐磨性 。2 . 2 . 3 機器人的應(yīng)用在工業(yè)化國家,鑄造工業(yè) 已進入機器人時代 ,鑄造工 人的缺乏及工人工資 費的不斷增長 ,促進了機器人的廣泛應(yīng)用。估計西歐鑄造生產(chǎn)中使用機器人已超過 2 萬臺。機器人主要用于繁重而單一的生產(chǎn)作業(yè) ,例如落砂過程中機器人吊取鑄件等 ,國內(nèi)一汽二鑄廠已用機械手從落砂機上吊取鑄件。2 . 2 . 4 電子計算機的應(yīng)用計算機在 國外鑄造 廠的應(yīng)用 已十分廣泛 ,而汽車鑄件大量 生產(chǎn)的性質(zhì)及對鑄件質(zhì)量和性 能穩(wěn)定性的要求、工藝參數(shù)的嚴格控制 、最大限度減少停工損失、盡可能節(jié)約材料及能耗等決定了汽車鑄件廠最適合于采用電子 計 算 機 技 術(shù)。法 國 雪 鐵 龍 公 司 的C H A R L E V I L LE 鑄造廠建立了用電子計算機對生產(chǎn)過程各種信息數(shù)據(jù)進行處理與控制的信息系統(tǒng) ,實現(xiàn)型砂配制、爐料配 備、合金熔煉的的閉環(huán) 自動控制 。與此同時 ,各國廠商紛紛開發(fā)出各種功能的計算機實用軟 件,包括計算機輔助設(shè)計 (C A D )軟件、凝 固過程數(shù)值模擬軟件、數(shù)理統(tǒng)計工藝過程控制 (S PC )軟件及專家系統(tǒng)。在軟件開發(fā)方面,國內(nèi)已達到相當(dāng)水平 ,一汽鑄造廠 已普及計算機的應(yīng)用,一 汽二鑄廠引進 日本橫河電器株式會社的集散型控制系統(tǒng)用于熔煉控制等。3 提高我國汽車球鐵件生產(chǎn)水平的幾個問題我國汽車鑄造生產(chǎn)水平以 一汽、二汽為代表,工藝設(shè)備水平基本上與國際 7 0 一8 0 年代的水平相當(dāng),但就勞動生產(chǎn)率與鑄件質(zhì)量一 5 一工 藝汽車零件的左右對稱性與沖壓成形的工藝設(shè)計廣西汽車拖拉機研究所 譚永生 朱 強 吳漢夫覃 日才 符征鋒仁 摘要 利用零件的左右對稱性,并與沖壓成形 加工的工藝性統(tǒng)一起來,能較 好的完成沖壓成形加工 。A b s tra c t s A b e t t e r p r e s s i n g a n d d r aw i n g o p e r a