表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號中的"DT"和" GT"，分別為“低碳”和“高碳”的拼音字母的首位字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補焊。

影響鑄態(tài)球鐵生產(chǎn)穩(wěn)定性的因素很多，要穩(wěn)定地生產(chǎn)球墨鑄鐵，必須在生產(chǎn)中把握好以下幾點：穩(wěn)定的化學(xué)成分和鐵液溫度，準(zhǔn)確的鐵液量，合適的球化和孕育處理方法，以及可靠的爐前控制。

        1 設(shè)備選擇

        1.1 熔煉設(shè)備選擇熔煉設(shè)備的選用首先是在滿足生產(chǎn)需要的前提下，遵循、低耗的原則。感應(yīng)電爐的優(yōu)點是：加熱速度快，爐子的熱效率較高，氧化燒損較輕，吸收氣體較少。因此，用中頻電爐熔煉，可避免增硫、磷問題，使鐵水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。

        1.2 球化包的確定為了提高球化劑的吸收率，增加球化效果，球化處理包應(yīng)比一般鐵液包深。球化包的高度與直徑之比確定為2：1.

        2 原材料選擇

        2.1 爐料選擇球鐵球化劑的加入效果條件是：高碳、低硅、大孕育量。為了穩(wěn)定化學(xué)成分和有效地控制促進(jìn)白口化元素和反球化元素，保證熔煉鐵水的質(zhì)量，選用張鋼Z14生鐵，其化學(xué)成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％，P≤0.06％，S≤0.04％。

        2.2 球化劑的選擇球化劑的選用應(yīng)根據(jù)熔煉設(shè)備的不同，即出鐵溫度及鐵液的純凈度（如含硫量、氧化程度等）而定。我國最常用的是稀土鎂硅鐵球化劑，采用這種球化劑處理時，由于合金中含硅量較高，可顯著降低鎂處理時反應(yīng)的劇烈程度。同時也能因增硅而有些孕育作用。電爐生產(chǎn)時，因溫度相對較高，所用球化劑的化學(xué)成分見表１。

表1 球化劑FeSiMg8Re7化學(xué)成分

項目 出鐵溫度
/℃
S % 球化劑成分/%  
Mg  Re  Si
電爐 1420~1480  ≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0


        3 爐前控制

        3.1 化學(xué)成分選擇

        球鐵原鐵液應(yīng)高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生產(chǎn)球鐵的一個重要條件。幾種牌號的球鐵的化學(xué)成分見表2.?

        3.2 球化和孕育處理

        球化劑加入量應(yīng)根據(jù)鐵液成分、鑄件壁厚、球化劑成分和球化處理過程的吸收率等因素分析比較確定。一般為1.6％～2.0％，若球化劑放置時間較長，則應(yīng)適量多加。球化反應(yīng)控制的關(guān)鍵是鎂的吸收率，溫度高，反應(yīng)激烈，時間短，鎂燒損多，球化效果差；溫度低，反應(yīng)平穩(wěn)，時間長，鎂吸收率
表2 球鐵化學(xué)成分 ％

牌 號 C Si Mn S P
QT400~18   球化前
                   球化后
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
3.5~4.0 2.6~3.2   ≤0.02   
QT450~10   球化前
              球化后
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
3.5~3.9 2.5~3.0   ≤0.02   
QT600~3     球化前
              球化后
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
3.5~3.8 2.2~2.6   ≤0.02   
QT700~2     球化前
              球化后
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
3.5~3.8 2.1~2.5   ≤0.02   


        高，球化效果好。因此，一般在保證足夠澆注溫度的前提下，宜盡可能降低球化處理溫度，控制在1420～1450℃。球化劑要砸成小塊，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅鐵和鐵屑。

        孕育處理是球墨鑄鐵生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它不僅促進(jìn)石墨化，防止自由滲碳體和白口出現(xiàn)，而且有助于球化，并使石墨變得更細(xì)小，更圓整，分布均勻，從而提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能。孕育劑一般多采用FeSi75，其加入量根據(jù)對鑄件的力學(xué)性能要求，一般為0.8％～1.0％。孕育劑的粒度根據(jù)鐵液量多少，一般砸成5～25mm的小塊。孕育劑應(yīng)保持干凈、干燥。

        球化劑和孕育劑要在出鐵前加入包中，在連續(xù)生產(chǎn)時，剛出完前一爐鐵后，包很熱，過早加入會使其粘結(jié)在包底而削弱球化和孕育效果。為了延遲球化反應(yīng)時間，增強(qiáng)球化和孕育效果，要在球化劑和孕育劑的上面覆蓋一層鐵屑。球化處理的方法較多，一般多采用操作簡便的沖入法處理球鐵。

        3.3 球化效果爐前檢驗爐前檢驗孕育、球化效果好壞，一般采用三角試樣。澆注三角試樣，冷至暗紅色，淬水冷卻，砸斷后觀察斷口。斷口銀白色，尖端白口，中心有疏松，兩側(cè)凹縮，同時砸斷時有電石氣味，敲擊聲和鋼相似，則球化良好，否則球化不良。

        3.4 澆注由于球鐵液容易出現(xiàn)球化衰退，因此，鐵液球化處理后要盡快澆注，一般在處理后15min內(nèi)澆注完畢，不會有球化衰退問題。

        4 結(jié) 語

        在生產(chǎn)中，用Z14號生鐵作原材料，中頻感應(yīng)電爐熔化鐵水，控制鐵水化學(xué)成分為：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度與直徑之比為2∶1的球化包，把球化劑與孕育劑砸成10～20mm小塊，球化劑按1.8％，孕育劑按0.9％比例，向包內(nèi)先加球化劑，再加孕育劑，在上面覆蓋干燥的鐵屑。鐵水在爐中升溫到1480℃左右出鐵，待反應(yīng)結(jié)束后10min內(nèi)澆注完畢。生產(chǎn)的φ530mm軋機(jī)用球墨鑄鐵梅花套管，其化學(xué)成分為：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各項力學(xué)性能指標(biāo)均達(dá)到較高要求，使用效果相當(dāng)理想。使用１年后證明，球墨鑄鐵本身具有高強(qiáng)度、耐磨、抗熱疲勞等特性，能完全起到軸聯(lián)接作用；能大大減小噪音、改善工人勞動環(huán)境；當(dāng)過冷鋼等超負(fù)荷情況下，梅花套管能自動破裂，起到過載保護(hù)作用；還能顯著延長軋輥和梅花軸的使用壽命。同期相比，軋輥消耗降低8％，梅花軸消耗降低11％，連同設(shè)備維修工時