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公司新聞
球墨鑄件工藝控制以及輕量化方向
2024-12-12IP屬地 火星184
球鐵鑄件特點:具有鐵的本質、鋼的性能、防腐性能優異、延展性能好、安裝簡易,主要用于市政工礦企業給水、輸氣等。
鑄鐵鋼管其實質就是球墨鑄鐵管,因球墨鑄鐵管有鐵的本質、鋼的性能,所以有此叫法。球墨鑄鐵管中石墨是以球狀形態存在的,一般石墨的大小為6-7級。質量上要求鑄鐵管的球化等級控制為1-3級,球化率≥80%,因而材料本身的機械性能得到了較好改變,具有鐵的本質、鋼的性能。退火以后的球墨鑄鐵管,其金相組織為鐵素體加少量珠光體,機械性能良好,所以又叫鑄鐵鋼管。
球墨鑄鐵管是鑄鐵管的一種。質量上要求鑄鐵管的球化等級控制為1-3級(球化率》80%),因而材料本身的機械性
能得到了較好的改變,具有鐵的本質、鋼的性能。退火后的球墨鑄鐵管,其金相組織為鐵素體加少量珠光體,機械性能良好,防腐性能優異、延展性能好,密封效果好,安裝簡易、主要用于市政、工礦企業給水、輸氣,輸油等。
球墨鑄件工藝控制以及輕量化方向
[一]、球鐵鑄件工藝控制
(1)保證砂型的強度和緊實度,以及砂箱的剛度和強度。
(2)控制鐵液出爐溫度,一般在1460℃以下。出爐溫度過高,可能引起含硫量和含碳量增加。為避免碎塊狀石墨產生,應在球化孕育處理后20分鐘內澆注完畢。
(3)澆注系統設計。對澆注系統進行優化,使鐵液平穩充型,保證厚大部位的凝固得到補縮。為了防止夾渣,利于充型,可在澆注系統中設置過濾網或閉渣裝置。目前,在大型風力發電機低溫高韌性鐵素體球鐵鑄件生產過程中,基本上采用先進的無冒口澆注工藝,完全依靠球鐵鑄件凝固的石墨化膨脹特性進行補縮,球鐵鑄件工藝出品率高。為消 除厚大斷面球鐵件的縮松缺陷,有的生產企業采用了排氣片工藝,即在厚大部位表面設置排氣片,在球鐵鑄件凝固時可以對其形成液態靜壓力,進而起到補縮作用。
對于厚大斷面球鐵鑄件,為了防止產生縮孔和縮松,宜選擇低溫澆注(1350℃以下),澆注溫度適當降低,可增加液體粘度,增大石墨上浮的臨界球徑,這樣漂浮所需阻力增大,有利于防止石墨漂浮。澆注溫度每升高100℃,液態收縮將增加1%。
(4)加快冷卻速度。可采用加冷鐵、強制冷卻或金屬型掛砂的方式加快球鐵鑄件冷卻,縮短凝固時間,以提高球鐵鑄件質量。
鑄鐵冷鐵的導熱率較高,蓄熱能力強,應用很廣。石墨冷鐵的導熱率是鑄鐵冷鐵的三倍左右,但蓄熱能力小,適用于強制冷卻條件。
對于特大型厚壁球鐵球鐵鑄件,進行強制冷卻控制是手段。強制冷卻一般包括風冷、霧冷、水冷等。對于某些容器球鐵鑄件,為了增強內腔部分激冷效果,也可采用液氮冷卻方式加快球鐵鑄件凝固速度。應該指出,在強制冷卻條件下,鑄型材料表面覆砂層材料和厚度,對強冷有明顯影響,砂層的熱阻占總熱阻的90%以上,所以合理選用覆砂層材料和厚度是關鍵。進行強制冷卻時,需注意。
由于厚大斷面球鐵鑄件的質量影響因素比較復雜,且一些因素還會相互限制,所以對有些問題還存在不同的觀點。隨著厚大斷面球鐵鑄件應用領域的不斷擴大,對球鐵鑄件的性能要求也在不斷提高,如風電球鐵鑄件的低溫性能、疲勞強度、耐腐蝕性等等。因此,厚大斷面球鐵鑄件的生產還會遇到多的挑戰。為了得到的球鐵鑄件,許多工藝措施還有待進一步探索研究。
[二]、球墨鑄鐵件的輕量化方向
隨著國家環保要求的日益嚴格,提高車輛的燃油經濟性能、降低汽車有毒有害尾氣的排放越來越迫切,實現汽車輕量化生產是達到上述要求的一項重要舉措。而球墨鑄鐵件因其強度高、鑄造工藝性好,能夠承受較大的應力,還能適合各種球墨鑄鐵件結構、形狀的特點,在汽車上得到普遍應用,所以實現球墨鑄鐵件輕量化,對減輕整車的質量意義重大。
球墨鑄鐵件的輕量化主要是2個方向:<1>使用的原球墨鑄鐵件材料,只對球墨鑄鐵件結構進行優化或球墨鑄鐵件集成;<2>使用性能高的球墨鑄鐵件材料,同時將球墨鑄鐵件結構進行優化和球墨鑄鐵件集成。筆者主要研究通過提高球墨鑄鐵件性能來實現輕量化的方法。球墨鑄鐵件實現輕量化,且要滿足球墨鑄鐵件的使用壽命,影響因素很多,其中包括:球墨鑄鐵件的結構、球墨鑄鐵件材料的性能、球墨鑄鐵件內(外)部質量、表面強化工藝。
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