Kako proizvesti dijelove od sivog lijeva visoke čvrstoće bez dodavanja plemenitih metala kao što su legure?

Detaljan tijek procesa proizvodnje sivog lijeva visoke čvrstoće HT300 bez legiranja

Faza 1: Sastojci i taljenje - postavljanje temelja

1. Odabrani materijali za peć: sirovo željezo: koristi se sirovo željezo visoke čistoće ili visokokvalitetno sirovo željezo, koje karakterizira nizak sadržaj elemenata u tragovima (kao što su Ti, V, As, Sb, itd.). Ovi elementi u tragovima mogu utjecati na morfologiju grafita, što nije pogodno za povećanje čvrstoće. Veličina željeznog bloka mora biti ujednačena. Otpadni čelik: Udio dodavanja treba značajno povećati, obično na 30% -40% punjenja peći. Upotreba čistog čeličnog otpada s niskim udjelom ugljika i sumpora, kao što su dijelovi za štancanje, otpadni ugljični čelik itd., ima za cilj razrijediti ugljik i nečistoće u rastaljenom željezu. Reciklirani materijali: Koristite kanale i otpadne odljevke iste marke kako biste osigurali stabilan sastav. Strogo kontrolirajte njegov udio i čistoću kako biste izbjegli unošenje previše nečistoća. 2. Precizan izračun sastojaka: Osnovna ideja: Niskougljični ekvivalent. Cilj je strogo kontrolirati ekvivalent ugljika (CE) unutar uskog raspona od 3,8% do 4,0%. Ugljik (C): ciljna vrijednost postavljena je na 2,9% -3,2%. Smanjivanje sadržaja ugljika kroz visok udio čeličnog otpada. Silicij (Si): Početni silicij u peći kontrolira se na 1,2% -1,5%, ostavljajući dovoljno inkrementalnog prostora za kasniju obradu inkubacijom. Ravnoteža između mangana (Mn) i sumpora (S) je ključna. Cilj je kontrolirati sadržaj sumpora između 0,07% i 0,12%, a zatim izračunati količinu dodanog mangana prema formuli Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Na temelju toga, sadržaj mangana je obično između 0,8% i 1,0%. To osigurava stvaranje korisnih spojeva MnS i potiče stvaranje perlita. Fosfor (P): Mora biti strogo ograničen na ispod 0,08%, budući da fosfor može smanjiti žilavost i čvrstoću lijevanog željeza. 3. Visokotemperaturno taljenje: Indukcijska peć srednje frekvencije koristi se za taljenje kako bi se osigurao jednoličan sastav i precizna kontrola temperature. Temperatura točenja mora biti iznad 1520 ℃. Svrha visokotemperaturnog taljenja je potpuno smanjenje sadržaja plina (vodika, dušika) u rastaljenom željezu. Potpuno isplivati ​​nemetalne uključke kako bi se dobilo čisto rastaljeno željezo. Osigurati dovoljne rezerve topline za naknadnu obradu i prelijevanje.

Faza 2: Predpećna obrada i izlijevanje - precizna kontrola

1. Brza analiza i prilagodba komponenti peći: Uzmite uzorke tekućine željeza za spektralnu analizu ili termičku analizu kako biste brzo dobili stvarni sadržaj C, Si, Mn, P i S. Fino podesite u skladu s rezultatima kako biste osigurali da su svi elementi unutar ciljanog prozora, posebno ekvivalent ugljika. 2. Učinkovito liječenje inkubacijom: Ovo je duša cijelog procesa. Pod uvjetima ekvivalentnim niskim udjelom ugljika, sklonost rastaljenog željeza stvaranju bijele plijesni je izuzetno velika, te je potrebno eliminirati bijelu plijesan i pročistiti grafit kroz jaku inokulaciju. Odabir inokulanata: Odaberite inokulante s jakom otpornošću na truljenje i sposobnošću nukleacije, kao što je stroncij (Sr) - koji sadrži ferosilicij ili barij (Ba) - koji sadrži ferosilicij. Proces inkubacije: Usvajanje metode protočne inokulacije. U trenutku kada rastaljeno željezo teče iz lonca u posudu za izlijevanje, koristi se namjenski dodavač za inokulaciju za ravnomjerno dodavanje inokulanata veličine čestica od 0,2-0,7 mm u protok rastaljenog željeza. Količina dodatka: kontrolirana na 0,3% -0,5% (po težini rastaljenog željeza). Učinak: Trenutna inkubacija može osigurati veliku količinu grafitnih kristalnih jezgri prije skrućivanja rastaljenog željeza, čime se dobiva grafit tipa A (fine ljuskice, ravnomjerna raspodjela) i učinkovito sprječava pojavu cementita na rubovima. Pročišćavanje grafita izravno dovodi do pročišćavanja matrice perlita. 3. Kontrola izlijevanja i hlađenja: Temperatura izlijevanja: Pod pretpostavkom da se osigura dovoljno punjenje, koristi se niža temperatura izlijevanja, obično između 1320 ℃ i 1350 ℃. Lijevanje pri niskim temperaturama pomaže povećati pothlađenje i pročistiti eutektičke nakupine. Postupak lijevanja: Preferirana metoda je lijevanje željeza prekrivenog pijeskom, što je najučinkovitija tehnika za postizanje visoke čvrstoće. Kao vanjski oblik upotrijebite metalni kalup (tip željeza), a njegovu radnu površinu prekrijte pješčanom oblogom debljine 4-8 milimetara. Ovaj proces može znatno poboljšati brzinu hlađenja i ubrzati skrućivanje rastaljenog željeza. Prednosti brzog hlađenja: vrlo fine ljuskice tinte. Značajno pročišćavanje međuslojnog razmaka perlita je ključ za poboljšanje čvrstoće. Učinite ukupnu strukturu odljevka gušćom i ujednačenijom. Korištenje hladnog željeza: Za obično lijevanje u pijesak, potrebno je razumno postaviti vanjsko hladno željezo u debele i vruće dijelove odljevka kako bi se ti dijelovi očvrsnuli sinkrono s dijelovima s tankim stijenkama, spriječilo skupljanje i labavljenje i pročistila lokalnu strukturu.

Treća faza: naknadna obrada i inspekcija

1. Čišćenje pijeskom i toplinska obrada: Nakon što se odljevak skrutne, ostavlja se u kalupu dovoljno vremena dok ne padne ispod temperature faznog prijelaza, a zatim se kutija puni pijeskom kako bi se izbjeglo prekomjerno unutarnje naprezanje. Izvršite žarenje za ublažavanje naprezanja, obično na temperaturi od 520 ℃ -550 ℃, držite 2-4 sata, a zatim ohladite u peći. Posebna pažnja: Temperatura žarenja ne smije prijeći 720 ℃, inače će se fine ljuskice poput bisera podvrgnuti sferoidizaciji, što će rezultirati smanjenjem čvrstoće i tvrdoće. 2. Stroga kontrola kvalitete: Mehanička svojstva: Pojedinačne lijevane ili pričvršćene ispitne šipke izlijevaju se duž linije, a vlačna čvrstoća mjeri se na univerzalnom ispitnom stroju kako bi se osigurala stabilnost od preko 300 MPa. Metalografsko ispitivanje: Provjerite metalografsku strukturu uzorka ili ispitne šipke. Ciljana organizacija je: ≥ 95% finog lamelarnog perlita + mali, ravnomjerno raspoređen grafit A-tipa (poželjna je duljina grafita od 3-4 stupnja) + bez slobodnog cementita. Ispitivanje tvrdoće: Izmjerite Brinellovu tvrdoću na tijelu odljevka. Tvrdoća HT300 bez legure obično je između 190-220HBW, što je normalna pojava.

Sažetak i ključni savjeti:

Uspješna proizvodnja HT300 bez legura oslanja se na precizan lanac međusobno povezanih komponenti: materijal peći visoke čistoće + formula s niskim udjelom ugljika + čisto taljenje na visokoj temperaturi + precizna ravnoteža Mn/S + učinkovita trenutna inkubacija + prisilno brzo hlađenje. Svaki gubitak kontrole u bilo kojoj od ovih karika može dovesti do nedovoljne čvrstoće ili pojave tvrdih i lomljivih faza. To je proces koji zahtijeva izuzetno visoko upravljanje i tehničku izvedbu, ali kada se jednom savlada, može značajno smanjiti troškove proizvodnje i povećati konkurentnost proizvoda.