Kako izdelati dele iz sive litine visoke trdnosti brez dodajanja plemenitih kovin, kot so zlitine?

Podroben potek postopka izdelave sive litine visoke trdnosti HT300 brez legiranja

Faza 1: Sestavine in taljenje - postavitev temeljev

1. Izbrani materiali za peč: grodelj: uporablja se surovo železo visoke čistosti ali visokokakovostno lito železo, za katerega je značilna nizka vsebnost elementov v sledovih (kot so Ti, V, As, Sb itd.). Ti elementi v sledovih lahko vplivajo na morfologijo grafita, kar ne prispeva k povečanju trdnosti. Velikost železnega bloka mora biti enotna. Odpadno jeklo: Delež dodatka je treba znatno povečati, običajno predstavlja 30% -40% polnjenja peči. Namen uporabe čistega odpadnega jekla z nizko vsebnostjo ogljika in žvepla, kot so deli za vtiskovanje, odpadno ogljikovo jeklo itd., je namenjeno razredčenju ogljika in nečistoč v staljenem železu. Reciklirani materiali: za zagotovitev stabilne sestave uporabljajte odlitke in odpadne odlitke iste znamke. Strogo nadzorujte njegov delež in čistočo, da preprečite vnos preveč nečistoč. 2. Natančen izračun sestavin: Osnovna ideja: Nizkoogljični ekvivalent. Cilj je strog nadzor ogljikovega ekvivalenta (CE) v ozkem razponu od 3,8 % do 4,0 %. Ogljik (C): Ciljna vrednost je nastavljena na 2,9 % -3,2 %. Zmanjšanje vsebnosti ogljika z visokim deležem odpadnega jekla. Silicij (Si): Začetni silicij v peči je nadzorovan pri 1,2 % -1,5 %, pri čemer ostane dovolj inkrementalnega prostora za nadaljnjo inkubacijsko obdelavo. Ravnovesje med manganom (Mn) in žveplom (S) je ključnega pomena. Cilj je nadzorovati vsebnost žvepla med 0,07 % in 0,12 %, nato pa izračunati količino dodanega mangana po formuli Mn % ≈ 1,7 × S % + 0,3 %. Na podlagi tega je vsebnost mangana običajno med 0,8 % in 1,0 %. To zagotavlja tvorbo koristnih spojin MnS in pospešuje tvorbo perlita. Fosfor (P): mora biti strogo omejen na manj kot 0,08 %, saj lahko fosfor zmanjša žilavost in trdnost litega železa. 3. Visokotemperaturno taljenje: za taljenje se uporablja srednjefrekvenčna indukcijska peč, ki zagotavlja enotno sestavo in natančen nadzor temperature. Temperatura točenja mora biti nad 1520 ℃. Namen visokotemperaturnega taljenja je popolnoma zmanjšati vsebnost plina (vodika, dušika) v staljenem železu. Popolnoma float nekovinski vključki za pridobitev čistega staljenega železa. Zagotovite zadostne toplotne rezerve za kasnejšo obdelavo in prelivanje.

Faza 2: Predpečna obdelava in vlivanje - natančen nadzor

1. Hitra analiza in prilagoditev komponent peči: Vzemite vzorce železove tekočine za spektralno analizo ali termično analizo, da hitro pridobite dejansko vsebnost C, Si, Mn, P in S. Natančno nastavite glede na rezultate, da zagotovite, da so vsi elementi znotraj ciljnega okna, zlasti ogljikov ekvivalent. 2. Učinkovito inkubacijsko zdravljenje: To je duša celotnega procesa. V pogojih z nizko vsebnostjo ogljika je nagnjenost staljenega železa k beli plesni izjemno velika, zato je treba odstraniti belo plesen in prečistiti grafit z močno inokulacijo. Izbira cepiv: Izberite cepiva z močno odpornostjo proti razpadu in zmožnostjo nukleacije, kot sta stroncij (Sr) – ki vsebuje ferosilicij ali barij (Ba) – ki vsebuje ferosilicij. Postopek inkubacije: Sprejetje metode pretočne inokulacije. V trenutku, ko staljeno železo teče iz lonca v livno posodo, se uporablja namenski dovajalnik za cepljenje, ki enakomerno dodaja inokulant z velikostjo delcev 0,2-0,7 mm v tok staljenega železa. Količina dodatka: nadzorovana na 0,3% -0,5% (teža staljenega železa). Učinek: Takojšnja inkubacija lahko zagotovi veliko količino grafitnih kristalnih jeder pred strjevanjem staljenega železa, s čimer dobimo grafit tipa A (fini kosmiči, enakomerna porazdelitev) in učinkovito preprečimo pojav cementita na robovih. Rafiniranje grafita neposredno vodi v rafiniranje matričnega perlita. 3. Nadzor točenja in hlajenja: Temperatura točenja: Za zagotovitev zadostnega polnjenja se uporablja nižja temperatura točenja, običajno med 1320 ℃ in 1350 ℃. Nizkotemperaturno ulivanje pomaga povečati podhlajenje in izboljšati evtektične grozde. Postopek litja: Prednostna metoda je litje železa s peskom, ki je najučinkovitejša tehnika za doseganje visoke trdnosti. Za zunanjo obliko uporabite kovinski kalup (železen), njegovo delovno površino pa pokrijte s 4-8 milimetrov debelo peščeno oblogo. Ta postopek lahko močno izboljša hitrost hlajenja in povzroči hitro strjevanje staljenega železa. Prednosti hitrega hlajenja: zelo drobni kosmiči črnila. Močno izboljšanje medslojnega razmika perlita je ključ do izboljšanja trdnosti. Naredite celotno strukturo ulitka gostejšo in bolj enotno. Uporaba hladnega železa: Za običajno ulivanje v pesek je treba zunanje hladno železo razumno namestiti v debele in vroče dele ulitka, da prisilimo te dele, da se strdijo sinhrono z deli s tankimi stenami, preprečijo krčenje in rahljanje ter izboljšajo lokalno strukturo.

Tretja faza: naknadna obdelava in pregled

1. Čiščenje peska in toplotna obdelava: Ko se ulitek strdi, ga pustimo v kalupu dovolj časa, dokler ni pod temperaturo faznega prehoda, nato pa škatlo napolnimo s peskom, da preprečimo prekomerno notranjo obremenitev. Izvedite žarjenje za razbremenitev napetosti, običajno pri temperaturi 520 ℃ -550 ℃, držite 2-4 ure in nato ohladite s pečjo. Posebna pozornost: Temperatura žarjenja ne sme preseči 720 ℃, sicer bo fini kosmič, podoben biseru, podvržen sferoidizaciji, kar bo povzročilo zmanjšanje trdnosti in trdote. 2. Strog pregled kakovosti: Mehanske lastnosti: Posamezne lite ali pritrjene preskusne palice se vlijejo vzdolž linije, natezna trdnost pa se izmeri na univerzalnem preskusnem stroju, da se zagotovi stabilnost nad 300 MPa. Metalografska preiskava: Preverite metalografsko strukturo vzorca ali preskusne palice. Ciljna organizacija je: ≥ 95 % finega lamelarnega perlita + majhen, enakomerno porazdeljen grafit tipa A (zaželena je dolžina grafita 3-4 stopenj) + brez prostega cementita. Preskus trdote: Izmerite trdoto po Brinellu na telesu ulitka. Trdota HT300 brez zlitine je običajno med 190-220HBW, kar je normalen pojav.

Povzetek in glavni nasveti:

Uspešna proizvodnja HT300 brez zlitin temelji na natančni verigi prepletenih komponent: material peči visoke čistosti + formula z nizko vsebnostjo ogljika + čisto taljenje pri visoki temperaturi + natančno ravnovesje Mn/S + učinkovita trenutna inkubacija + prisilno hitro hlajenje. Vsaka izguba nadzora v kateri koli od teh povezav lahko povzroči nezadostno trdnost ali pojav trdih in krhkih faz. To je proces, ki zahteva izredno visoko vodstveno in tehnično izvedbo, ko pa ga obvladamo, lahko bistveno zmanjšamo proizvodne stroške in povečamo konkurenčnost izdelkov.