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

Detaljan tok procesa proizvodnje HT300 sivog liva visoke čvrstoće bez legiranja

Faza 1: Sastojci i topljenje - Postavljanje temelja

1. Odabrani materijali za peći: sirovo gvožđe: koristi se sirovo gvožđe visoke čistoće ili kvalitetno liveno gvožđe koje karakteriše nizak sadržaj elemenata u tragovima (kao što su Ti, V, As, Sb, itd.). Ovi elementi u tragovima mogu ometati morfologiju grafita, što ne doprinosi povećanju čvrstoće. Veličina blokova željeza treba biti ujednačena. Metalni otpad: Potrebno je značajno povećati udio dodatka, koji obično iznosi 30% -40% punjenja peći. Upotreba čistog metalnog otpada s niskim udjelom ugljika i sumpora, kao što su dijelovi za štancanje, otpad od ugljičnog čelika, itd., ima za cilj razrjeđivanje ugljika i nečistoća u rastopljenom željezu. Reciklirani materijali: Koristite lijne i otpadne odljevke iste marke kako biste osigurali stabilan sastav. Strogo kontrolirajte njegovu proporciju i čistoću kako biste izbjegli unošenje previše nečistoća. 2. Tačan izračun sastojaka: Osnovna ideja: Niski ugljični ekvivalent. Cilj je striktno kontrolisati ugljični ekvivalent (CE) u uskom rasponu od 3,8% do 4,0%. Ugljik (C): Ciljna vrijednost je postavljena na 2,9% -3,2%. Smanjivanje sadržaja ugljika kroz visok udio čeličnog otpada. Silicijum (Si): Početni silicijum u peći se kontroliše na 1,2% -1,5%, ostavljajući dovoljno inkrementalnog prostora za naknadni tretman inkubacije. Ravnoteža između mangana (Mn) i sumpora (S) je ključna. Cilj je kontrolisati sadržaj sumpora između 0,07% i 0,12%, a zatim izračunati količinu dodanog mangana prema formuli Mn% ≈ 1,7 × S%+0,3%. Na osnovu toga, sadržaj mangana je obično između 0,8% i 1,0%. Ovo osigurava stvaranje korisnih jedinjenja MnS i potiče stvaranje perlita. Fosfor (P): Mora biti strogo ograničen na ispod 0,08%, jer fosfor može smanjiti žilavost i čvrstoću livenog gvožđa. 3. Topljenje na visokim temperaturama: Indukcijska peć srednje frekvencije koristi se za topljenje kako bi se osigurao ujednačen sastav i precizna kontrola temperature. Temperatura točenja mora biti iznad 1520 ℃. Svrha topljenja na visokim temperaturama je da se u potpunosti smanji sadržaj plina (vodonik, dušik) u rastopljenom željezu. Potpuno isplivajte nemetalne inkluzije kako biste dobili čisto rastopljeno željezo. Obezbediti dovoljne rezerve toplote za naknadnu obradu i izlivanje.

Faza 2: Predpećna obrada i izlivanje - precizna kontrola

1. Brza analiza i podešavanje 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 prema rezultatima kako biste osigurali da su svi elementi unutar ciljnog okvira, posebno ekvivalenta ugljika. 2. Efikasan tretman inkubacije: Ovo je duša cijelog procesa. U uvjetima niskougljičnog ekvivalenta, sklonost rastaljenog željeza ka bijeloj plijesni je izuzetno velika, te je potrebno eliminirati bijelu plijesan i rafinirati grafit snažnom inokulacijom. Odabir inokulanata: Odaberite inokulante sa jakom otpornošću na raspadanje 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 rastopljeno gvožđe teče iz kutlače u čašu za izlivanje, koristi se namenski dozator za inokulaciju za ravnomerno dodavanje inokulanata veličine čestica od 0,2-0,7 mm u protok rastopljenog gvožđa. Količina dodatka: kontrolirana na 0,3% -0,5% (po težini rastaljenog željeza). Efekat: Trenutna inkubacija može da obezbedi veliku količinu kristalnih jezgara grafita pre skrućivanja rastopljenog gvožđa, čime se dobija grafit A tipa (fine ljuspice, ujednačena distribucija) i efikasno sprečava pojavu cementita na ivicama. Rafiniranje grafita direktno dovodi do oplemenjivanja matričnog perlita. 3. Kontrola izlivanja i hlađenja: Temperatura izlivanja: Da bi se osiguralo dovoljno punjenje, koristi se niža temperatura izlivanja, obično između 1320 ℃ i 1350 ℃. Lijevanje na niskim temperaturama pomaže u povećanju pothlađenja i rafiniranju eutektičkih klastera. Proces livenja: Poželjna metoda je livenje gvožđa prekriveno peskom, što je najefikasnija tehnika za postizanje visoke čvrstoće. Za vanjski oblik koristite metalni kalup (željeznog tipa), a njegovu radnu površinu prekrijte pješčanom oblogom debljine 4-8 milimetara. Ovaj proces može značajno poboljšati brzinu hlađenja i dovesti do brzog skrućivanja rastopljenog željeza. Prednosti brzog hlađenja: veoma fine ljuspice mastila. Uvelike pročišćavanje međuslojnog razmaka perlita je ključ za poboljšanje čvrstoće. Učinite cjelokupnu strukturu odljevka gušćom i ujednačenijom. Upotreba hladnog gvožđa: Za obično lijevanje u pijesak, potrebno je razumno postaviti vanjsko hladno željezo u debele i vruće dijelove odljevka kako bi se ovi dijelovi prisilili da se sinhrono stvrdnu s dijelovima tankih stijenki, spriječili skupljanje i labavljenje i poboljšali lokalnu strukturu.

Treća faza: naknadna obrada i inspekcija

1. Čišćenje pijeska i termička obrada: Nakon što se odljevak stvrdne, ostavlja se u kalupu dovoljno vremena dok ne padne ispod temperature faznog prijelaza, a zatim se kutija puni pijeskom kako bi se izbjeglo prekomjerno unutrašnje 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 prelaziti 720 ℃, inače će fina pahuljica poput bisera biti podvrgnuta sferoidizaciji, što će rezultirati smanjenjem čvrstoće i tvrdoće. 2. Stroga kontrola kvaliteta: Mehanička svojstva: Pojedinačne livene ili pričvršćene ispitne šipke se sipaju duž linije, a zatezna čvrstoća se meri na univerzalnoj mašini za ispitivanje kako bi se osigurala stabilnost od preko 300MPa. Metalografsko ispitivanje: Provjerite metalografsku strukturu uzorka ili ispitne šipke. Ciljna organizacija je: ≥ 95% finog lamelarnog perlita+mali, ravnomerno raspoređeni grafit A-tipa (poželjna dužina grafita 3-4 stepena)+bez slobodnog cementita. Test tvrdoće: Izmjerite tvrdoću po Brinellu na tijelu odljevka. Tvrdoća HT300 bez legure obično je između 190-220HBW, što je normalna pojava.

Sažetak i osnovni savjeti:

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