QT500-7球墨铸铁的铸造工艺有哪些?
一、 熔炼工艺(基础)
1. 炉料配比
- 生铁(Pig Iron):选用低磷、低硫的优质生铁,用量约 10%-20%。
- 废钢(Scrap Steel):用量约 30%-50%。废钢可以降低碳含量,细化晶粒,提高强度。
- 回炉料(Return Scrap):本厂生产的 QT500-7 浇冒口或废品,用量约 30%-50%。
- 增碳剂:如果废钢比例高,需加入低硫增碳剂调整碳当量。
2. 化学成分控制(关键)
为了保证达到 500MPa 强度和 7% 伸长率,化学成分通常控制在以下范围:
- 碳 (C):3.6% - 3.9%(高碳有利于石墨化,减少缩孔)。
-
硅 (Si):2.3% - 2.8%。
- 注意:硅是强烈的石墨化元素,能促进铁素体形成,提高韧性。但硅过高(>2.8%)会导致铸件变脆(硅脆),降低伸长率。
-
锰 (Mn):≤ 0.4%(严格控制)。
- 原因:锰会稳定珠光体,降低韧性。QT500-7 对韧性有要求,所以锰含量必须低。
- 磷 (P):≤ 0.06%(磷是脆性元素,严重影响低温冲击功和伸长率)。
- 硫 (S):≤ 0.02%(原铁水最好 <0.06%,球化处理后 <0.02%)。
二、 球化与孕育处理(核心)
这是球墨铸铁成败的关键环节。
1. 球化处理(Nodularization)
-
球化剂:通常选用 稀土镁硅铁合金。
- 对于 QT500-7,一般选用 低镁 系列球化剂(镁含量 5%-7%),因为镁残留量过高会增加白口倾向,降低韧性。
-
处理方法:
- 冲入法(转包法):最常用。将球化剂放在堤坝内,上面覆盖硅铁粉和稻草灰,冲入高温铁水。
- 喂丝法:更稳定,吸收率高,适合大批量生产。
- 残留镁量:控制在 0.03% - 0.05% 为宜。
2. 孕育处理(Inoculation)
QT500-7 对孕育要求较高,通常采用二次孕育:
- 一次孕育(包内):随球化剂一起冲入,或在铁水流经槽口时加入。
-
二次孕育(随流 / 型内):
- 随流孕育:在浇注过程中通过喂丝或漏斗加入孕育剂。
- 型内孕育:在浇注系统的横浇道或内浇口放置孕育块。
- 目的:消除球化带来的白口倾向,细化石墨球,增加铁素体含量,确保伸长率达标。
三、 造型与浇注工艺
1. 浇注温度
- 出炉温度:1480℃ - 1520℃。
-
浇注温度:1360℃ - 1420℃。
- QT500-7 流动性不如灰铸铁,浇注温度不能太低,否则易产生冷隔、浇不足。但过高会导致晶粒粗大,降低韧性。
2. 铸型选择
3. 补缩系统(冒口设计)
- 球墨铸铁的体收缩率大(约 10%-14%),极易产生缩孔和缩松。
- 原则:必须采用 **“顺序凝固”**。
-
措施:
- 厚大部位必须设置冒口(通常使用保温冒口或发热冒口)。
- 使用冷铁(Chills)加速热节部位的冷却,引导补缩。
四、 热处理工艺(保障性能)
虽然薄壁件铸态下可能直接达到 QT500-7 标准,但为了稳定性能(特别是韧性),通常需要热处理。
1. 低温退火(去应力退火)
- 工艺:加热至 500℃ - 550℃,保温 2-4 小时,随炉冷却。
- 目的:消除铸造内应力,防止变形和开裂(特别是对于滚筒类细长件)。
2. 高温石墨化退火(如果铸态珠光体过多)
-
如果铸件壁厚不均,导致厚壁处珠光体太多(强度过高,伸长率不够),需进行:
- 工艺:加热至 900℃ - 950℃,保温 2-4 小时(分解渗碳体),然后炉冷至 700℃ 左右出炉空冷。
- 效果:大幅增加铁素体含量,显著提高伸长率。
五、 常见缺陷及对策
| 缺陷 | 原因分析 | 解决对策 |
|---|---|---|
| 球化不良 / 球化衰退 | 铁水温度低、球化剂加入量不足、原铁水硫高 | 提高铁水温度、增加球化剂用量、加强脱硫。 |
| 缩孔 / 缩松 | 碳当量低、冒口补缩距离不够、浇注温度过高 | 提高碳当量(C+Si)、加大冒口、使用冷铁。 |
| 伸长率不达标 (<7%) | 硅含量过高、锰含量过高、磷含量高、孕育不足 | 降低 Mn 和 P,控制 Si 在 2.8% 以下,加强随流孕育。 |
| 硬度过高 (难加工) | 残留镁高、稀土残留高、冷却太快 | 降低球化剂中镁和稀土含量,进行高温退火。 |
无锡市铸造厂拥有68年铸造加工经验,欢迎来电咨询!
下一篇:已经是最后一篇了
上一篇:qt500-7球墨铸铁










