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铸铁平台在浇注熔炼方面应着力注意哪些方面

铸造人常说:“铸铁平台成分决定组织,组织决定性能。”这句话大体上是对的,但不够全面。因为,过去一提化学成分,往往只是5元素和合金元素;除了成分因素外,结晶的控制对组织的形成亦很重要,比如与铸铁壁厚、铸铁平台铸型条件有关的冷却速度,结晶核心的预设,石墨形态的走向等等。把冷却速度的外因放在一边,铸铁平台熔炼方面应着力做到化学成分准确、铁液干净、干扰元素少和石墨核心有布控等四个方面。


一,铸铁平台铁液化学成分要准确稳定
把铸造做强,提高铸铁平台(铸铁平板)铸件的国际竞争力,赢得铸件定价的话语权,性能稳定达到客户的要求非常重要。一时一事把化学成分做准,不算本事,始终准确,稳定生产才有水平。
感应炉比冲天炉的烧损少的多,但毕竟有烧失。应当尽量减少烧损,并减少烧损波动的因素。
要特别提醒几点:
(1)净料入炉最好,炉料又脏又杂是大忌。
(2)采用比功率大的炉子,并辅以合理的装料投料操作,以实现快速熔炼。缩短熔解期,并防止炉底过热尤其重要,因为氧化主要在铁料的熔解阶段。
(3)铁液过度过热,分次出铁和浇铸拖沓都会引起成分的波动。

(4)在弄清各种炉料成分的基础上,要仔细计算配料。配料时务必把熔炼后期因“自沸腾”而引起的脱C量和增Si量考虑在内。


二,净化铁液
净化铁液是指排除铁液中的非金属夹杂物和气体。

借电磁搅拌和“自沸腾”,感应炉有较好的排渣除气作用。如果炉料比较干净,又认真用除渣剂清渣,清除非金属夹杂物不成问题,有无非金属夹杂物从显微检验中也容易发现。H、O、N气体就不那么直感了。但其中溶解H,即[H],只要熔炼后期所用辅料不是潮湿的,[H]不会成问题,可保证[H]<2ppm。铸铁平台铸件中产生针孔,是由铸型或浇包中的水分造成的,不是[H]的过。熔炼中、后期由于[O]和[FeO]被C还原,感应炉铁液中的氧并不多。在生产灰铸铁平台时,有时甚至还要设法增O。所以除气实际上是除N的问题。


随着我国废钢积存量的增加,感应炉中废钢用量必然增加。多用废钢,不但降低炉料成本,还可以提高铸铁性能,一举两得。废钢的含N量高,此外多用废钢少用生铁,必然要用增碳剂增C,增碳剂又会带来一些N。所以[N]可能超标(如薄壁件>100ppm,厚壁件>80ppm),致使铸铁平台铸件中产生裂隙状气孔,对性能的稳定性也不利。所以不要用含N高的废钢和增碳剂,必要时除N需要采取附加措施。个别工厂借用铸钢经验,用LF炉精炼,生产纯净的高端铸件。如果[N]不是很高,又无妨于机加工性能,则加Ti等使[N]生成TiN等,进行固N处理,则是最简捷的办法。


三,控制有害微量元素

有害微量元素是通过异化石墨形态,产生脆性相和影响基体组织等而起不利作用的,它们主要由某些地方生铁和废钢带来。控制有害微量元素的办法,一是把好炉料关,防止有害元素混入。二是采用铸造用高纯生铁,稀释有害微量元素含量。


四、石墨核心的布控

众所周知,感应炉铁液的过冷倾向大,因此白口倾向大,收缩倾向大,影响切削加工性能。追根溯源是感应炉的熔炼时间长,使生铁及回炉料中带来的石墨,残存少或全部消溶了,而铁液中某些SiO2之类可作为石墨外来核心的数量又不足,导致铁液过冷倾向增大。


解决的办法有两个方面。一方面是快速熔炼,特别是占熔炼时间70%的化清过程要快。后期过热温度不要过高(一般视不同情况取1490~1540℃),保温时间不要过长。目的都是为了多保留些炉料中的细微石墨。另一方面更重要,就是如何用好增碳剂。前已述及,感应炉用了较多废钢是需要增C的,应选用晶型好的石墨增碳剂。如果增C量大,可以搭用一部分碳素增碳剂,在装料期加,但一定要留一些石墨型增碳剂在化清后加。冶金型SiC,可以增C增Si,并起到石墨形核的作用。在国际上SiC是很受推崇的预处理剂。

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