球墨铸件
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球墨铸件

产品描述:

球墨铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。

球墨铸件

球墨铸件

球墨铸件

球墨铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。

如国际标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件,主要是以非合金态生产的。显然,这个范围包括抗拉强度大于800牛顿/平方毫米,延伸率为2%的高强度牌号。另一个极端是高塑性牌号,其延伸率大于17%,而相应的强度较低(最低为370牛顿/平方毫米)。强度和延伸率并不是设计者选择材料的唯一根据,而其它决定性的重要性能还包括屈服强度、弹性模数、耐磨性和疲劳强度、硬度和冲击性能等。另外,耐蚀性和抗氧化以及电磁性能对于设计者也许是关键的。为了满足这些特殊使用,研制了一组奥氏体球铁,通常叫Ni一Resis球铁。这些奥氏体球铁,主要用镍、铬和锰合金化,并且列入国际标准。

为珠光体型球墨铸铁,具有中高等强度、中等韧性和塑性,综合性能较高,耐磨性和减振性良好,铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。

球墨铸件作为轴承需要更高的硬度,常将铸铁件淬火并低温回火处理。工艺是:各种铸件加热到860-900℃的温度,保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火,后经250-350℃加热保温回火,原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织,原球状石墨形态不变。处理后的铸件具有高的硬度及一定韧性,保留了石墨的润滑性能,耐磨性能更为改善。

球墨铸铁件作为轴类件,如柴油机的曲轴、连杆,要求强度高同时韧性较好的综合机械械性能,对铸铁件进行调质处理。

工艺是:铸铁件加热到860-900℃的温度保温让基体奥氏体化,再在油或熔盐中冷却实现淬火,后经500-600℃的高温回火,获得回火索氏体组织(一般尚有少量粹块状的铁素体),原球状石墨形态不变。处理后强度,韧性匹配良好,适应于轴类件的工作条件提高球墨铸铁强度的正火:球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度,原铁素体及珠光体转换为奥氏体,并有部分球状石墨溶解于奥氏体,经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体,因此铸件的强度提高。球墨铸铁以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,在机械制造工业中得到广泛应用。国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称,没有现代科技手段,发明球墨铸铁是不可想象的。1981年,我国球铁专家采用现代科学手段,对出土的513件古汉魏铁器进行研究,通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读,轰动了国际铸造界和科技史界。国际冶金史专家于1987年对此进行验证后认为:古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律,这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。

铸铁是含碳量大于2。11%的铁碳合金,由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到,除Fe外,还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。

球墨铸铁除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3。2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。

球墨铸件生产中注意事项:

(一)严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸铁中锰,磷,硫的含量。

(二)铁液出炉温度比灰铸铁更高,以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失。

(三)进行球化处理,即往铁液中添加球化剂。

(四)加入孕育剂进行孕育处理。

(五)球墨铸铁流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则。

(六)进行热处理。

①退火。得到铁素体基体,提高塑性、韧性,消除应力,改善切削性能。

②正火。得到珠光体基体,提高强度和耐磨性。

③调质。获得回火索氏体的基体组织,以及良好的综合力学性能,如主轴、曲轴、连杆等。

④等温淬火。使外形复杂且综合性能要求高的零件获得下贝氏体的基体组织,以及高强度、高硬度、高韧性等综合力学性能,避免热处理时产生开裂,如主轴、曲轴、齿轮等。

球墨铸件表面几个部位清洗:

1,球墨铸件表面粉尘

铸钢件制作经常是在有粉尘的场地进行,空气中常带有许多粉尘,它们不断地落在设备表面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过,有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清理。

2,球墨铸铁件表面浮铁粉或嵌入的铁

在任何表面上,游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。因此,必须清除。浮粉一般可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强,必须按嵌入的铁处理。除粉尘外,表面铁的来源很多,其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢,低合金钢或铸铁件上使用过的砂子,玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理,或在不锈钢部件及设备附近对前面提到的非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中如果不对不锈钢采取保护措施,钢丝绳,吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。

订货要求和制作后检查可以防止并发现游离铁的存在,ASTM标准A380规定了检查不锈钢表面铁或钢微粒的铁锈试验法。当要求绝对不能有铁存在的时候,应该使用这种检验方法。如果结果令人满意,应用干净的纯水或硝酸对表面进行洗涤,直到深蓝色完全消失。

正如标准A380指出的如果铁锈试验溶液不能全部清除干净,不推荐在设备的工艺表面,即用来生产人类消费品的直接接触表面采用这种试验方法。

比较简单的试验方法是在水中暴露12~24小时,检查是否有锈斑。这种试验灵敏性差,而且耗时。这些都是检测试验,不是清理方法。如果发现有铁存在,必须用后面介绍的化学和电化学的方法进行清理。

3,球墨铸件划痕

为了防止工艺润滑剂或生成物和/或污物积留,必须对划痕和其它粗糙表面进行机械清理。

4,球墨铸件锈斑

制作前或制作过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈,这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必须把锈清除掉,彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行检验。

5,粗糙的研磨和机加工

研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到一定深度,以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗,电抛光或喷丸等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地,重焊前清理焊缝缺陷或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况,应再用细磨料研磨。

球墨铸铁型材的力学性能及其他性能如下:

系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能,为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能,结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外,还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性,并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用,还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度,以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。



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