鑄造廠(chǎng)球墨鑄鐵的活塞環(huán)工藝分析
活塞環(huán)在發(fā)動(dòng)機中起密封、傳熱和支承等作用，因此要求活塞環(huán)有良好的耐磨性、彈性和熱穩定性，尤其是對一道環(huán)要求更高。球墨鑄鐵活塞環(huán)的開(kāi)發(fā)和應用是活塞環(huán)制造史上質(zhì)的飛躍。如何穩定地制造球墨鑄鐵活塞環(huán)是活塞環(huán)行業(yè)面臨的難題。為了解決這一難題，本廠(chǎng)從德國GOETZEA引進(jìn)了單體雙片鑄造球墨鑄鐵活塞環(huán)的全部技術(shù)和相關(guān)設備。
單體雙片鑄造的設計指導思想是利用銑刀把鑄坯的中心縮松及容易產(chǎn)生針孔、夾渣缺陷的上下表面銑削，從而獲得優(yōu)良的球墨鑄鐵活塞環(huán)。這種鑄造方式國外已經(jīng)得到廣泛的應用，并且具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，國內許多廠(chǎng)家也接受并開(kāi)始了試制，但還不很成功。其主要原因是原材料問(wèn)題及球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)工藝過(guò)于復雜，很難確保球墨鑄鐵活塞環(huán)的基體組織，不能保證鑄件的合格率。雖然本廠(chǎng)引進(jìn)了全部鑄造的軟硬件，但是在原材料供應、生產(chǎn)工藝等方面還存在許多問(wèn)題，試制初期也經(jīng)常出現球化率不高、球數合格率達不到要求等情況。經(jīng)過(guò)試制和摸索，基本上掌握了適合本廠(chǎng)的生產(chǎn)工藝，較全面地解決了球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄造上的技術(shù)問(wèn)題，從而確保了球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件的合格率。下面簡(jiǎn)要介紹本廠(chǎng)是如何試制球墨鑄鐵活塞環(huán)的。
1工藝可行性分析
德國專(zhuān)家一再強調“球墨鑄鐵活塞環(huán)生產(chǎn)的關(guān)鍵在于原材料，沒(méi)有合格的原材料是很難生產(chǎn)好球墨鑄鐵活塞環(huán)的。他們強調采用高純生鐵或合成生鐵，其成分為：38%～43%C，02%～04%SI，004%～015%Mn，P<0045%，S<001%，其它元素不得超過(guò)003%。而國內無(wú)此種新生鐵資源，國內有可能供應的生鐵成分為：38%～43%C，08%～13%Si，02%～05%Mn，P<007%，S<003%。這種生鐵影響球化處理的關(guān)鍵元素Mn，P、S超高，給球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)帶來(lái)很大的不利因素。目前國內想找到滿(mǎn)足要求的原材料礦源或合成生鐵是很困難的，引進(jìn)原材料也不現實(shí)。因此在選擇原材料時(shí)，應盡可能符合國外要求，試驗選用的生鐵成分：40%～42%C，080%～09%Si，020%～04%Mn，004%～006%P，S<0026%。
這種生鐵與國外要求的生鐵比較有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①硅量超高04%～06%。由于使用中頻爐熔煉，雖會(huì )限制回爐料的回收和利用，但還不會(huì )構成太大威脅。②含錳量超高014%～02%。較高的含錳量會(huì )影響鑄態(tài)組織的控制，隨后的鑄坯鐵素體化退火處理可解決這一難關(guān)。但過(guò)多的滲碳體出現將會(huì )影響球化的合格率及熱處理前后的尺寸控制。③含磷量尚可。即使以后使用的新生鐵含磷量稍高(<007%)，也不足以影響金相組織與力學(xué)性能。如含磷量太高，會(huì )導致鑄件含磷量>01%，就會(huì )在晶界產(chǎn)生磷共晶，使強度、韌性、塑性降低。④含硫量超高0016%以上。較高的含硫量會(huì )直接消耗球化劑的用量，特別是凝固期間溶解態(tài)的硫對石墨球化的影響，會(huì )直接影響球化處理的效果，降低力學(xué)性能，增加鑄造缺陷(夾渣、皮下氣孔等)。
碳硫分析儀的使用為及時(shí)掌握原鐵液的含硫量，正確控制球化劑的加入量創(chuàng )造了條件，同時(shí)M孕育劑的使用也為球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)起到了輔助作用。經(jīng)過(guò)以上工藝分析，采用國內的原材料是能夠生產(chǎn)出合乎國外要求的球墨鑄鐵活塞環(huán)的。
2工藝性試驗及分析
采用40%～100%上述成分的生鐵，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉。加強操作工藝，確保球化溫度達1500～1550℃，從鐵液出爐至澆注完畢的時(shí)間控制在10min之內，確保球化效果。
單體雙片鑄造的設計指導思想是利用銑刀把鑄坯的中心縮松及容易產(chǎn)生針孔、夾渣缺陷的上下表面銑削，從而獲得優(yōu)良的球墨鑄鐵活塞環(huán)。這種鑄造方式國外已經(jīng)得到廣泛的應用，并且具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，國內許多廠(chǎng)家也接受并開(kāi)始了試制，但還不很成功。其主要原因是原材料問(wèn)題及球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)工藝過(guò)于復雜，很難確保球墨鑄鐵活塞環(huán)的基體組織，不能保證鑄件的合格率。雖然本廠(chǎng)引進(jìn)了全部鑄造的軟硬件，但是在原材料供應、生產(chǎn)工藝等方面還存在許多問(wèn)題，試制初期也經(jīng)常出現球化率不高、球數合格率達不到要求等情況。經(jīng)過(guò)試制和摸索，基本上掌握了適合本廠(chǎng)的生產(chǎn)工藝，較全面地解決了球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄造上的技術(shù)問(wèn)題，從而確保了球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件的合格率。下面簡(jiǎn)要介紹本廠(chǎng)是如何試制球墨鑄鐵活塞環(huán)的。
1工藝可行性分析
德國專(zhuān)家一再強調“球墨鑄鐵活塞環(huán)生產(chǎn)的關(guān)鍵在于原材料，沒(méi)有合格的原材料是很難生產(chǎn)好球墨鑄鐵活塞環(huán)的。他們強調采用高純生鐵或合成生鐵，其成分為：38%～43%C，02%～04%SI，004%～015%Mn，P<0045%，S<001%，其它元素不得超過(guò)003%。而國內無(wú)此種新生鐵資源，國內有可能供應的生鐵成分為：38%～43%C，08%～13%Si，02%～05%Mn，P<007%，S<003%。這種生鐵影響球化處理的關(guān)鍵元素Mn，P、S超高，給球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)帶來(lái)很大的不利因素。目前國內想找到滿(mǎn)足要求的原材料礦源或合成生鐵是很困難的，引進(jìn)原材料也不現實(shí)。因此在選擇原材料時(shí)，應盡可能符合國外要求，試驗選用的生鐵成分：40%～42%C，080%～09%Si，020%～04%Mn，004%～006%P，S<0026%。
這種生鐵與國外要求的生鐵比較有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①硅量超高04%～06%。由于使用中頻爐熔煉，雖會(huì )限制回爐料的回收和利用，但還不會(huì )構成太大威脅。②含錳量超高014%～02%。較高的含錳量會(huì )影響鑄態(tài)組織的控制，隨后的鑄坯鐵素體化退火處理可解決這一難關(guān)。但過(guò)多的滲碳體出現將會(huì )影響球化的合格率及熱處理前后的尺寸控制。③含磷量尚可。即使以后使用的新生鐵含磷量稍高(<007%)，也不足以影響金相組織與力學(xué)性能。如含磷量太高，會(huì )導致鑄件含磷量>01%，就會(huì )在晶界產(chǎn)生磷共晶，使強度、韌性、塑性降低。④含硫量超高0016%以上。較高的含硫量會(huì )直接消耗球化劑的用量，特別是凝固期間溶解態(tài)的硫對石墨球化的影響，會(huì )直接影響球化處理的效果，降低力學(xué)性能，增加鑄造缺陷(夾渣、皮下氣孔等)。
碳硫分析儀的使用為及時(shí)掌握原鐵液的含硫量，正確控制球化劑的加入量創(chuàng )造了條件，同時(shí)M孕育劑的使用也為球墨鑄鐵活塞環(huán)的生產(chǎn)起到了輔助作用。經(jīng)過(guò)以上工藝分析，采用國內的原材料是能夠生產(chǎn)出合乎國外要求的球墨鑄鐵活塞環(huán)的。
2工藝性試驗及分析
采用40%～100%上述成分的生鐵，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉。加強操作工藝，確保球化溫度達1500～1550℃，從鐵液出爐至澆注完畢的時(shí)間控制在10min之內，確保球化效果。
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【本文標簽】：鑄造廠(chǎng) 鑄件工廠(chǎng) 不銹鋼鑄造加工廠(chǎng) 機械加工鑄造廠(chǎng)
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