灰鑄鐵HT200的鑄造工藝是怎樣的?
一、 熔煉工藝:化學(xué)成分控制
這是決定 HT200 性能的基礎(chǔ)。目標是獲得合適的碳當(dāng)量(CE),以平衡強度和鑄造性能。
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碳 (C) 和 硅 (Si):
- 碳 (C):3.0% - 3.3%。
- 硅 (Si):1.6% - 2.2%。
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碳當(dāng)量 (CE):通??刂圃?4.0% - 4.3% 左右。
- 注:碳硅含量過高,石墨粗大,強度達不到 200MPa;含量過低,容易產(chǎn)生白口(硬點),難以加工。
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錳 (Mn):
- 0.6% - 0.9%。
- 作用:錳能抵消硫的有害作用,并穩(wěn)定珠光體基體,提高強度。
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硫 (S) 和 磷 (P) —— 有害元素:
- 硫 (S):< 0.12%。硫會使石墨變脆、變短,降低強度和流動性。
- 磷 (P):< 0.15%。磷會增加冷脆性,一般越低越好。
二、 孕育處理 (Inoculation) —— 關(guān)鍵步驟
為了保證 HT200 在不同壁厚處都能獲得細小的 A 型石墨,防止薄壁處出現(xiàn)白口,孕育處理是必須的。
- 孕育劑:通常使用 75 硅鐵 (75SiFe),粒度 3-8mm。
- 加入量:鐵水重量的 0.2% - 0.5%。
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處理方式:
- 沖入法:在出鐵槽或澆包內(nèi)隨流沖入孕育劑。
- 瞬時孕育:在澆注過程中通過喂絲或隨流孕育器加入(效果更好,適合自動化生產(chǎn)線)。
- 效果:細化石墨片,使基體組織均勻,顯著提高抗拉強度和硬度的均勻性。
三、 造型工藝
HT200 的流動性較好,對型砂要求相對寬松,但仍需保證尺寸精度和表面質(zhì)量。
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型砂選擇:
- 濕型砂:適用于中小件、大批量生產(chǎn)(如汽車缸體)。成本低,效率高。
- 樹脂砂:適用于大型件或單件小批量(如機床床身)。尺寸精度高,表面光潔,無分型面披縫。
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砂芯:
- 對于有內(nèi)腔的鑄件(如箱體),需制作砂芯。常用油砂或樹脂砂芯。
四、 澆注工藝 (Pouring)
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澆注溫度:
- 一般控制在 1360℃ - 1420℃。
- 注意:HT200 雖然流動性好,但溫度過低容易產(chǎn)生冷隔和澆不足;溫度過高容易產(chǎn)生粘砂和縮孔。
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澆注系統(tǒng)設(shè)計:
- 開放式澆注系統(tǒng):通常采用 “快澆” 原則。內(nèi)澆口截面積較大,讓鐵水快速充滿型腔,防止氧化和卷渣。
- 擋渣:必須設(shè)置過濾網(wǎng)或撇渣器,防止熔渣進入型腔(渣眼是 HT200 常見缺陷)。
五、 補縮與凝固 (Feeding & Solidification)
灰鑄鐵在凝固過程中,由于石墨析出會產(chǎn)生體積膨脹(約 3%),具有一定的 “自補縮” 能力。
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冒口 (Risers):
- 對于 HT200,冒口主要用于排出氣體和收集浮渣。
- 相比于球墨鑄鐵,HT200 的冒口可以設(shè)計得較小,甚至在一些均勻壁厚的件上可以不設(shè)冒口。
- 但在厚大斷面(熱節(jié))處,仍需設(shè)置冒口防止縮松。
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冷鐵 (Chills):
- 在熱節(jié)處放置冷鐵,加快冷卻速度,使石墨細化,同時防止縮孔。
六、 落砂與清理
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落砂溫度:
- 灰鑄鐵沒有相變膨脹問題,且脆性大,可以高溫開箱(通常 400℃-500℃ 即可)。
- 高溫開箱有助于消除白口,細化晶粒。
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清理:
- 切除澆冒口(HT200 較脆,可用大錘敲斷)。
- 拋丸處理,去除表面粘砂。
七、 熱處理 (Heat Treatment)
對于大多數(shù) HT200 鑄件,鑄態(tài)即可使用。但在以下情況需熱處理:
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