一、 熔煉工藝：化學(xué)成分的精準(zhǔn)控制

1. 碳 (C) 和 硅 (Si) 的控制：
   • 碳 (C)：通常控制在 3.5% - 3.9%。高碳有利于球化和減少收縮缺陷，但過高會導(dǎo)致石墨漂浮。
   • 硅 (Si)：這是最關(guān)鍵的變量。
     • 原鐵水硅：控制在 1.0% - 1.4%（低硅原鐵水）。
     • 終硅量：控制在 2.0% - 2.6%。
     • 注意：硅是強(qiáng)烈的鐵素體化元素。如果終硅量超過 2.8%，基體中鐵素體增多，強(qiáng)度就達(dá)不到 600MPa。因此，必須嚴(yán)格限制孕育劑的加入量。
2. 錳 (Mn) 的作用：
   • 錳 (Mn)：控制在 0.4% - 0.8%。
   • 作用：錳是珠光體穩(wěn)定元素。它能阻礙鐵素體形成，迫使基體生成珠光體。對于薄壁件，需要適當(dāng)提高錳含量來保證強(qiáng)度。
3. 磷 (P) 和 硫 (S) 的限制：
   • 硫 (S)：< 0.02%（越低越好）。硫會消耗球化劑，必須在球化處理前脫硫。
   • 磷 (P)：< 0.06%。磷會導(dǎo)致晶界偏析，降低韌性（伸長率），使鑄件變脆。
4. 合金元素（可選）：
   • 為了穩(wěn)定珠光體，有時(shí)會添加微量的 銅 (Cu, 0.5%-0.8%) 或 錫 (Sn, 0.02%-0.06%)。錫是極強(qiáng)的珠光體促進(jìn)劑，效果優(yōu)于錳。

二、 球化處理：核心工序

1. 球化劑選擇：
   • 使用 稀土鎂硅鐵合金。
   • 對于 QT600-3，通常選用含鎂量適中（Mg 7%-9%）的球化劑。
2. 工藝要點(diǎn)：
   • 堤壩式澆注：在鐵水包底部修筑堤壩，將球化劑放在堤壩內(nèi)，上面覆蓋硅鐵粉和稻草灰。
   • 沖入溫度：1400℃ - 1450℃。溫度過低球化不良，過高鎂燒損嚴(yán)重。
   • 反應(yīng)時(shí)間：控制反應(yīng)平穩(wěn)，避免鎂光過強(qiáng)（翻騰太厲害）導(dǎo)致鎂大量蒸發(fā)。

三、 孕育處理：防止白口

1. 瞬時(shí)孕育 (In-stream Inoculation)：
   • 在球化處理后，澆注過程中必須隨流加入孕育劑（粒度較細(xì)的硅鐵）。
   • 目的：細(xì)化石墨球，增加石墨球數(shù)，防止衰退。
2. 孕育劑選擇：
   • 常用 75SiFe，有時(shí)會加入 鍶 (Sr) 或 鋇 (Ba) 等長效孕育元素，以保證孕育效果持久。

四、 造型與澆注工藝

1. 鑄型剛度：
   • 必須使用高剛度的砂型（如樹脂砂、水玻璃砂）。
   • 原因：球鐵在凝固時(shí)有石墨化膨脹，如果砂型太軟，鑄件會 “漲箱”，導(dǎo)致內(nèi)部縮松嚴(yán)重。
2. 澆注溫度：
   • 一般在 1320℃ - 1360℃。
   • 薄壁件取上限，厚大件取下限。
3. 澆注系統(tǒng)：
   • 半封閉式或封閉式澆注系統(tǒng)，保證擋渣效果。
   • 球鐵對渣非常敏感，渣眼會顯著降低強(qiáng)度。

五、 熱處理工藝（可選，但推薦）

1. 正火 (Normalizing) —— 最常用
   • 工藝：加熱至 860℃ - 900℃，保溫 1-2 小時(shí)，然后空冷。
   • 目的：
     • 消除鑄態(tài)鐵素體，使基體全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。
     • 細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度。
     • 消除網(wǎng)狀碳化物。
2. 去應(yīng)力退火 (Stress Relief Annealing)
   • 工藝：加熱至 550℃ - 600℃，保溫后緩冷。
   • 目的：如果鑄件形狀復(fù)雜，為了防止加工變形，必須進(jìn)行此步驟。

六、 常見缺陷及對策