Pelēkā čuguna apstrādes grūtību analīze

---

Lai atrisinātu pelēkā čuguna lējuma apstrādes problēmas uzņēmumā, tika analizētas lietuves cūku un lējumu sastāvdaļas un īpašības ar optisko mikroskopu, skenējošu elektronu mikroskopu, Brinela cietību, mikro Vikersa cietību un spektra analīzi. Rezultāti liecina, ka 26# čuguna S un P saturs bija virs augšējās puses, 22# čuguna Si saturs ir zems, tāpēc ķīmiskais sastāvs neatbilst kritērijiem. Lējumu oglekļa ekvivalents ir 4.36%, kas pieder pie augsta oglekļa ekvivalenta lējumiem. Si un C attiecība ir 0.46, kas ir zemākajā pusē. Si un Mn saturs lējumos ir zems, turklāt Cr saturs ir augsts, kas ir pietiekams, lai radītu dzesēšanas fenomenu, vairākos lējumos ir V elements. Lējuma mikrostruktūra ir ferīts, perlīts, grafīts un karbīds. Dažas karbīda daļas satur Cr, V un citus mikrosakausējumus, un mikrocietība pārsniedz 1 HV, kas ir galvenais apstrādes grūtību cēlonis. Tāpēc, lai uzlabotu apstrādes jaudu, pirmkārt, V un Cr saturs nedrīkst pārsniegt standartu. Otrkārt, Si saturs ir jāpalielina un vispirms jāizvēlas inokulācijas pievienošana. Prasīgiem lējumiem karbīdu var sadalīt ar grafitizācijas atkvēlināšanu.

Plānsienu pelēko čuguna lējumu baltie stūri ir bieži sastopami lējumu defekti [1-4]. Parasti maziem lējumiem ir plānas sienas un tie tiek izlieti zaļās smiltīs. Lai gan izkausētā čuguna ķīmiskais sastāvs ir kvalificēts, lējuma sieniņu biezuma un lējuma siltumvadītspējas ietekmes dēļ viena un tā paša lējuma biezās un plānās daļas. Gan iekšpuse, gan ārpuse var iegūt atšķirīgu organizāciju. Īpaši uz lējumu stūriem ir nosliece uz baltām mutēm, kas rada grūtības apstrādē, kā rezultātā veidojas tā sauktais "cietais materiāls". Lielākā daļa pelēkā čuguna daļu "materiāls ciets" atrodas neapstrādātās daļas daļā. Piemēram: malas un stūri, rievas, izliektas virsmas, virsmas utt. Materiāla cietība lielā mērā ir saistīta ar baltās mutes tendenci. Lai risinātu sarežģītās apstrādes problēmas konkrēta uzņēmuma lējumu faktiskajā ražošanā, šajā rakstā tiek veikts sistemātisks pētījums, analizēti "cieto materiālu" cēloņi un piedāvāti atbilstoši risinājumi.

1 Eksperimentālie materiāli un metodes

Liešanas čuguna 22#, 26# un mašīnu liešanas numurs 0# paraugi tika ņemti uz vietas. Tika veikta attiecīgi paraugu ņemšana ar stieples griešanu, kā arī optisko audu un skenēšanas audu novērošana. Ķimikālijas uz čuguna un lējumiem
Sastāva pārbaude, lai izslēgtu mikroelementu ietekmi uz lējumu apstrādes veiktspēju. Lējumu paraugi metalogrāfiskai novērošanai tika ņemti ZEISS optiskajos un skenējošajos mikroskopos, cietības pārbaudei tika izmantots HBS-3000 digitālais Brinela cietības testeris un HTM-1000TM mikrocietības testeris. Čuguna un lējumu ķīmiskais sastāvs parādīts 1. tabulā.

C	Si	Mn	P	S	W	Te	Bi	Cr	V	Ce	B	Mo
0 # 3.73	1.75	0.17	0.15	0.12	≤ 0.01		5		5	0.11	0.027	0.01	0.004	4	≤ 0.01
22 # 4.08	1.86	0.055	0.07	0.02	≤ 0.01		5		5	≤ 0.010	≤ 0.010	0.01	0.002	2	≤ 0.01
26 # 3.38	2.51	0.17	0.45	0.095	≤ 0.01		5		5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤ 0.01

2.1. Ķīmiskā sastāva analīze

Ja pelēkā čuguna ogleklis eksistē karbīdu veidā, tas palielina balināšanas tendenci, kas apgrūtina apstrādi un izraisa tā saukto "cietā materiāla" problēmu. Tāpēc pelēkajam čugunam ir jāsamazina balināšanas tendence, lai ogleklis pastāvētu grafīta formā. Dažādiem elementiem ir atšķirīga ietekme uz grafitizācijas procesu, un daži paātrina akmeņi
Krāsošana, daži palēnina grafitizāciju. Vispārīgi runājot, lielākā daļa elementu, kas var vājināt savienojuma spēku starp dzelzs un oglekļa atomiem un palielināt dzelzs atomu pašdifūzijas spēju, var veicināt čuguna grafitizāciju; pretējā gadījumā tas kavēs čuguna grafitizāciju, tas ir, palielinās mutes baltuma tendence. . Čuguna pārbaudei
Čuguna kvalitāte un mikroelementu ietekmes uz lējumu balināšanu novēršana. Tika pārbaudīti pieci izejmateriālu un lējumu elementi un parastie balināšanas elementi. Katrs paraugs tika pārbaudīts uz 13 elementiem. Kopumā tika pārbaudītas 39 čuguna un lējumu partijas. Ķīmiskais sastāvs ir parādīts 1. tabulā.

Ķīnas čuguna čuguna standarts (GB/T 718-2005) [5], standartā 22# čuguna Si saturs ir 2.00% ~ 2.40%, un Si saturs 26# čuguna ir 2.40% ~ 2.80%. Saskaņā ar 2. tabulu uzņēmuma čuguna 22# un 26# tests parādīja, ka čuguna 22# Si saturs bija 1.86, kas neatbilst standarta zemākajai robežai.
Tas atbilst standartam, un arī Mn saturs ir zems. 26# čuguna P un S saturs ir pārāk augsts, P saturs sasniedz 5. līmeni, S saturs pārsniedz standartu un satur noteiktu daudzumu Cr. Lējuma 0# testa sastāvs rāda, ka tikai balinošo elementu Cr saturs ir sasniedzis balināšanas tendenci, bet pārējo mikroelementu saturs nav sasniedzis minimālo balināšanu izraisošo saturu, tāpēc ietekme ir niecīga. Salīdzinot ar piecu elementu atlasi "Lējuma rokasgrāmatā" [6], var redzēt, ka oglekļa saturs šajā pētījumā lējumos ir salīdzinoši augsts, Si saturs ir salīdzinoši zems un Mn saturs ir salīdzinoši zems. .

2.2 Cietības tests

HBS-3000 digitālā displeja Brinela cietības testā tests ir 1875 N, ievilkšanas diametrs ir 2.5 mm, un 5 testu cietība ir parādīta 2. tabulā. Digitālajā mikrocietības testā baltais laukums optiskajā fotoattēlā tika atzīmēta ar mikrocietību. Rezultāti ir parādīti 3. tabulā. Tāpēc, lai gan matricas vidējā makroskopiskā cietība ir ļoti zema, tikai Brinela cietība ir aptuveni 145 HB, tās lokālās zonas cietība ir ļoti augsta, sasniedzot Vikersa cietību aptuveni 1 HV . Jo mazāka bedre, jo augstāka ir cietība. Saskaņā ar literatūru fosfora eitektikas cietība ir 000–500 HV, ledeburīta ≤ 700 HV un karbīda > 800 HV.

Līdz ar to cietības analīzes rezultāti liecina, ka baltais laukums ir ciets un trausls cementīta karbīds, kas pamatā izslēdz fosfora eitektiku, kas ir galvenais cietā materiāla cēlonis. Lai precīzi noteiktu šī karbīda sastāvu, ir nepieciešama enerģijas spektra analīze.

2.3. Enerģijas spektra analīze

Optiskā baltā laukuma daļējs palielinājums parādīts 2. un 3. attēlā. To raksturo padziļināto caurumu sadalījums matricā un eitektikas raksturlielums. Tāpēc šīs zonas enerģētiskā analīze parāda, ka elementi, kas atrodas zonas padziļinājumā, ir Fe, P un C elements, tāpēc tas tiek vērtēts kā Fe3 (C, P), P elements tiek uzglabāts.
Segregācija. P elements padziļinājumā ir augstāks, nevis eitektisks produkts, bet caurums, kas veidojas galīgās sacietēšanas un saraušanās rezultātā. 4. attēls Enerģijas spektra analīzes rezultāti parāda, ka papildus Fe, P un C elementiem baltais laukums satur Cr un V, veidojot sakausējuma karbīdus, kas ir arvien cietāki.
Veikt griešanu.

2.4 Organizatoriskā analīze

Optiskā fotogrāfija parāda metalogrāfisko struktūru lējumam, kas izgatavots, kodinot ar 4% slāpekļskābes spirtu, kā parādīts 5. attēlā. Starp tiem a, b, c un d ir lējuma pamatstruktūra, un e, f, g un h ir lējuma malu struktūra. a, b, c, d un e, f, g, h atbilst 50, 100, 200 un 1,000 reižu audu fotogrāfijām. Skenētais audu fotoattēls ir parādīts 6. attēlā, un bultiņa norāda uz balto laukumu attiecīgajā optiskā audu fotoattēlā, kas ir karbīds. Balto bloku laukumi ir karbīdi, pārslas ir grafīts, bet pelēkās zonas ir perlīts. Redzams, ka metalogrāfiskā struktūra ir ferīts + perlīts + grafīts + karbīds, kauliņu struktūra. Malu baltums acīmredzami ir nopietnāks nekā sirds. Salīdzinot ar GB/T7216-2009, redzams, ka [7], sirds audi ir sākuma
Neapstrādāta zvaigžņu formas F tipa grafīta garums ir aptuveni 150 μm un platums aptuveni 5 μm. To veido izkausētais dzelzs ar augstu oglekļa saturu relatīvi lielos zemdzesēšanas apstākļos. Malas slāņa struktūra ir smalks cirtains grafīts, kas savākts krizantēmai līdzīgā B tipa grafīta izplatībā. Garums ir aptuveni 100 μm un platums ir 3 μm. Nosakiet karbīdu skaitu
Karbīda daudzums sirds audos ir aptuveni 5%, sasniedzot 3. līmeni. Karbīdu daudzums malas audos ir aptuveni 10%, sasniedzot 4. līmeni. Kad ogleklis ir grafīta formā, grafītu var izmantot eļļošana apstrādes laikā, un griešana ir vienkārša. Ja ogleklis eksistē karbīda (Fe3C) formā, jo Fe3C cementīts ir ciets un trausls, apstrāde ir sarežģīta, jo īpaši, ja tas satur citus leģējošus elementus (piemēram, Cr), sakausējuma cementītu ((Fe, M) 3C) Šis savienojums ir grūtāk un grūtāk griezt, un apstrādes laikā rodas tā sauktā "cietā materiāla" problēma [8]. Tāpēc pelēkā čuguna detaļu liešanas procesā ir jāsamazina oglekļa daudzums, lai izvairītos no karbīdu parādīšanās, un nepieciešamības gadījumā jāveic daži pasākumi, lai veicinātu oglekļa grafitizāciju.

3 Analīze un diskusija

Galvenie faktori, kas ietekmē lējumu apstrādes veiktspēju, ir čuguna ķīmiskais sastāvs un sacietēšanas dzesēšanas ātrums. Oglekļa saturs un silīcija saturs čuguna ķīmiskajā sastāvā ir divi vissvarīgākie kontrolējošie faktori. Lējuma dzesēšanas ātrums galvenokārt ir atkarīgs no lējuma sieniņu biezuma. Ja oglekļa un silīcija saturs čugunā ir nemainīgs, jo plānāka ir liešanas siena, jo lielāka ir čuguna tendence balināt. Ja lējuma sieniņu biezums ir nemainīgs, jo lielāks ir kopējais oglekļa un silīcija saturs čugunā, jo rūpīgāka ir čuguna grafitizācijas pakāpe.

Lējuma oglekļa ekvivalents šajā pētījumā ir 4.36%, kas ir lējums ar augstu oglekļa ekvivalentu; Si/C attiecība ir 0.46, kas ir zema. Palielinot oglekļa ekvivalentu, grafīta pārslas kļūst biezākas, to skaits palielinās, kā arī samazinās izturība un cietība. Si/C palielināšana var samazināt mutes baltuma tendenci.

Pelēkā čuguna ražošanā jāņem vērā arī pārkaršanas un grūtniecības ietekme. Izkausētā dzelzs temperatūras paaugstināšana noteiktā diapazonā var padarīt grafīta izsmalcinātību, matricas struktūru smalkāku, palielināt stiepes izturību un samazināt cietību. Ir nepieciešams vispusīgi apsvērt lādiņa sastāvu, kausēšanas iekārtas un ķīmiskā sastāva enerģijas faktorus. Inokulācijas apstrāde ir sēšanas līdzekļa pievienošana izkausētajam dzelzs, lai mainītu izkausētā dzelzs metalurģisko stāvokli, pirms kausētais dzelzs nonāk liešanas dobumā, un, lai palielinātu ne-spontāno kodolu, ir grafīta attīrīšana. Tādējādi uzlabojot čuguna mikrostruktūru un veiktspēju. Parastie inokulanti ir ferosilīcijs, kalcija silīcijs un grafīts. Apvienojot mūsu produkciju un ražošanas izmaksas, ieteicams izmantot ferosilīciju (75% silīcija, pievienošanas daudzums ir aptuveni 0.4% no izkausētā dzelzs svara). Otrkārt, bārija ferosilīcijs un stroncija ferosilīcijs. Ferosilīcijs inokulē ātras darbības efektu, sasniedzot maksimumu 1.5 min laikā un pēc 8–10 minūtēm nokrītot līdz negrūtniecībai, kas var samazināt pārdzesēšanas pakāpi un baltuma tendenci, palielināt eitektisko kopu skaitu, veidojot A-tipu. grafīts, uzlabo sekcijas viendabīgumu un palielina pretestību. Stiepes izturība ir 10-20 MPa. Trūkumi: slikta izturība pret sabrukšanu. Ja vēlīnās inokulācijas process netiek izmantots, tas nav ideāli piemērots lielām sieniņu biezuma atšķirībām un ilgam ieliešanas laikam.

Bārija ferosilīcijam ir spēcīgāka spēja palielināt eitektisko kopu skaitu un uzlabot sekciju viendabīgumu nekā ferosilīcijs. Spēja pretoties lejupslīdei ir spēcīga, un inokulācijas efektu var saglabāt 20 minūtes. Piemērots dažādu kategoriju pelēkā čuguna detaļām, īpaši piemērota liela mēroga biezu sienu detaļām un ražošanas apstākļiem ar ilgu liešanas laiku.

Stroncija ferosilīcijam ir par 30% līdz 50% lielāka baltuma samazināšanas spēja nekā ferosilīcijam, un tam ir labāka sekciju viendabība un pretsabrukšanas spēja nekā ferosilīcijs. Tajā pašā laikā tas nepalielina eitektisko kopu skaitu, ir viegli šķīstošs un tajā ir mazāk izdedžu. Plānās sienas daļas, īpaši detaļas, kurām nepieciešama saraušanās un noplūde ar augstu eitektisko kopu, nav vēlamas.

Mn saturs lējumos šajā pētījumā ir zems. Mangāns pats par sevi ir elements, kas kavē grafitizāciju, bet mangāns var kompensēt sēra spēcīgo balinošo efektu. Tāpēc sēra iedarbības kompensācijas robežās mangānam faktiski ir nozīme grafitizācijas veicināšanā. Prakse ir pierādījusi, ka mangāna satura palielināšana var ne tikai palielināt un attīrīt perlītu, bet arī nav kaitīgi pienācīgi atslābināt sēra kontroli. Tāpēc ieteicams attiecīgi palielināt Mn saturu.

4 Secinājums

Galvenais iemesls lējumu apstrādes grūtībām šajā pētījumā ir cementīta karbīdu parādīšanās, jo īpaši Cr, V un citus elementus saturošu sakausējumu cementīta karbīdi ir galvenais apstrādes grūtību iemesls. Lai uzlabotu šo problēmu, pirmā ideja ir samazināt vai likvidēt karbīdus organizācijā. Lējumu sastāva maiņa un ražošanas procesa pielāgošana ir efektīvi veidi. Apvienojumā ar konkrēto lējumu ražošanas situāciju šajā pētījumā ir izvirzīti šādi ražošanas ieteikumi:

• (1) Lai palielinātu silīcija saturu, pirmā izvēle ir pirms ieliešanas pievienot inokulantu. Ferosilīcijam (75% silīcija) var izmantot arī bārija ferosilīciju un stroncija ferosilīciju atkarībā no liešanas laika un ietekmes uz vietas. Ieteicams izmantot saliktos inokulanti (Si-Ba un RE-Si).
• (2) Palieliniet mangāna saturu lējumā, lai kompensētu sēra spēcīgo baltās mutes efektu.
• (3) Uzlabot čuguna kvalitāti. 26#Cuguns P un S saturs ir pārāk augsts.
• (4) Samaziniet Cr saturu lējumos. Lielais Cr saturs (>0.1) lējumos jau var radīt balināšanas efektu. Cr var ievērojami palielināt cietību un sabojāt apstrādes veiktspēju.

Saite uz šo rakstu ： Pelēkā čuguna apstrādes grūtību analīze

Paziņojuma atkārtota izdrukāšana: ja nav īpašu norādījumu, visi šīs vietnes raksti ir oriģināli. Lūdzu, norādiet atkārtotas drukāšanas avotu: https: //www.cncmachiningptj.com/，paldies！

---

PTJ CNC veikals ražo detaļas ar izcilām mehāniskām īpašībām, precizitāti un atkārtojamību no metāla un plastmasas. Pieejama 5 asu CNC frēzēšana.Augstas temperatūras sakausējuma apstrāde diapazons mākoņains Inconel apstrāde,monela apstrāde,Geek Askoloģijas apstrāde,Karpu 49 apstrdana,Hastelloy apstrāde,Nitronic-60 apstrāde,Hymu 80 apstrāde,Instrumentu tērauda apstrādeutt. Ideāli piemērots kosmosa lietojumiem.CNC apstrāde ražo detaļas ar izcilām mehāniskām īpašībām, precizitāti un atkārtojamību no metāla un plastmasas. Pieejama 3 un 5 asu CNC frēzēšana. Mēs stratēģēsimies ar jums, lai sniegtu visrentablākos pakalpojumus, lai palīdzētu sasniegt jūsu mērķi. Laipni lūdzam sazināties ar mums ( sales@pintejin.com ) tieši jūsu jaunajam projektam.