活塞环单体铸造工艺.doc

活塞环单体铸造工艺
快熔
出铁温度。出铁温度是活塞环主要的铸造工艺参数。它应满足现场生产的最终浇注温度要求,又要满足熔炼工艺要求。生产实践说明,为满足最终温度要求,一般应要求单体铸造活塞环的出铁温度宜≥1480℃;熔炼工艺则要求铁水达到一定的成分,势态【1】及过热温度。笔者认为活塞环过热温度起始点位1430℃【2】是反应式(SiO2)+2[C]→[Si]+2{CO}的发生温度。可以把≥1430℃的铁水状态称为铁水过热。熔池铁水温度<1430℃的铁水成分变化相对小,白口倾向变化不大;当铁水开始过热,铁水中的硅含量由烧损变为增加,碳及合金元素的烧损增大,随着过热温度的提高过热时间的延长,尤其是过热温度的增高,这些变化越大,白口倾向变大。当铁水过热至1510℃左右时,存在一个自脱氧反应的临界点,氧与碳化合成一氧化碳。该临界点温度与铁水成分有关,也和铁水中游离的碳、硅含量有关。当铁水温度低于临界点温度时,铁水氧化相对较大,加入的孕育剂相当一部分没有起到孕育作用而起了脱氧作用,且孕育衰退快,金相组织不够稳定。为获得铁水含氧较低,易生核孕育效果较好的出铁温度应比临界点温度稍高一点。生产实践表明:一般单体铸造环出铁温度宜控制在1510-1530℃,此时孕育效果较好,且有利于减少渣、气孔,铁水有较好的流动性,较易获得细而均布的石墨,珠光体较细;但过热温度再提高或再延长过热时间,则较易恶化石墨形态,出现过冷石墨,增大白口倾向,生产球铁、蠕铁时,球化剂、蠕化剂因球化、蠕化处理温度过高而烧损过大,使球化、蠕化、孕育处理不易控制,且过高温度的出铁温度,会降低炉子的服役期,所以对于一般低合金铸铁、非合金球铁的出铁温度控制在1510-1530℃左右。具体参见表1。
。
材质
处理方法
出铁温度℃
注
基准【3】
Nb-Cr
B
G3
G2
F14
1520
1550
1530
1530
1550
1580
单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造
可锻、半可锻
1560
单体铸造
蠕
铁
堤坝冲入法
密流蠕化
Sinter cast
1540
1530
1550
单体双片
单体双片;单体单片;筒体
单体双片;单体单片;筒体
球
铁
堤坝冲入法
盖包法
密流球化法
喂丝法
1540
1540
1530
1460
单体双片
单体双片
单体双片
短筒体;铁型覆砂
【1】势态,指铁水在某一区域(此处为大于1430℃)在单位瞬间,主要化学成分C、Si等增长或烧损的变化程度。特别是C、Si或CE值的变化呈正值且较大(即增大势头),在铸铁凝固过程中易析出石墨,白口倾向变小;反之,白口倾向变大,石墨不易析出。【2】也有资料认为是1400℃。【3】
金灰铸铁。如低CrMo、CuVTi等大量生产牌号。
。控制出铁温度与铁水成分是活塞环熔炼的重要因素,生产实践说明这还不够,还必需结合快速熔炼才能获得较佳的结果。从加料起到出完铁水,加快这一过程,不但节约电能,提高熔炼生产率,提高炉子服役期,还对活塞环内在质量起了重要影响。铁水温度从接近过热的1430℃到出铁的期间快速升温缩短了过热时间,减慢了铁水势态的变化,铁水成分变化小,减小了铁水白口倾向的变化,从而使金相组织较易控制,能是同一炉铁水内在质量较为均匀一致。生产实践表明:从1430℃到1510-1530℃宜控制在10-20分钟内,熔炉容量小的控制在下限值,反之在上限值,出铁温度高的时间稍长一点。
从上可知要使活塞环内在质量稳定,性能一致,在工艺上必须采用快熔炼即快熔,尤其在铁水从1430℃到出完铁水期间要快。生产表明,不采用快熔,一炉产品的内在质量参差不齐,金相组织、机械性能不易控制。炉子容量大的,这方面更为明显。为达到快熔,在生产中应注意一下事项:
。目前活塞环熔炼用炉打都采用感应炉。高频炉由于炉子太小,升温太快,铁水在炉内搅拌时间不足,铁水成分和温度相对不够均匀,一次出铁水量少,不适合生产用。炉子容量较大的工频炉升温较慢,出铁水大都要多浇包多轮次,在出铁水过程中,空浇包返回到处铁口承接铁水消耗的时间长,迫使出铁水过程中出浇注的最后1-2包铁水外,其他出铁水时间采用小功率保温,实际上延长了炉内铁水的过热时间,加大了同一炉前后产品内在质量的差别。仔细观察炉子熔量≥3t熔炉熔炼的活塞环前后产品的金相组织差别就能发现这一问题。从上述活塞环熔炼用炉不宜选用过小或过大的炉子容量,较适合的为150Kg-。其中150-500Kg中频炉比工频炉频率高,升温快,冷起熔不用开炉块,能一次出完铁水,占地面积较小,适用于