益恒機械鑄造是生產(chǎn)機床鑄件廠家，為了高強度的灰鑄鐵，其機床鑄件的抗拉強度在300N/mm2以上，我公司在生產(chǎn)機床鑄件十幾年工作經(jīng)驗中不斷總結(jié)，單從提高強度方面來講，其方法有二種。
方法一：改變爐料的組成，增大廢鋼的加入量，從而降低碳當量并進行包內(nèi)孕育處理。
方法二：加入少量合金元素與孕育相結(jié)合的措施。方法一由于降低了碳、硅含量，其碳當量較低，減少了石墨數(shù)量，細化了石墨，增加了初析奧氏體枝晶量，從而提高了機床鑄件的強度，但同時碳當量的降低會導致機床床身鑄件性能的降低，機床床身鑄件斷面敏感性增大，機床鑄件內(nèi)應(yīng)力增加，硬度上升，加工困難等問題。
方法二利用在爐前加入少量合金元素，可適當促進和強烈穩(wěn)定機床鑄件內(nèi)部珠光體的形成，并部分細化珠光體，強化鐵素體，形成適量的碳化物，同時應(yīng)使原鐵液保持較高的碳當量，使其白口傾向減少，鑄造性能好，不易產(chǎn)生縮孔、縮松現(xiàn)象。經(jīng)過比較，再根據(jù)我廠機床床身鑄件結(jié)構(gòu)的特點(結(jié)構(gòu)復雜、薄壁鑄件高強度)，于是我們決定采用 種方法，經(jīng)過多次分析和比較決定選用銅、鉻兩鐘合金同時使用及孕育處理相結(jié)合的方法來進行低合金化高強度機床鑄件的試生產(chǎn)。
為了確保機床鑄件廠家低合金化高強度機床鑄件的試制成功，找出了一些在實際生產(chǎn)中影響低合金化高強度機床鑄件試制的一些主要問題，進行因果分析。例如：原材料、操作、方法等，并對這些主要問題實行整改措施，具體落實到工作人員、檢查人員，從而使得這些問題在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中事先就了控制，以新產(chǎn)品試制成功。
一、解決方案
(1)、配料計算
A：通過計算，確保各原料 佳的加入比例：廢鋼25%；新生鐵30%；回爐鐵20%； 留用鐵水為25%，使原鐵水的化學成分達到其要求。
(2)、電爐熔煉工藝
A：選擇合理的投料順序
留用鐵水……廢鋼……熔劑……新生鐵……回爐鐵……硅錳鐵……除渣……增碳劑……合金……陳渣
B：變質(zhì)劑鐵水包內(nèi)處理
C：孕育劑鐵水包內(nèi)處理
(3)爐前控制
A：光譜分析試樣，調(diào)整其化學成分
B：用濕型三角試片檢測，原鐵水白口寬度一般控制在4毫米以下
(4)化學成分的選擇
A：原鐵水應(yīng)保持較高碳當量，以使鐵水具有良好流動性
B：鐵水在相同的碳當量下，選用高碳硅比(C/Si)
C：提高鐵液的出鐵溫度， 以使鐵水具有良好鑄態(tài)性能
(5)溫度控制
A：熱點隔測1520℃出鐵水
B：1480℃澆鑄
(6)原料
A：采用 的新生鐵，干凈的廢鋼
B：硅鐵、錳鐵、增碳劑的含量，以其吸收率
(7)變質(zhì)劑、孕育劑、合金的加入量(以出1.2噸鐵水為例)
A：按熔煉工藝要求，變質(zhì)劑(氮化鉻)按0.3%稱量加入
C：孕育劑(鍶硅)按0.5%稱量加入
五、具體實施
各原料按配料百分比各自加入，含碳量用增碳劑調(diào)整;含硅量則用75%硅鐵調(diào)整；含錳量用65%錳鐵調(diào)整;磷和硫的含量均小于要求值，熔煉時鐵水溫度控制在1500℃——1520℃之間。
(一)、低合金化高強度灰鑄鐵(HT300)的理論設(shè)計和實際效果。
(二)、在實際測試中，出鐵水溫度控制在1500℃——1520℃之間，澆鑄溫度控制在1470℃——1490℃之間，鐵水的含碳量控制在c=3.15(%)——3.25(%)；硅控制在Si=2.10(%)——-2.30(%)時;將合金：(銅)按1.2%比例加入，氮化鉻與孕育劑(鍶硅)按0.6%：1.0%加入時，發(fā)現(xiàn)抗拉強度可以達到360N/mm2敲三角試片，白口寬度在6——-9毫米之間，同時鐵水流動性差，敲開鑄件，從它的斷面上可以看到，雖然斷面晶粒較細，但機床鑄件斷面的顏色呈銀灰色，機床鑄件的薄壁處有“白口”現(xiàn)象出現(xiàn)，而且敲打機床鑄件，發(fā)現(xiàn)機床床身鑄件有脆化的趨勢，機加工時，發(fā)現(xiàn)機床床身鑄件內(nèi)部有縮松現(xiàn)象發(fā)生，同時硬度達到HB240左右，給機加工帶來困難。
經(jīng)過多次反復調(diào)整， 終確定了合金：(銅)按0.9%加入；氮化鉻與孕育劑(鍶硅)按0.3%：0.6%加入，鐵水的含碳量控制在C=3.30(%)——3.35(%)之間，含硅量控制在Si=1.70(%)——-1.90(%)之間，此時機床鑄件的抗拉強度仍可達到320N/mm2以上，同時鐵水的流動性好，機床床身鑄件的各項性能指標都表現(xiàn)良好，而在鐵水保持高碳當量時，應(yīng)有較高的碳量、較低的硅量，這樣在添加合金后能獲得 好的強度和斷面均勻性、防止硅增加鐵素體、粗化珠光體、中和合金元素的作用。同時，在機加工時，發(fā)現(xiàn)機床鑄件內(nèi)部的縮松現(xiàn)象也不見了，三角試片白口寬度降至4毫米以下，而機床鑄件硬度仍可保持在HB=180—200左右，床身鑄件薄壁處未出現(xiàn)“白口”現(xiàn)象，通過這樣不斷反復調(diào)整，終于生產(chǎn)出合格的機床床身鑄件。
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