Kuinka valmistaa lujia harmaita valurautaosia lisäämättä jalometalleja, kuten metalliseoksia?

Yksityiskohtainen prosessikulku erittäin lujan HT300-harmaavaluraudan valmistuksessa ilman seostamista

Vaihe 1: Ainesosat ja sulatus – perustan luominen

1. Valitut uunimateriaalit: harkkorauta: käytetään erittäin puhdasta harkkorautaa tai korkealaatuista valurautaa, jolle on ominaista alhainen hivenainepitoisuus (kuten Ti, V, As, Sb jne.). Nämä hivenaineet voivat häiritä grafiitin morfologiaa, mikä ei edistä lujuuden lisäämistä. Rautalohkon koon tulee olla tasainen. Teräsromu: Lisäyksen osuutta on lisättävä merkittävästi, yleensä 30-40 % uunipanoksesta. Vähähiilisen, vähärikkisen puhtaan romuteräksen, kuten leimausosien, hiiliteräsjätteen jne., käytöllä pyritään laimentamaan hiiltä ja epäpuhtauksia sulassa raudassa. Kierrätysmateriaalit: Käytä saman merkin putkia ja jätevaluja vakaan koostumuksen varmistamiseksi. Valvo tiukasti sen osuutta ja puhtautta, jotta vältytään liian monilta epäpuhtauksilta. 2. Tarkka ainesosien laskelma: Ydinidea: Matala hiiliekvivalentti. Tavoitteena on valvoa tiukasti hiiliekvivalenttia (CE) kapealla alueella 3,8–4,0 %. Hiili (C): Tavoitearvoksi on asetettu 2,9 % -3,2 %. Hiilipitoisuuden vähentäminen suurella teräsromun osuudella. Pii (Si): Alkupiitä uunissa säädetään 1,2 % - 1,5 %:iin, jolloin jää riittävästi lisätilaa myöhempää inkubaatiokäsittelyä varten. Mangaanin (Mn) ja rikin (S) välinen tasapaino on ratkaisevan tärkeää. Tavoitteena on säätää rikkipitoisuutta välillä 0,07 % - 0,12 % ja sitten laskea lisätyn mangaanin määrä kaavan Mn % ≈ 1,7 × S %+0,3 % mukaan. Tämän perusteella mangaanipitoisuus on yleensä 0,8-1,0 %. Tämä varmistaa hyödyllisten MnS-yhdisteiden muodostumisen ja edistää perliitin muodostumista. Fosfori (P): Se on rajoitettava tiukasti alle 0,08 %:iin, koska fosfori voi heikentää valuraudan sitkeyttä ja lujuutta. 3. Korkean lämpötilan sulatus: Keskitaajuista induktiouunia käytetään sulatukseen tasaisen koostumuksen ja tarkan lämpötilan säädön varmistamiseksi. Laskulämpötilan tulee olla yli 1520 ℃. Korkean lämpötilan sulatuksen tarkoituksena on täysin vähentää sulan raudan kaasu- (vety, typpi) pitoisuutta. Täysin kellua ei-metalliset sulkeumat puhtaan sulan raudan saamiseksi. Jätä riittävästi lämpövaraa myöhempää käsittelyä ja kaatamista varten.

Vaihe 2: Uunin esikäsittely ja kaataminen - tarkka ohjaus

1. Uunin komponenttien nopea analyysi ja säätö: Ota rautanestenäytteitä spektrianalyysiä tai lämpöanalyysiä varten saadaksesi nopeasti todellisen C-, Si-, Mn-, P- ja S-pitoisuudet. Hienosäädä tulosten mukaan varmistaaksesi, että kaikki elementit ovat tavoiteikkunan sisällä, erityisesti hiiliekvivalentti. 2. Tehokas inkubaatiohoito: Tämä on koko prosessin sielu. Vähähiilisessä ekvivalenttiolosuhteissa sulan raudan taipumus valkohomeiksi on erittäin korkea, ja valkohometta on eliminoitava ja grafiitti jalostettava voimakkaalla siirrostuksella. Ymmärrettävien aineiden valinta: Valitse ymppäysaineet, joilla on vahva hajoamis- ja ydintymiskyky, kuten strontiumia (Sr) sisältävä ferropiitä tai bariumia (Ba) sisältävää ferropiitä. Inkubointiprosessi: Virtausinokulaatiomenetelmän käyttöönotto. Sillä hetkellä, kun sula rauta valuu senkosta kaatokuppiin, käytetään erillistä ymppäyssyöttölaitetta, joka lisää tasaisesti 0,2-0,7 mm hiukkaskokoisia ymppäysaineita sulan raudan virtaukseen. Lisäysmäärä: säädetty 0,3-0,5 %:iin (sulan raudan painosta). Vaikutus: Välitön inkubaatio voi tuottaa suuren määrän grafiittikideytimiä ennen sulan raudan kiinteytymistä, jolloin saadaan A-tyypin grafiittia (hienoja hiutaleita, tasainen jakautuminen) ja se estää tehokkaasti sementiitin ilmestymisen reunoihin. Grafiitin jalostus johtaa suoraan matriisiperliitin jalostukseen. 3. Kaatamisen ja jäähdytyksen ohjaus: Kaatolämpötila: Riittävän täytön varmistamiseksi käytetään alempaa kaatolämpötilaa, yleensä välillä 1320 ℃ - 1350 ℃. Matalan lämpötilan valu auttaa lisäämään alijäähdytystä ja jalostamaan eutektisia klustereita. Valuprosessi: Suositeltu menetelmä on hiekkapäällysteinen rautavalu, joka on tehokkain tekniikka suuren lujuuden saavuttamiseksi. Käytä ulkomuotona metallimuottia (rautatyyppistä) ja peitä sen työpinta 4-8 millimetrin paksuisella hiekkavuorauksella. Tämä prosessi voi parantaa huomattavasti jäähdytysnopeutta ja pakottaa sulan raudan nopeaan jähmettymiseen. Nopean jäähdytyksen edut: erittäin hienojakoisia mustehiutaleita. Perliitin kerrosten välisen etäisyyden hienosäätö on avain lujuuden parantamiseen. Tee valukappaleen kokonaisrakenne tiheämmäksi ja yhtenäisemmäksi. Kylmän raudan käyttö: Tavallisessa hiekkavalussa on tarpeen sijoittaa ulkopuolista kylmärautaa kohtuudella valun paksuihin ja kuumiin osiin, jotta nämä osat jähmettyvät synkronisesti ohutseinäisten osien kanssa, estetään kutistumista ja löystymistä sekä jalostetaan paikallista rakennetta.

Kolmas vaihe: jälkikäsittely ja tarkastus

1. Hiekan puhdistus ja lämpökäsittely: Valukappaleen jähmettymisen jälkeen se jätetään muottiin riittävän pitkään, kunnes se on faasimuutoslämpötilan alapuolella, ja sitten laatikko täytetään hiekalla liiallisen sisäisen jännityksen välttämiseksi. Suorita jännityksenpoistohehkutus, yleensä lämpötilassa 520 ℃ -550 ℃, pidä 2-4 tuntia ja jäähdytä sitten uunissa. Erityistä huomiota: Hehkutuslämpötila ei saa ylittää 720 ℃, muuten hieno hiutalemainen helmi muuttuu pallomaiseksi, mikä johtaa lujuuden ja kovuuden heikkenemiseen. 2. Tiukka laaduntarkastus: Mekaaniset ominaisuudet: Yksittäiset valetut tai kiinnitetyt testitangot kaadetaan pitkin linjaa, ja vetolujuus mitataan yleisellä testauskoneella yli 300 MPa:n vakauden varmistamiseksi. Metallografinen tutkimus: Tarkista näytteen tai testitangon metallografinen rakenne. Kohdeorganisaatio on: ≥ 95 % hienojakoista lamelliperliittiä+pieni, tasaisesti jakautunut A-tyypin grafiitti (suositeltava grafiitin pituus 3-4 astetta)+ei vapaata sementiittiä. Kovuustesti: Mittaa Brinell-kovuus valurungosta. HT300:n kovuus ilman metalliseosta on yleensä välillä 190-220HBW, mikä on normaali ilmiö.

Yhteenveto ja tärkeimmät vinkit:

Lejeerinkittömän HT300:n onnistunut tuotanto perustuu tarkkaan toisiinsa lukittuvien komponenttien ketjuun: erittäin puhdas uunimateriaali + vähähiilinen vastaava kaava + korkean lämpötilan puhdas sulaminen + tarkka Mn/S-tasapaino + tehokas välitön inkubaatio + pakotettu nopea jäähdytys. Kaikkien näiden linkkien hallinnan menetys voi johtaa riittämättömään lujuuteen tai kovien ja hauraiden vaiheiden ilmaantumiseen. Tämä on prosessi, joka vaatii erittäin korkeaa hallintaa ja teknistä toteutusta, mutta kun se hallitaan, se voi merkittävästi vähentää tuotantokustannuksia ja parantaa tuotteiden kilpailukykyä.