球墨鑄鐵基本知識講座(富士與)

1、FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨鑄鐵基本知識講座球墨鑄鐵基本知識講座參加人員：參加人員：FJW鑄造部品證人員鑄造部品證人員FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.鑄鐵的種類鑄鐵的種類按照石墨形態(tài)可分為下列五種：按照石墨形態(tài)可分為下列五種：灰口鑄鐵：片狀石墨灰口鑄鐵：片狀石墨球墨鑄鐵：球狀石墨球墨鑄鐵：球狀石墨蠕墨鑄鐵：蠕蟲狀石墨蠕墨鑄鐵：蠕蟲狀石墨白口鑄鐵：石墨以碳化物形式存在白口鑄鐵：石墨以碳化物形式存在可鍛鑄鐵：團(tuán)絮狀石墨可鍛鑄鐵：團(tuán)絮狀石墨球墨鑄鐵球墨鑄鐵灰口鑄鐵灰口鑄鐵球化率

2、球化率70%以上以上FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨鑄鐵的基本要求球墨鑄鐵的基本要求鐵素體基地：鐵素體基地：FCD400A，耐蝕性與奧氏體相似耐蝕性與奧氏體相似珠光體基地：珠光體基地：FCD600鐵素體與珠光體混合基地鐵素體與珠光體混合基地機(jī)械性能：機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度： 硬度：硬度： 延伸率：延伸率：石墨數(shù)：石墨數(shù)：抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 延伸率延伸率 硬度硬度HB 基地基地400Mpa 15% 121197 F450Mpa 12% 143217 F500Mpa 7% 187255 F+ P550Mpa 5% 192269 P+

3、 F600Mpa 3% 192269 P700Mpa 2% 245295 P一般要求一般要求100個(gè)個(gè)/mm2基地組織：基地組織：一般可允許一般可允許5%碳化物碳化物球化率：一般要求球化率：一般要求80%FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨鑄鐵的種類球墨鑄鐵的種類(1)按照牌號按照牌號(材質(zhì)材質(zhì)),可分為以下幾類可分為以下幾類:QT400-15/18 ,延伸性與沖擊性能好延伸性與沖擊性能好,耐寒耐寒 ,如轉(zhuǎn)向節(jié)如轉(zhuǎn)向節(jié)QT450-12:HUB類類QT500-7/10:QT550-5:SABS殼體殼體/支架支架QT600-3:TFS CD

4、90CASE-BQT700-2:JOHN DEERE YOKE / SUPPOTFJW:球鐵代號為球鐵代號為FCD中國中國 GB QT日本日本 JIS FCD德國德國 DIN GGGFUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨鑄鐵的種類球墨鑄鐵的種類(2)富士和生產(chǎn)的大多數(shù)球鐵為高硅高鉬球鐵富士和生產(chǎn)的大多數(shù)球鐵為高硅高鉬球鐵,如如:排氣管排氣管渦輪殼渦輪殼ELBOW其主要特性為其主要特性為: 耐高溫耐高溫, 耐腐蝕耐腐蝕.Mo 0.5 1.1%Si 3.75 4.5%發(fā)動機(jī)部品工作溫度：發(fā)動機(jī)部品工作溫度： FCD 750 高硅高鉬高硅高鉬8

5、40 Ni奧氏體奧氏體900FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨鑄鐵產(chǎn)生機(jī)理球墨鑄鐵產(chǎn)生機(jī)理(1)：沒有人能解釋球墨鑄鐵的形成原因沒有人能解釋球墨鑄鐵的形成原因原湯原湯 + 球化劑球化劑 =球墨鑄鐵球墨鑄鐵片狀石墨片狀石墨球狀石墨球狀石墨元素元素： 鎂 Mg 鈣 Ca 鈰 Ce 鑭 La 釔 Y載體載體: 金屬 Mg 合金 NiMg 鎂硅鐵 MgFeSi 混合稀土金屬FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.OSMg大顆粒的MgO, MgS and Mg-Si-oxide小顆粒的MgO,

6、MgS and Mg-Si-oxide=+球墨鑄鐵產(chǎn)生機(jī)理球墨鑄鐵產(chǎn)生機(jī)理(2)FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.FJW使用球化劑使用球化劑:MgFeSi球化劑球化劑Mg + S = MgSCa + S = CaSRE + S = RE-SMg + Si + 3O = MgSiO32Mg + Si + 4O = Mg2SiO4Mg- 吸收率吸收率:60 - 80%Mg殘留量殘留量:0.025%球化劑的種類球化劑的種類金屬金屬 Mg 合金合金 NiMg 鎂硅鐵鎂硅鐵 MgFeSi 混合稀土金屬混合稀土金屬球化劑組成球化劑組成Mg:57%Si

7、 :4050%Ca:1.83%Al: 1.5%RE:1.53%FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.降低反應(yīng)程度降低反應(yīng)程度孕育效果孕育效果增加鎂吸收率增加鎂吸收率增加夾渣物形增加夾渣物形成趨勢成趨勢脫脫 S 和和 O使石墨球化使石墨球化中和干擾元素中和干擾元素降低反應(yīng)程度降低反應(yīng)程度過量時(shí)增加白口趨勢過量時(shí)增加白口趨勢過量時(shí)惡化石墨過量時(shí)惡化石墨形態(tài)孕育效果形態(tài)孕育效果脫脫 S 和和 O使石墨球化使石墨球化增加白口趨勢增加白口趨勢增加夾渣形成趨勢增加夾渣形成趨勢過量時(shí)吸收率過量時(shí)吸收率低且反應(yīng)劇烈低且反應(yīng)劇烈球化劑中元素的作用球化劑中元素的

8、作用FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.Molten iron Ladle Cover Treatment alloy Sandwich三明治法三明治法球化處理的方法球化處理的方法喂絲法喂絲法包內(nèi)球化包內(nèi)球化型內(nèi)球化型內(nèi)球化FJW采用包內(nèi)轉(zhuǎn)包球化采用包內(nèi)轉(zhuǎn)包球化,采用三明治法采用三明治法一般：一般：0.91.1%球化劑球化劑 0.5%覆蓋劑覆蓋劑FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的原因球化不良的原因鐵水的化學(xué)成分鐵水的化學(xué)成分球化溫度球化溫度球化劑的影響球化劑的影響球化衰退球化

9、衰退球化桶與球化反應(yīng)室的影響球化桶與球化反應(yīng)室的影響FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.鐵水的化學(xué)成分鐵水的化學(xué)成分S含量超出：含量超出：0.02%有害微量元素如有害微量元素如Pb、Bi含量超標(biāo)含量超標(biāo),如如Pb:0.03%Bi：0.01% CE值值/C成分過高成分過高,導(dǎo)致石墨爆炸導(dǎo)致石墨爆炸 （CE值值4.5%）局部局部C未溶解吸收未溶解吸收 / 增碳劑材質(zhì)有問題增碳劑材質(zhì)有問題Mg與與S都是活性元素，都是活性元素，相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2004年年9月月21日生產(chǎn)日生產(chǎn)4F2ERH排氣管時(shí)爐排氣管時(shí)爐后碳成分后碳成分3.8%

10、超出超出規(guī)格：規(guī)格：3.453.55% ，導(dǎo)致石墨爆炸，整爐導(dǎo)致石墨爆炸，整爐報(bào)廢。報(bào)廢。2004年年8月因使用南京月因使用南京一家試用的增碳劑，一家試用的增碳劑，導(dǎo)致導(dǎo)致VIS30 FLANGE產(chǎn)品局部石墨爆炸。產(chǎn)品局部石墨爆炸。CE=C+(Si+P) / 3FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化溫度球化溫度球化溫度過高球化溫度過高,容易導(dǎo)致球化不良發(fā)生容易導(dǎo)致球化不良發(fā)生2004年年10月生產(chǎn)月生產(chǎn)4F2ERH排氣管時(shí)球化溫度過高排氣管時(shí)球化溫度過高,導(dǎo)導(dǎo)致球化時(shí)間僅致球化時(shí)間僅47秒秒,澆注首澆注首溫溫:1512,該桶鐵水澆注該桶鐵

11、水澆注后發(fā)現(xiàn)后發(fā)現(xiàn)ND球化率僅球化率僅60%,在線隔離在線隔離 .原因原因: 溶解作業(yè)員測溫時(shí)溶解作業(yè)員測溫時(shí)未依標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)未依標(biāo)準(zhǔn)作業(yè),顯示器溫度顯示器溫度仍在上升時(shí)停止測溫仍在上升時(shí)停止測溫 不良發(fā)生對策不良發(fā)生對策:對作對作業(yè)員進(jìn)行教育訓(xùn)練業(yè)員進(jìn)行教育訓(xùn)練 不良流動對策不良流動對策:測球測球化前溫度化前溫度/管制球化管制球化時(shí)間時(shí)間60秒以上秒以上FBM-2因置場問題，因置場問題，仍測澆注首溫，管制仍測澆注首溫，管制球化后首溫球化后首溫1480FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化劑的影響球化劑的影響(1)球化劑的添加比列：球化劑重量

12、球化劑的添加比列：球化劑重量 / 出湯量出湯量一般為一般為0.91.1%，可根據(jù)，可根據(jù) 下列條件設(shè)定：下列條件設(shè)定：制程參數(shù)制程參數(shù) 球化劑比例球化劑比例球化溫度高球化溫度高 厚大件部品厚大件部品 球化率要求高球化率要求高 原湯原湯S超標(biāo)超標(biāo) TO：熔解同仁：熔解同仁因球化劑的添加量因球化劑的添加量固定，所以出湯量固定，所以出湯量會影響球化劑的比會影響球化劑的比例，導(dǎo)致球化不良例，導(dǎo)致球化不良的發(fā)生。的發(fā)生。2004年年9月月8日因磅日因磅料天車壞，熔解目料天車壞，熔解目視出湯，導(dǎo)致視出湯，導(dǎo)致CAMI排氣管排氣管/日產(chǎn)日產(chǎn)殼體殼體/142壓縮機(jī)殼壓縮機(jī)殼體球化不良體球化不良出湯量多出湯量多

13、球化劑量少球化劑量少FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化劑的影響球化劑的影響(2)忘記放球化劑忘記放球化劑球化劑中球化劑中Mg成分含量不足成分含量不足球化劑顆粒太小球化劑顆粒太小球化劑過早放入球化桶球化劑過早放入球化桶/或有殘湯，造成或有殘湯，造成Mg燒損燒損球化劑潮濕球化劑潮濕FJW采用鎮(zhèn)江東風(fēng)生產(chǎn)采用鎮(zhèn)江東風(fēng)生產(chǎn)的球化劑，的球化劑，Mg的含量規(guī)的含量規(guī)格：格：56% ，一般為，一般為5.5%，粒度：，粒度：325mm顆粒選擇：顆粒選擇：球化溫度球化溫度 顆粒顆粒出湯量出湯量 顆粒顆粒2004年年9月月FBM-2生生產(chǎn)產(chǎn)JAC 102

14、支架時(shí)支架時(shí)忘記放球化劑，取忘記放球化劑，取樣人員做金相試片樣人員做金相試片時(shí)發(fā)現(xiàn)，在線隔離。時(shí)發(fā)現(xiàn)，在線隔離。FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化衰退球化衰退鐵水球化后未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆完鐵水球化后未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆完 TO：澆注同仁：澆注同仁鐵水球化后必須在鐵水球化后必須在最短的時(shí)間內(nèi)澆注最短的時(shí)間內(nèi)澆注完成，如果設(shè)備發(fā)完成，如果設(shè)備發(fā)生故障，則澆注時(shí)生故障，則澆注時(shí)間不可超過間不可超過7分鐘，分鐘，即澆注管制燈報(bào)警即澆注管制燈報(bào)警后不可再澆注后不可再澆注 。TO：取樣同仁：取樣同仁ND試片試片/金相試片金相試片/分光儀試分光儀試片必須

15、取最后片必須取最后3模鐵水模鐵水FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化桶與球化反應(yīng)室的影響球化桶與球化反應(yīng)室的影響球化桶潮濕：球化桶潮濕：Mg與與H2O發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng) ，造成，造成Mg損耗，同時(shí)使球化反應(yīng)損耗，同時(shí)使球化反應(yīng)過過 于劇烈于劇烈 Mg + H2O = MgO + H2球化反應(yīng)室：球化反應(yīng)室：因球化反應(yīng)室使用次數(shù)多或殘留大量渣子，導(dǎo)致深因球化反應(yīng)室使用次數(shù)多或殘留大量渣子，導(dǎo)致深度不夠或開口太大，球化劑不能被有效覆蓋度不夠或開口太大，球化劑不能被有效覆蓋 ，球化反，球化反應(yīng)劇烈。應(yīng)劇烈。球化反應(yīng)室太深，球化反應(yīng)過于平淡，未充

16、分球化。球化反應(yīng)室太深，球化反應(yīng)過于平淡，未充分球化。球化桶每使用球化桶每使用15爐須更爐須更換一次換一次 新球化桶使用時(shí)必須用新球化桶使用時(shí)必須用鐵水與預(yù)熱鐵水與預(yù)熱FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的發(fā)現(xiàn)球化不良的發(fā)現(xiàn) （獲嘉獎(jiǎng)機(jī)會）（獲嘉獎(jiǎng)機(jī)會）球化時(shí)反應(yīng)過于激烈、球化時(shí)間短或球化反應(yīng)平淡球化時(shí)反應(yīng)過于激烈、球化時(shí)間短或球化反應(yīng)平淡超聲波檢測超聲波檢測ND試片（波長反射原理）或鑄件實(shí)體試片（波長反射原理）或鑄件實(shí)體金相顯微鏡檢測實(shí)體金相，品證同仁經(jīng)常檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)金相顯微鏡檢測實(shí)體金相，品證同仁經(jīng)常檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn) 。裙板分離異常，非

17、常容易分離或冒口自動斷開，后處理裙板分離異常，非常容易分離或冒口自動斷開，后處理同仁因此屢受嘉獎(jiǎng)。同仁因此屢受嘉獎(jiǎng)。聽聲音。（球鐵：清脆聽聲音。（球鐵：清脆 ）查看鑄件斷口查看鑄件斷口 檢測鑄件化學(xué)成分：檢測鑄件化學(xué)成分：05年陳吉華打分光儀時(shí)發(fā)現(xiàn)年陳吉華打分光儀時(shí)發(fā)現(xiàn)Mg含量無，經(jīng)含量無，經(jīng)確認(rèn)，該桶未放球化劑確認(rèn)，該桶未放球化劑FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的常見類型：球化不良的常見類型：蠕蟲狀石墨蠕蟲狀石墨:爆炸型石墨爆炸型石墨粗短形石墨粗短形石墨釘狀形石墨釘狀形石墨石墨漂浮石墨漂浮表面片狀石墨表面片狀石墨不規(guī)則石墨不規(guī)

18、則石墨隊(duì)列形石墨隊(duì)列形石墨FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.蠕蟲狀石墨：蠕蟲狀石墨：球化處理異常球化處理異常化學(xué)成分：元湯化學(xué)成分：元湯S超標(biāo)超標(biāo)溫度過高溫度過高停留時(shí)間過長，球化衰退停留時(shí)間過長，球化衰退殘留殘留Mg或稀土過低或稀土過低FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.爆炸型石墨：爆炸型石墨：稀土加入量過多稀土加入量過多高碳當(dāng)量高碳當(dāng)量增碳劑問題增碳劑問題粗短型石墨：粗短型石墨：稀土加入量過多稀土加入量過多高碳當(dāng)量高碳當(dāng)量FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.釘狀石墨：釘