灰铁铸件硬度提高和特点说明

提高灰铁铸件布氏硬度主要从炉料配比、化学成分、铁液过热和复合孕育等方面进行攻关改进。

1．炉料配比

电炉配料有多种方式，考虑到我公司实际情况，炉料配比用生铁+废钢+回炉料+增碳剂的方法。增碳剂中的氮含量没有要求时一般都比较高，氮可使石墨长度缩短，弯曲程度增加，端部钝化，以及共晶团细化和珠光体数量增加，从而提高其力学性能。有资料介绍，对于高碳当量的灰铸铁，加入适量的氮可100%的珠光体组织。我公司就是利用氮在灰铸铁中的这个特点，通过改变石墨的形态和长度来提高铸件的硬度，在实际生产中取得了较为理想的效果。

2．控制化学成分

（1）五大元素和钛成分控制以HT250为例，其化学成分如下表所示。

部分熔炼者认为只要把五种元素控制在要求的范围内即可，根据我公司的实践经验表明并不是很的做法。还有许多熔炼者认为硫元素，硫在铁液中含量越低越好，其实也不是这样的。在灰铸铁件中应该考虑“硅碳比”和“锰硫比”即Mn=1.71S+(0.2～0.5)。笔者对Si/C、Mn/S做了详细的统计分析，Si/C=0.52~0.65、Mn/S=7~12之间，铸件布氏硬度都比不在该范围内布氏硬度要高8～15HBW。

（2）低合金化加入合金如Cr、Cu、Mo、Sn、Sb等元素都能使铸铁件的硬度和强度相应地有所提高，但是铸件的成本也相应提高，这是每个生产厂家都不愿采取的措施。我公司对于的铸件加入一种或两种合金元素，且加入合金时，应考虑碳元素的含量，同时也   应考虑各元素之间的配比关系，尤其Cr与Cu和Cr、Cu与Mo比例关系，它们之间的关系对铸铁件硬度有较大影响。另外，Cr元素含量的增加，铸铁件布氏硬度随Cr元素含量的增加而明显增加，但是对铸铁件不利的一面也表现   加突出。如碳含量低，铸铁件容易产生裂纹、白口增大，以及组织中出现较多碳化物，铸铁件切削能力降低，甚至会出现铸铁件加工困难现象。因此，使用合金时要掌握好用量，不要盲目追求硬度，应该综合考虑。笔者的观点是，使用合金尽量少加甚至不加   好。目前，我公司生产铸铁件一般不加合金或稍加合金都能满足HT250、HT300对布氏硬度的要求。

3．铁液过热

对于灰铸铁件，铁液一般都要过热。在范围内提高铁液温度能使石墨细化，基体组织致密，铸铁的抗拉强度和布氏硬度有所提高。有资料介绍，过热温度在1520～1550℃，过热时间不能过长，没有给出过热的时间范围。而我泊头航星公司铁液过热的温度控制在1500～1530℃，过热时间控制在10min之内。

4．孕育剂和孕育方式

（1）以前，我公司使用   常见、   普通的75SiFe作为灰铸铁件的孕育剂，孕育效果不太理想。改用其他的孕育剂效果比75SiFe孕育效果要好些，但铸铁件的布氏硬度没有明显的提高，而且无形中又增加了生产成本。经多次试验，我公司   终选用75SiFe和高钙钡孕育剂（Ba、Ca元素的含量配比根据用户实际情况特定），取得了较好的结果。

（2）我公司对随流孕育和瞬时孕育特别重视，改变了传统的孕育方式，在孕育装置上进行了   好的优化改进，改进后的孕育装置已经申报市级科技发明。

5．熔炼方式

铸铁的熔炼方式不同，对铸铁件的布氏硬度有较大的影响。尤其冲天炉与电炉有较大的差别。以前我公司采用中频电炉熔化，对于提高铸件的硬度非常不利。进行反复研究后决定采用冲天炉-电炉双联熔炼方式，取得了令人满意的效果。

通过对炉料配比、化学成分的控制，复合孕育和造型工艺改进，提高了铸铁件的布氏硬度，延长了铸铁件的使用寿命，为我公司和用户都带来很大的经济效益。现在我公司在铸铁件的生产中几乎不考虑布氏硬度不合格的问题。

灰铁铸件材质均为   细腻的灰口铸铁HT200-HT300，   的配比，   高的抗拉抗弯强度，使您购买无后顾之忧。

灰铁铸件   流行的热处理工艺，使铸件的应力变形减少到   小度。使用   趋于稳定。

灰铁铸件灰铸铁件标准：GB9439—88

灰铁铸件的特点：

灰铁铸件与消震性好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以好。同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消震性优于钢。

灰铁铸件工艺性能好。由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。

灰铁铸件的硬度和抗拉强度之间的关系：灰铸铁的硬度和抗拉强度之间，存在的对应关系，其经验关系式为：

a、当O≥196N/mm㎡时

HB=RH(飞00+04380b)(B1)

b、当0≥796N/mm㎡时

HB=RH(44+O7240b)(B2)

灰铁铸件式中相对硬度(RH)值主要由原材料、熔化工艺、处理工艺及铸件的冷却速度所确定。

灰铁铸件利用树脂砂型铸造机床床身铸件的优点，灰铁铸件树脂砂型刚度好，浇注初期砂型这就有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀，地缩孔、缩松缺陷，实现灰铸铁、球墨铸铁件的少冒口、无冒口铸造。