球墨铸铁基本知识讲座(富士和)

1、FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨铸铁基本知识讲座球墨铸铁基本知识讲座参加人员：参加人员：FJW铸造部品证人员铸造部品证人员FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.铸铁的种类铸铁的种类按照石墨形态可分为下列五种：按照石墨形态可分为下列五种：灰口铸铁：片状石墨灰口铸铁：片状石墨球墨铸铁：球状石墨球墨铸铁：球状石墨蠕墨铸铁：蠕虫状石墨蠕墨铸铁：蠕虫状石墨白口铸铁：石墨以碳化物形式存在白口铸铁：石墨以碳化物形式存在可锻铸铁：团絮状石墨可锻铸铁：团絮状石墨球墨铸铁球墨铸铁灰口铸铁灰口铸铁球化率

2、球化率70%以上以上FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨铸铁的基本要求球墨铸铁的基本要求铁素体基地：铁素体基地：FCD400A，耐蚀性与奥氏体相似耐蚀性与奥氏体相似珠光体基地：珠光体基地：FCD600铁素体与珠光体混合基地铁素体与珠光体混合基地机械性能：机械性能：抗拉强度：抗拉强度： 硬度：硬度： 延伸率：延伸率：石墨数：石墨数：抗拉强度抗拉强度 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个个/mm2基地组织：基地组织：一般可允许一般可允许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.球墨铸铁的种类球墨铸铁的种类(1)按照牌号按照牌号(材质材质),可分为以下几类可分为以下几类:QT400-15/18 ,延伸性与冲击性能好延伸性与冲击性能好,耐寒耐寒 ,如转向节如转向节QT450-12:HUB类类QT500-7/10:QT550-5:SABS壳体壳体/支架支架QT600-3:TFS CD

4、90CASE-BQT700-2:JOHN DEERE YOKE / SUPPOTFJW:球铁代号为球铁代号为FCD中国中国 GB QT日本日本 JIS FCD德国德国 DIN GGGFUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨铸铁的种类球墨铸铁的种类(2)富士和生产的大多数球铁为高硅高钼球铁富士和生产的大多数球铁为高硅高钼球铁,如如:排气管排气管涡轮壳涡轮壳ELBOW其主要特性为其主要特性为: 耐高温耐高温, 耐腐蚀耐腐蚀.Mo 0.5 1.1%Si 3.75 4.5%发动机部品工作温度：发动机部品工作温度： FCD 750 高硅高钼高硅高钼8

5、40 Ni奥氏体奥氏体900FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球墨铸铁产生机理球墨铸铁产生机理(1)：没有人能解释球墨铸铁的形成原因没有人能解释球墨铸铁的形成原因原汤原汤 + 球化剂球化剂 =球墨铸铁球墨铸铁片状石墨片状石墨球状石墨球状石墨元素元素： 镁 Mg 钙 Ca 铈 Ce 镧 La 钇 Y载体载体: 金属 Mg 合金 NiMg 镁硅铁 MgFeSi 混合稀土金属FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.OSMg大颗粒的MgO, MgS and Mg-Si-oxide小颗粒的MgO,

6、MgS and Mg-Si-oxide=+球墨铸铁产生机理球墨铸铁产生机理(2)FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.FJW使用球化剂使用球化剂:MgFeSi球化剂球化剂Mg + S = MgSCa + S = CaSRE + S = RE-SMg + Si + 3O = MgSiO32Mg + Si + 4O = Mg2SiO4Mg- 吸收率吸收率:60 - 80%Mg残留量残留量:0.025%球化剂的种类球化剂的种类金属金属 Mg 合金合金 NiMg 镁硅铁镁硅铁 MgFeSi 混合稀土金属混合稀土金属球化剂组成球化剂组成Mg:57%Si

7、 :4050%Ca:1.83%Al: 1.5%RE:1.53%FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.降低反应程度降低反应程度孕育效果孕育效果增加镁吸收率增加镁吸收率增加夹渣物形增加夹渣物形成趋势成趋势脱脱 S 和和 O使石墨球化使石墨球化中和干扰元素中和干扰元素降低反应程度降低反应程度过量时增加白口趋势过量时增加白口趋势过量时恶化石墨过量时恶化石墨形态孕育效果形态孕育效果脱脱 S 和和 O使石墨球化使石墨球化增加白口趋势增加白口趋势增加夹渣形成趋势增加夹渣形成趋势过量时吸收率过量时吸收率低且反应剧烈低且反应剧烈球化剂中元素的作用球化剂中元素的

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处理的方法球化处理的方法喂丝法喂丝法包内球化包内球化型内球化型内球化FJW采用包内转包球化采用包内转包球化,采用三明治法采用三明治法一般：一般：0.91.1%球化剂球化剂 0.5%覆盖剂覆盖剂FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的原因球化不良的原因铁水的化学成分铁水的化学成分球化温度球化温度球化剂的影响球化剂的影响球化衰退球化

9、衰退球化桶与球化反应室的影响球化桶与球化反应室的影响FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.铁水的化学成分铁水的化学成分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含量超标含量超标,如如Pb:0.03%Bi：0.01% CE值值/C成分过高成分过高,导致石墨爆炸导致石墨爆炸 （CE值值4.5%）局部局部C未溶解吸收未溶解吸收 / 增碳剂材质有问题增碳剂材质有问题Mg与与S都是活性元素，都是活性元素，相互发生化学反应相互发生化学反应2004年年9月月21日生产日生产4F2ERH排气管时炉排气管时炉后碳成分后碳成分3.8%

10、超出超出规格：规格：3.453.55% ，导致石墨爆炸，整炉导致石墨爆炸，整炉报废。报废。2004年年8月因使用南京月因使用南京一家试用的增碳剂，一家试用的增碳剂，导致导致VIS30 FLANGE产品局部石墨爆炸。产品局部石墨爆炸。CE=C+(Si+P) / 3FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化温度球化温度球化温度过高球化温度过高,容易导致球化不良发生容易导致球化不良发生2004年年10月生产月生产4F2ERH排气管时球化温度过高排气管时球化温度过高,导导致球化时间仅致球化时间仅47秒秒,浇注首浇注首温温:1512,该桶铁水浇注该桶铁

11、水浇注后发现后发现ND球化率仅球化率仅60%,在线隔离在线隔离 .原因原因: 溶解作业员测温时溶解作业员测温时未依标准作业未依标准作业,显示器温度显示器温度仍在上升时停止测温仍在上升时停止测温 不良发生对策不良发生对策:对作对作业员进行教育训练业员进行教育训练 不良流动对策不良流动对策:测球测球化前温度化前温度/管制球化管制球化时间时间60秒以上秒以上FBM-2因置场问题，因置场问题，仍测浇注首温，管制仍测浇注首温，管制球化后首温球化后首温1480FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化剂的影响球化剂的影响(1)球化剂的添加比列：球化剂重量

12、球化剂的添加比列：球化剂重量 / 出汤量出汤量一般为一般为0.91.1%，可根据，可根据 下列条件设定：下列条件设定：制程参数制程参数 球化剂比例球化剂比例球化温度高球化温度高 厚大件部品厚大件部品 球化率要求高球化率要求高 原汤原汤S超标超标 TO：熔解同仁：熔解同仁因球化剂的添加量因球化剂的添加量固定，所以出汤量固定，所以出汤量会影响球化剂的比会影响球化剂的比例，导致球化不良例，导致球化不良的发生。的发生。2004年年9月月8日因磅日因磅料天车坏，熔解目料天车坏，熔解目视出汤，导致视出汤，导致CAMI排气管排气管/日产日产壳体壳体/142压缩机壳压缩机壳体球化不良体球化不良出汤量多出汤量多

13、球化剂量少球化剂量少FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化剂的影响球化剂的影响(2)忘记放球化剂忘记放球化剂球化剂中球化剂中Mg成分含量不足成分含量不足球化剂颗粒太小球化剂颗粒太小球化剂过早放入球化桶球化剂过早放入球化桶/或有残汤，造成或有残汤，造成Mg烧损烧损球化剂潮湿球化剂潮湿FJW采用镇江东风生产采用镇江东风生产的球化剂，的球化剂，Mg的含量规的含量规格：格：56% ，一般为，一般为5.5%，粒度：，粒度：325mm颗粒选择：颗粒选择：球化温度球化温度 颗粒颗粒出汤量出汤量 颗粒颗粒2004年年9月月FBM-2生生产产JAC 102

14、支架时支架时忘记放球化剂，取忘记放球化剂，取样人员做金相试片样人员做金相试片时发现，在线隔离。时发现，在线隔离。FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化衰退球化衰退铁水球化后未在规定时间内浇完铁水球化后未在规定时间内浇完 TO：浇注同仁：浇注同仁铁水球化后必须在铁水球化后必须在最短的时间内浇注最短的时间内浇注完成，如果设备发完成，如果设备发生故障，则浇注时生故障，则浇注时间不可超过间不可超过7分钟，分钟，即浇注管制灯报警即浇注管制灯报警后不可再浇注后不可再浇注 。TO：取样同仁：取样同仁ND试片试片/金相试片金相试片/分光仪试分光仪试片必须

15、取最后片必须取最后3模铁水模铁水FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化桶与球化反应室的影响球化桶与球化反应室的影响球化桶潮湿：球化桶潮湿：Mg与与H2O发生反应发生反应 ，造成，造成Mg损耗，同时使球化反应损耗，同时使球化反应过过 于剧烈于剧烈 Mg + H2O = MgO + H2球化反应室：球化反应室：因球化反应室使用次数多或残留大量渣子，导致深因球化反应室使用次数多或残留大量渣子，导致深度不够或开口太大，球化剂不能被有效覆盖度不够或开口太大，球化剂不能被有效覆盖 ，球化反，球化反应剧烈。应剧烈。球化反应室太深，球化反应过于平淡，未充

16、分球化。球化反应室太深，球化反应过于平淡，未充分球化。球化桶每使用球化桶每使用15炉须更炉须更换一次换一次 新球化桶使用时必须用新球化桶使用时必须用铁水与预热铁水与预热FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的发现球化不良的发现 （获嘉奖机会）（获嘉奖机会）球化时反应过于激烈、球化时间短或球化反应平淡球化时反应过于激烈、球化时间短或球化反应平淡超声波检测超声波检测ND试片（波长反射原理）或铸件实体试片（波长反射原理）或铸件实体金相显微镜检测实体金相，品证同仁经常检验时发现金相显微镜检测实体金相，品证同仁经常检验时发现 。裙板分离异常，非

17、常容易分离或冒口自动断开，后处理裙板分离异常，非常容易分离或冒口自动断开，后处理同仁因此屡受嘉奖。同仁因此屡受嘉奖。听声音。（球铁：清脆听声音。（球铁：清脆 ）查看铸件断口查看铸件断口 检测铸件化学成分：检测铸件化学成分：05年陈吉华打分光仪时发现年陈吉华打分光仪时发现Mg含量无，经含量无，经确认，该桶未放球化剂确认，该桶未放球化剂FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.球化不良的常见类型：球化不良的常见类型：蠕虫状石墨蠕虫状石墨:爆炸型石墨爆炸型石墨粗短形石墨粗短形石墨钉状形石墨钉状形石墨石墨漂浮石墨漂浮表面片状石墨表面片状石墨不规则石墨不规

18、则石墨队列形石墨队列形石墨FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.蠕虫状石墨：蠕虫状石墨：球化处理异常球化处理异常化学成分：元汤化学成分：元汤S超标超标温度过高温度过高停留时间过长，球化衰退停留时间过长，球化衰退残留残留Mg或稀土过低或稀土过低FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.爆炸型石墨：爆炸型石墨：稀土加入量过多稀土加入量过多高碳当量高碳当量增碳剂问题增碳剂问题粗短型石墨：粗短型石墨：稀土加入量过多稀土加入量过多高碳当量高碳当量FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD.钉状石墨：钉