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增碳剂使用方式不当引起的异型石墨

作者:宁夏AG亚游集团 2018年9月3日

某铸造公司在使用合成铸铁生产HT250铸件时遇到如下问题:在本体金相中发现有块状石墨存在。客户反馈说是铸件中发现了C型石墨(老标准判定),这验收标准中严格禁止出现的。且本体抗拉强度不稳定,公司在以前一直未解决这个问题。

现在灰铸铁国标中对C型石墨定义三要素:成分为过共晶;初生石墨;粗大直片状。而这种石墨形态经多次观察为块状,部分角处有针状分枝。铸件成分为亚共晶,距离共晶成分还有稍微差距,不符合C型石墨形态及产生条件。成分要求如下:

C Si Mn Cr P S
原铁水 3.45~3.55 1.0~1.2 0.6~0.8 0.3~0.4 ≤0.05 0.06~0.12
铸件 ≥3.35 1.5~1.8 0.6~0.8 0.3~0.4 ≤0.05 0.06~0.12

经对以往熔炼化验记录察看,发现铸件碳的含量在3.35~3.48%,有极少数达到3.50%,再高的没有。其它成分均在要求范围内。

公司采用中频感应电炉熔炼,标准熔炼量为1000公斤,铁水出炉温度为1510~1530℃。金属炉料配比为:废钢60%,回炉料30%,生铁10%,用10%生铁的目的是提高熔炼效率,在炉子熔炼后期因炉子实际熔炼量大时每炉次在炉内留50~100公斤铁水后就不用生铁了。用煅烧煤型增碳剂增碳。

钢铁铸造

钢铁铸造

在处理此问题前期采用高温过热(1550℃)加静置措施,来消除炉料遗传性,增大孕育来消除白口倾向,还是未能奏效。

既然不是炉料遗传和孕育不足引起的问题,那么应该是其它原因造成的。本公司生产技术是借鉴当地其它两铸造厂家的生产工艺,虽有些揉合,但这些工艺及控制手段均是成熟的,没有出现过类似问题。只有一点有别于其它厂家:在临出炉时,在炉内清理熔渣后的铁水表面加1~4mm粒度的增碳剂1.5~2公斤,然后出炉处理。这一措施的采取是原来一位老工程师制定的,依据是一教授撰写的合成铸件文章观点:增碳剂有一定的孕育作用。因已采用近两年时间,所以公司不愿也不敢改进。

经数天前期试验和观察判断,此类块状石墨的出现不是高碳当量、金属炉料遗传性、熔炼温度、孕育效果差所到致。产生问题的原因就是临出炉加的增碳剂造成的,是这些增碳剂加入铁水的时间短,没有充分扩散,存在较大的石墨质点,基粒度远大于理想的石墨形核核心质点,在铁水凝固时,析出的石墨依此为核心,使其继续长大所致,由此产生一些块状石墨夹杂物。

据此判断,进行一班次试验,试验措施:增碳剂在金属炉料熔炼过程中全部加入炉中,铁水成分化验合格后,提温过热、出炉处理,禁止临出炉增碳。如果因成分原因需要增碳时,必须增加过热时间。当班所生产及时取本体及单铸金相检查,未发现块状石墨出现,力学性能全部合格(后期的第二天检测完)。

依据一班次试验结果,安排夜班以后的所有班次全部按此要求执行,金相问题没有反复。

增碳剂批发及价格

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结论:

一、此块状石墨是由增碳剂加入时机错误所致。

二、增碳剂在铁水中扩散需要一定时间,所以在出炉前十五分钟内禁止向炉内添加增碳剂,若因成分必须增碳时,也要保持过热时间十五分钟以上,避免夹杂级石墨颗料在铁水中存在。

三、增碳剂的孕育作用与其生产的石墨微粒的粒度有关,而粒度生成与增碳剂种类、质量、加入铁水的时间、铁水温度等有关,且很难进行有效控制,故不建议为单纯追求其孕育作用而在出炉时向铁水添加增碳剂。

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