徐康浩

摘要：在工业生产当中，对高品质球墨铸铁进行生产是一项重点任务。对此，即需要能够积极做好技术方面的创新研究，获得更高的产品质量。在本文中，将就高品质球墨铸铁的熔炼技术进行一定的研究。

关键词：高品质；球墨铸铁；熔炼技术

1 引言

近年来，我国的工业获得了快速的发展，在此过程中，球墨铸铁具有了较多的应用，并体现出了自身在领域当中的应用价值，如力学性能强、化学成分稳定等等。为了能够获得更好的产品，即需要能够做好熔炼技术的研究，更好的达到生产目标。

2 工艺研究

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。在国内生产中，较多的对双联熔炼工艺进行应用，但在实际生产中，所具有的铁液熔炼温度存在一定的不足，并因此对铁液的成本以及质量产生影响。对于中频感应电炉熔炼方式来说，在实际应用中即能够较灵活的调整成分，具有工艺简单以及质量高的特征，在较多铸造厂当中得到了应用。

3 生产常见问题

在球墨铸铁生产当中，常见的问题有：第一，缩孔缩松。因自身特征的存在，使球墨铸铁在应用当中经常会出现缩松以及缩孔问题，为了能够在生产铸件前对这部分缺陷情况进行预测，即需要能够对相关的技术进行应用，如数值类比技术，即能够在虚拟的环境中对铸件形成过程进行类比，包括有应力形成、充型以及冷却凝固过程等，以此对成型当中主要元素的影响程度进行判断，对性能以及组织可能发生的缺陷进行预测，为后续工艺的优化提供依据；第二，气孔缺陷。在生产球墨铸铁件中，在抛丸、热处理以及机加工后经常会出现椭圆状、球形的孔洞，对于这部分孔洞来说，通常分布在铸件表皮之下位置，即皮下气孔。其原因，同表面张力情况具有一定的关联，使气体在滞留在皮下后形成气孔。而当球墨铸铁堵塞气体通道时，也将会对气孔的形成起到一定的促进作用。

4 熔炼技术重点

4.1 原材料控制

在铸铁件生产当中，铸造生铁是其中应用最为广泛的材料类型，将直接关系到铸件性能。在生铁当中，石墨形态以及微量元素等因素具有较大的差异，并因此将影响到铸件性能。就目前来说，我国在铸造生铁品质方面同发达国家相比还具有一定的差距，即存在较高微量元素的情况，在现今生铁生产中，通常具有一定其余矿石的加入，并因此具有了较高的微量元素含量，而对于该种情况来说，在球墨铸铁生产当中则将存在不利影响，尤其是对于高韧性球墨铸铁件来说更是如此。对于铸件性能来说，生铁对其产生的影响除了微量元素外，内部存在的气体、熔渣以及夹杂物等也将影响到性能，对于该种情况来说，首先同生铁的产地有关，即当其具有不同产地时，矿石在品质方面则将存在一定的差异。此外，铁矿石熔炼技术的存在也将影响到生铁。

而要想获得高品质球墨铸铁件，做好生铁品质的控制十分关键，尤其在对高强度球墨铸铁件进行生产时更是如此。在高品质球墨铸铁获得当中，可以使用优质废钢加增碳剂作为主要的原材料，该方式在实际应用当中具有较高的应用价值。在废钢当中，所具有的成分较为稳定，且杂质元素含量较少，在经过高温熔炼处理后，即能够对铸造用生铁的遗传效应进行消除，以此获得高品质铁液。在使用该工艺对铁液进行熔炼时，需要能够做好两方面因素的把握：首先，即是废钢的种类，需要将油质碳素废钢材料作为原材料进行应用，保证所使用的废钢材料具有一致的牌号以及固定的来源，保证材料表面具有较好的清洁性，这样能够对内部合金元素的影响进行调整。其次，需要做好增碳剂品质的控制，具体来说，需要经过高温电热处理将增碳剂当中的挥发物、气体杂质以及水分等进行分离，保证其具有较好的石墨晶体形态以及化学纯度。同时，也需要具有较低的含硫量，保证性能能够满足要求。通过对该方式的科学应用，即能够有效提升球墨铸铁的强度以及韧性，保证其在性能方面具有更好的表现，在做好工艺处理的情况下，也将会对轻铸件的收缩情况进行降低。其原因，即是在对废钢增碳熔炼方式进行应用时，铸件当中的晶粒组织则将具有细化以及均匀化的特征，具有更高的铁液纯净度，具有更强的孕育效果，保证石墨化效果具有更为稳定的特征。

4.2 成分控制

在对铁素体基体球墨铸铁进行生产时，通常不需要对其进行合金化处理，而在珠光体基体以及混合基体球墨铸铁件生产时，则需要通过合金化方式对其性能进行保证。在球墨铸铁当中，其主要元素有：第一，碳。碳是其中的关键组成元素，需要做好其含量的良好控制，避免因含量过高导致产生不规则石墨球，也需要避免过低对石墨化以及补缩产生影响。在球墨铸铁当中，硅在其中具有最为重要的意义，不仅能够对孕育功能以及石墨化起到积极的促进作用，且将影响到产品的力学性能。在球墨铸铁当中，硅具有较大的含量范围，通常在2-3%之间。因其能够对铁素体形成起到促进作用，在球墨铸铁当中具有最高的含量，能够在形成球铁的情况下使其具有更高的抗拉强度以及韧性。在高韧性球墨铸铁生产中，需要做好其含量的控制，保证能够对铸件在性能方面的要求进行满足；第二，锰。通过锰的应用，能够对铸件的珠光体含量进行提升，使其以此具有更高的抗拉强度。但当其含量过高时，也将因此出现偏析情况，对石墨化会存在一定的阻碍影响，对此，即需要能够在铸铁当中做好锰含量的控制，保证其含量在0.6%以内。在铸铁制造当中，锰是一种较为廉價的合金元素，在力学性能提升方面具有较好的趋势，对此即可以通过其应用实现性能的提升；第三，铜。在高牌号球墨铸铁生产当中，铜也是其中经常应用到的合金元素，具有温和的性能，对于珠光体的形成具有促进作用，能够对石墨球起到圆整以及细化的特点，并不会加快生成碳化物，以此实现对铸件强度的提升。同时，铜也是正偏析元素，通过同锰的复合应用，即能够对锰的偏析趋势进行抵消。当铜成本较高时，也可以通过其余合金工艺的应用对其进行代替，以此对铸件的整体生产成本进行降低；第四，锑。这是一种微量元素，在日常生产的加入量较少，在生产控制方面存在一定的不利影响。但该元素却能够对基体组织珠光体含量进行有效的提升，在适当范围内，对于碳化物的生成不具有促进作用，能够对石墨球的数量进行提升，在大断面铸件当中，具有较好的应用效果，能够对其性能进行显著的提升。

5 结束语

在上文中，我们对高品质球墨铸铁的熔炼技术进行了一定的研究。在实际球墨铸铁生产当中，即需要能够做好熔炼技术的积极研究，对生产当中的重点做好优化分析，生产出更多更高质量的产品。

参考文献

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（作者单位：保定维尔铸造机械股份有限公司）