A szürkeöntvény megmunkálásával kapcsolatos nehézségek elemzése

---

A szürkevas-öntvény megmunkálási problémáinak egy vállalati megoldása érdekében optikai mikroszkóppal, pásztázó elektronmikroszkóppal, Brinell-keménység-, mikro-Vickers-keménység- és spektrumanalízissel elemezték az öntödei sertés és az öntvények összetevőit, tulajdonságait. Az eredmények azt mutatják, hogy a 26#-os nyersvas S- és P-tartalma a felső oldal felett volt, a 22#-os nyersvas Si-tartalma alacsony, így a kémiai összetétel nem felel meg a kritériumoknak. Az öntvények szén-egyenértéke 4.36%, ami a nagy szén-egyenértékû öntvényekhez tartozik. Si és C aránya 0.46, ami az alsó oldalon van. Az öntvény Si- és Mn-tartalma alacsony, a Cr-tartalom mellett magas, ami elegendő a hűtési jelenség kialakulásához, több öntvényben van V elem. Az öntvény mikroszerkezete ferrit, perlit, grafit és karbid. A keményfém egy része Cr-t, V-t és egyéb mikroötvöző elemeket tartalmaz, a mikrokeménység pedig meghaladja az 1 HV-t, ami a megmunkálási nehézségek fő oka. Ezért a megmunkálási kapacitás javítása érdekében először is a V és a Cr tartalma nem haladhatja meg a szabványt. Másodszor, növelni kell a Si-tartalmat, és először az oltás hozzáadását kell választani. Igényes öntvényeknél a keményfém grafitizáló izzítással bontható.

A vékonyfalú szürke vasöntvények fehér sarkai az öntvények gyakori hibái [1-4]. Általában a kis öntvények vékony falúak, és zöld homokba öntik. Bár az olvadt vas kémiai összetétele minősített, az öntvény falvastagságának és az öntvény hővezető képességének befolyása miatt ugyanazon öntvény vastag és vékony részei. Mind a belső, mind a külső szervezet eltérő lehet. Különösen az öntvények sarkai hajlamosak a fehér szájra, ami megmunkálási nehézségeket okoz, ami az úgynevezett "kemény anyagot" eredményezi. A legtöbb szürkeöntvény "anyagkemény" a durva rész részében fordul elő. Ilyenek: élek és sarkok, barázdák, domború felületek, felületek, stb. Az anyagkeménység nagymértékben összefügg a szájfehéredés hajlamával. Egy bizonyos vállalat öntvénygyártása során felmerülő nehéz megmunkálási problémákat célozva ez a cikk szisztematikus vizsgálatot végez, elemzi a „kemény anyagok” okait, és megfelelő megoldásokat javasol.

1 Kísérleti anyagok és módszerek

A helyszínen 22#, 26# öntővasból és 0# számú gépi öntésből vettek mintát. Huzalvágásos mintavételt, optikai és pásztázó szövet megfigyelést végeztünk. Vegyi anyag öntöttvason és öntvényeken
Összetételi teszt a nyomelemek hatásának kizárására az öntvények feldolgozási teljesítményére. Az öntvények metallográfiai megfigyelésére ZEISS optikai és pásztázó mikroszkóppal, HBS-3000 digitális Brinell keménységmérővel és HTM-1000TM mikrokeménységmérővel készültek a keménységvizsgálathoz. A nyersvas és az öntvények kémiai összetételét az 1. táblázat tartalmazza.

C	Si	Mn	P	S	W	Te	Bi	Cr	V	Ce	B	Mo
0 3.73 #	1.75	0.17	0.15	0.12	≤ 0.01		5		5	0.11	0.027	0.01	0.004	4	≤ 0.01
22 4.08 #	1.86	0.055	0.07	0.02	≤ 0.01		5		5	≤ 0.010	≤ 0.010	0.01	0.002	2	≤ 0.01
26 3.38 #	2.51	0.17	0.45	0.095	≤ 0.01		5		5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤ 0.01

2.1 Kémiai összetétel elemzése

Ha a szürke öntöttvas szén karbidok formájában létezik, az növeli a fehéredés hajlamát, ami megnehezíti a megmunkálást és úgynevezett "kemény anyag" problémát okoz. Ezért a szürkeöntvénynek minimálisra kell csökkentenie a fehéredési hajlamot, hogy a szén grafit formájában létezzen. A különböző elemek eltérő hatással vannak a grafitosítási folyamatra, és néhány gyorsító kő
Festés, néhány lassítja a grafitosítást. Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb olyan elem, amely gyengítheti a vas és a szénatomok közötti kötőerőt, és növelheti a vasatomok öndiffúziós képességét, elősegítheti az öntöttvas grafitosítását; ellenkező esetben akadályozza az öntöttvas grafitosítását, azaz fokozza a szájfehéredés hajlamát. . Öntöttvas teszteléséhez
A nyersvas minősége és a nyomelemek hatásának kiküszöbölése az öntvények fehéredésére. Az alapanyagok és öntvények öt elemét és közös fehérítő elemeit teszteltük. Minden mintát 13 elemre teszteltek. Összesen 39 tétel nyersvas és öntvény került tesztelésre. A kémiai összetételt az 1. táblázat mutatja.

Kína öntöttvas nyersvas szabványa (GB/T 718-2005) [5], a szabványban a 22#-os nyersvas Si-tartalma 2.00% ~ 2.40%, a 26#-os nyersvas Si-tartalma 2.40% ~ 2.80%. A 2. táblázat szerint egy cég 22# és 26# nyersvas tesztje azt mutatta, hogy a 22# nyersvas Si tartalma 1.86, ami nem érte el a szabvány alsó határát.
Megfelel a szabványnak, és a Mn tartalma is alacsony. 26# A nyersvas P- és S-tartalma túl magas, a P-tartalom eléri az 5-ös szintet, az S-tartalom meghaladja a szabványt, és bizonyos mennyiségű Cr-t tartalmaz. A 0# öntvény tesztösszetétele azt mutatja, hogy csak a fehérítő elemek Cr-tartalma érte el a fehéredési tendenciát, a többi nyomelem tartalma pedig nem érte el a fehéredést okozó minimális tartalmat, így a hatás elhanyagolható. Az öntési kézikönyvben [6] szereplő öt elem kiválasztásával összehasonlítva látható, hogy az öntvények széntartalma viszonylag magas, a Si-tartalom viszonylag alacsony, a Mn-tartalom pedig viszonylag alacsony. .

2.2 Keménységvizsgálat

A HBS-3000 digitális kijelzős Brinell keménységmérőben a teszt 1875 N, a behúzás átmérője 2.5 mm, az 5 teszt keménysége a 2. táblázatban látható. A digitális mikrokeménységmérőn az optikai fotón a fehér terület mikrokeménységgel jelölték. Az eredményeket a 3. táblázat mutatja. Ezért bár a mátrix átlagos makroszkopikus keménysége nagyon alacsony, csak a Brinell-keménység körülbelül 145 HB, a lokális keménysége nagyon magas, eléri a Vickers-keménység körülbelül 1 HV-t. . Minél kisebb a gödör, annál nagyobb a keménység. A szakirodalom szerint a foszfor eutektikum keménysége 000-500 HV, a ledeburit ≤ 700 HV, a karbid > 800 HV.

Ezért a keménységvizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a fehér terület kemény és rideg cementit-karbid, ami alapvetően kizárja a foszfor-eutektikumot, amely a kemény anyag fő oka. Ennek a karbidnak az összetételének pontos meghatározásához energiaspektrum elemzésre van szükség.

2.3 Energiaspektrum elemzés

Az optikai fehér terület részleges megnagyobbodása a 2. és 3. ábrán látható. Jellemzője a mátrixba süllyesztett lyukak eloszlása ​​és az eutektika jellemzője. Ezért ennek a területnek az energiaanalízise azt mutatja, hogy a terület bemélyített részében található elemek Fe, P és C elem, tehát Fe3-nak (C, P) ítélik meg, P elem tárolódik.
Elkülönítés. A süllyesztett részben a P elem magasabban van, nem eutektikus termék, hanem a végső megszilárdulás és zsugorodás következtében keletkezett lyuk. 4. ábra Az energiaspektrum elemzés eredményei azt mutatják, hogy a fehér terület a Fe, P és C elemeken kívül Cr-t és V-t tartalmaz, így ötvözött karbidok képződnek, amelyek egyre keményebbek.
Vegyük a vágást.

2.4 Szervezeti elemzés

Az optikai fotón a 4%-os salétromsav-alkohollal maratással készült öntvény metallográfiai szerkezete látható, az 5. ábrán látható módon. Ezek közül a, b, c és d az öntvény magszerkezete, valamint e, f, g és h az öntvény élszerkezete. a, b, c, d és e, f, g, h 50, 100, 200 és 1,000-szeres szövetfotónak felel meg. A beolvasott szövetfotó a 6. ábrán látható, a nyíl pedig a megfelelő optikai szövetfotó fehér területére mutat, amely keményfém. A fehér tömbterületek karbidok, a pelyhek grafit, a szürke területek pedig perlit. Látható, hogy a metallográfiai szerkezet ferrit + perlit + grafit + karbid, gödrös szerkezet. A szélek fehérsége nyilvánvalóan súlyosabb, mint a szívé. A GB/T7216-2009-hez képest látható, hogy [7] a szívszövet a kezdeti
A nyers csillag alakú grafit F típus hossza körülbelül 150 μm és szélessége körülbelül 5 μm. Ezt a nagy széntartalmú olvadt vas hozza létre viszonylag nagy túlhűtési körülmények között. A peremréteg szerkezete finom göndör grafit, amely a B típusú grafit krizantémszerű eloszlásában gyűlik össze. A hossza körülbelül 100 μm, a szélessége pedig 3 μm. Határozza meg a karbidok számát!
A karbid mennyisége a szívszövetben körülbelül 5%, ami eléri a 3. szintet. A karbidok mennyisége a peremszövetben körülbelül 10%, elérve a 4. szintet. Ha a szén grafit formájában van, a grafit felhasználható megmunkálás közben kenhető, a vágás pedig egyszerű. Ha a szén karbid (Fe3C) formájában létezik, mivel a Fe3C cementit kemény és törékeny, a megmunkálás nehézkes, különösen, ha más ötvözőelemeket (például Cr) tartalmaz, ötvözött cementit ((Fe, M) 3C) Ez a vegyület egyre nehezebben vágható, és a megmunkálás során jelentkezik az úgynevezett "kemény anyag" probléma [8]. Ezért a szürkevas alkatrészek öntési folyamatában csökkenteni kell a szén mennyiségét a karbidok megjelenésének elkerülése érdekében, és szükség esetén bizonyos intézkedéseket kell hozni a szén grafitosításának elősegítésére.

3 Elemzés és megbeszélés

Az öntvények megmunkálási teljesítményét befolyásoló fő tényezők az öntöttvas kémiai összetétele és a megszilárdulás hűtési sebessége. Az öntöttvas kémiai összetételében a széntartalom és a szilíciumtartalom a két legfontosabb szabályozó tényező. Az öntvény hűtési sebessége elsősorban az öntvény falvastagságától függ. Ha az öntöttvas szén- és szilíciumtartalma állandó, minél vékonyabb az öntvényfal, annál jobban hajlamos az öntöttvas fehéredésére. Ha az öntvény falvastagsága állandó, minél nagyobb az öntöttvas összes szén- és szilíciumtartalma, annál alaposabb az öntöttvas grafitosítási foka.

Az öntvény szén-egyenértéke ebben a tanulmányban 4.36%, ami nagy szén-dioxid-egyenértékû öntvény; a Si/C arány 0.46, ami alacsony. A szénegyenérték növelésével a grafitpelyhek vastagabbak lesznek, számuk növekszik, szilárdsága és keménysége csökken. A Si/C növelése csökkentheti a száj elfehéredésére való hajlamot.

A szürkeöntvény gyártása során figyelembe kell venni a túlmelegedés hatását és a terhességi hatást is. Az olvadt vas hőmérsékletének egy bizonyos tartományon belüli növelésével a grafit finomítása, a mátrix szerkezete finomabbá válik, a szakítószilárdság nő, a keménység csökken. Átfogóan mérlegelni szükséges a töltet összetételét, az olvasztó berendezést, a kémiai összetétel energiatényezőit. Az oltási kezelés az oltóanyag hozzáadása az olvadt vashoz, hogy megváltoztassa az olvadt vas kohászati ​​állapotát, mielőtt az olvadt vas az öntőüregbe kerül, és a nem spontán mag növelése a grafit finomítása. Ezáltal javítja az öntöttvas mikroszerkezetét és teljesítményét. A gyakori oltószerek közé tartozik a ferroszilícium, a kalcium-szilícium és a grafit. Termékeinket és gyártási költségeinket kombinálva ferroszilícium használata javasolt (75% szilícium, a hozzáadott mennyiség az olvadt vas tömegének kb. 0.4%-a). Másodszor, bárium-ferroszilícium és stroncium-ferroszilícium. A ferroszilícium gyorsan ható hatást fejt ki, 1.5 percen belül eléri a csúcsot, és 8-10 perc után nem terhes állapotba süllyed, ami csökkentheti a túlhűlés mértékét és a száj fehéredési hajlamát, növelheti az eutektikus klaszterek számát, A-típust alkot. grafit, javítja a metszet egyenletességét és növeli az ellenállást. A szakítószilárdság 10-20 MPa. Hátrányok: rossz ellenállás a bomlás ellen. Ha a késői oltási eljárást nem alkalmazzák, akkor ez nem ideális nagy falvastagság-különbségek és hosszú öntési idő esetén.

A bárium-ferroszilícium erősebben képes növelni az eutektikus klaszterek számát és javítani a metszet egyenletességét, mint a ferroszilícium. A hanyatlásnak ellenálló képesség erős, és az oltási hatás 20 percig fennmarad. Alkalmas különböző minőségű szürkeöntvény alkatrészekhez, különösen alkalmas nagyméretű vastag falú alkatrészekhez és gyártási körülményekhez, hosszú öntési idővel.

A stroncium-ferroszilícium 30-50%-kal nagyobb fehérségcsökkentő képességgel rendelkezik, mint a ferroszilícium, és jobb a metszet egyenletessége és a bomlásgátló képessége, mint a ferroszilícium. Ugyanakkor nem növeli az eutektikus klaszterek számát, könnyen oldódik, és kevesebb salakot tartalmaz. A vékonyfalú alkatrészek, különösen a zsugorodást és szivárgást igénylő, nagy eutektikus klaszterekkel rendelkező részek nem kívánatosak.

Az öntvények Mn tartalma ebben a vizsgálatban alacsony. A mangán maga a grafitosítást akadályozó elem, de a mangán ellensúlyozhatja a kén erős fehérítő hatását. Ezért a kén hatásának ellensúlyozásán belül a mangán valójában szerepet játszik a grafitosítás elősegítésében. A gyakorlat bebizonyította, hogy a mangántartalom növelése nemcsak növeli, finomítja a perlitet, de nem árt a kénszabályozás megfelelő lazítása sem. Ezért javasolt a Mn-tartalom megfelelő növelése.

Következtetés 4

Az öntvények megmunkálási nehézségének fő oka ebben a tanulmányban a cementit-karbidok megjelenése, különösen a Cr-t, V-t és más elemeket tartalmazó ötvözetek cementit-karbidjai okozzák a megmunkálási nehézségeket. A probléma javítása érdekében az első ötlet a karbidok csökkentése vagy megszüntetése a szervezetben. Az öntvények összetételének megváltoztatása és a gyártási folyamat módosítása hatékony módszer. A jelen tanulmányban szereplő öntvények sajátos gyártási helyzetével együtt a következő gyártási javaslatokat terjesztjük elő:

• (1) A szilíciumtartalom növelése érdekében az első választás az oltóanyag hozzáadása az öntés előtt. A ferroszilíciumhoz (75% szilícium) bárium-ferroszilícium és stroncium-ferroszilícium is használható az öntési idő és a helyszíni hatások függvényében. Kombinált oltóanyagok (Si-Ba és RE-Si) használata javasolt.
• (2) Növelje az öntvény mangántartalmát, hogy ellensúlyozza a kén erős fehér száj hatását.
• (3) A nyersvas minőségének javítása. 26#A nyersvas P- és S-tartalma túl magas.
• (4) Csökkentse a Cr-tartalmat az öntvényekben. Az öntvények magas Cr tartalma (>0.1) már fehérítő hatást válthat ki. A Cr jelentősen növelheti a keménységet és ronthatja a megmunkálási teljesítményt.

Link a cikkhez ： A szürkeöntvény megmunkálásával kapcsolatos nehézségek elemzése

Nyilatkozat újranyomtatása: Ha nincsenek speciális utasítások, akkor az oldalon található összes cikk eredeti. Kérjük, adja meg az újranyomtatás forrását: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

---

A PTJ CNC üzlet kiváló mechanikai tulajdonságokkal, pontossággal és ismételhetőséggel rendelkező alkatrészeket gyárt fémből és műanyagból. 5 tengelyes CNC marás áll rendelkezésre.Magas hőmérsékletű ötvözet megmunkálása tartomány felhőtlen inconel megmunkálás,monel megmunkálás,Geek Aszkológiai megmunkálás,Ponty 49 megmunkálás,Hastelloy megmunkálás,Nitronic-60 megmunkálás,Hymu 80 megmunkálás,Szerszámacél megmunkálás,stb.,. Ideális repülőgép-alkalmazásokhoz.CNC megmunkálás kiváló mechanikai tulajdonságokkal, pontossággal és ismételhetőséggel rendelkező alkatrészeket gyárt fémből és műanyagból. 3 tengelyes és 5 tengelyes CNC marás áll rendelkezésre. Önnel fogunk stratégiát kötni, hogy a lehető legköltséghatékonyabb szolgáltatásokat nyújthassuk a cél elérése érdekében. Üdvözöljük a Kapcsolatfelvétel ( sales@pintejin.com ) közvetlenül az új projektjéhez.