铸造灰铸铁时有什么难点？

灰铸铁（HT150、HT200等）因其良好的铸造性能、切削加工性和减震性被广泛应用，但其生产过程中仍存在以下工艺难点：

1. 石墨形态与基体控制

• 难点：

  • 石墨片过长（A型石墨理想，D/E型不良）会降低力学性能。

  • 珠光体含量不足导致硬度低（如HT200需≥85%珠光体）。

• 解决措施：

  • 孕育处理：采用75Si-Fe或含锶（Sr）孕育剂，促进A型石墨形成。

  • 合金化：添加铜（Cu 0.3~0.8%）或锡（Sn 0.05~0.1%）稳定珠光体。

2. 成分波动与熔炼控制

• 难点：

  • 碳当量（CE=3.9~4.3%）过高易产生粗大石墨，过低则缩松倾向增加。

  • 硫（S）含量>0.12%会恶化流动性，磷（P）>0.3%加剧冷脆性。

• 解决措施：

  • 使用高碳低硫生铁（如Z14-Z18），废钢比例≤30%。

  • 光谱仪实时监控C、Si、Mn含量（典型成分：C 3.0~3.5%，Si 1.5~2.5%）。

3. 缩孔与缩松倾向

• 难点：灰铸铁虽收缩率低（约1%），但厚壁部位仍可能产生缩松。

• 解决措施：

  • 工艺设计：设置暗冒口或冷铁，优化浇注系统（如底注式）。

  • 冷却控制：薄壁件采用金属型，厚壁件用树脂砂延缓冷却。

4. 气孔与夹渣缺陷

• 难点：

  • 型砂水分过高（>5%）或铁液含氢量高易致皮下气孔。

  • 熔渣卷入形成夹渣（多见于浇注系统设计不合理时）。

• 解决措施：

  • 型砂管理：控制膨润土添加量（6~8%），透气性>100。

  • 铁液净化：扒渣后覆盖集渣剂（如珍珠岩），浇注时使用过滤网。

5. 硬度与强度不均匀

• 难点：同一铸件不同部位硬度差异大（如边缘与热节处）。

• 解决措施：

  • 均匀冷却：优化铸型布局，避免局部过热。

  • 微量合金化：添加铬（Cr 0.2~0.5%）提高硬度均匀性。

关键总结

• 成分精准：CE控制在±0.1%范围内，硫磷严格限制。

• 工艺适配：薄壁件提高浇注温度（1380~1420℃），厚壁件加强冒口补缩。

• 缺陷预防：通过孕育改善石墨形态，型砂管理减少气孔。

灰铸铁的难点核心在于成分-工艺-冷却协同控制，经验丰富的工厂通常结合热分析仪与金相检测。