喂线技术生产蠕墨铸铁的工艺研究

摘要

本文通过对现有传统的蠕墨铸铁生产工艺的研究，发现现有的生产工艺存在着蠕化元素残留范围窄，蠕化处理产生大量的烟雾严重影响生产环境等方面的局限，使得传统方法很难稳定生产蠕墨铸铁。通过研究应用喂线技术生产球墨铸铁对球化元素残留量的控制范围，使用喂线处理站消除球化处理过程中产生的大量的烟雾与弧光的特点，得出喂线技术应用在蠕墨铸铁生产中具有其他技术无法替代的优势。 本文在分析蠕虫状石墨生长机理的基础上，试验研究了通过炉内加入CaC2预脱S，出炉后加入纯Mg与稀土硅铁包芯线蠕化，同时加入75-Si-Fe包芯线孕育，金相分析不同量的纯Mg包芯线与不同量的稀土硅铁包芯线对铸铁石墨形态的影响，同时通过浇注梯形试样研究不同冷却速度对铸铁石墨形态的影响。 在10kg铁水中，炉内加入140g CaC2进行预脱S，包内加入Φ5mm纯Mg，稀土硅铁包芯线蠕化处理，75-Si-Fe包芯线孕育处理，浇注梯形试样，对每次试验进行金相分析，研究结果表明： 1.加入Φ5mm纯Mg，稀土硅铁包芯线蠕化处理，75-Si-Fe包芯线孕育处理10kg的铁水可以获得蠕墨铸铁； 2.加入Φ5mm稀土硅铁包芯线75mm和75-Si-Fe包芯线440mm（粉料加入比重0.0273％和0.125％），同时加入180～200mm纯Mg包芯线（粉料加入比重为0.0225％-0.025％）可以获得蠕化率在65％以上的蠕墨铸铁。低于该范围蠕化率急剧下降，铸铁石墨形态为条片状石墨灰铸铁倾向严重，超过该范围蠕化率急剧下降，铸铁石墨形态趋近于球状石墨，石墨球化倾向严重； 3.加入Φ5mm纯Mg包芯线200mm和75-FeSi包芯线440mm（粉料加入比重0.025％和0.125％）同时加入0～50mm稀土硅铁包芯线（粉料加入比重为0.0％～0.018％）对铸铁的石墨形态无影响； 4.梯形试验的直径由Φ10～35mm之间不断变化，铸铁的蠕化率由15％～95％呈直线变化。石墨以球状石墨雏晶形式首先析出，由于蠕化元素的分布不均匀，球状石墨生长发生畸变最终形成蠕虫状石墨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2蠕墨铸铁简要介绍

1.2.1蠕墨铸铁的化学成分、组织和性能特点

1.2.2蠕墨铸铁的优越性能

1.3蠕墨铸铁的发展

1.3.1国外蠕墨铸铁的发展现状

1.3.2国内蠕墨铸铁的发展现状

1.4蠕墨铸铁的生产工艺现状

1.4.1以镁为基的蠕化剂

1.4.2以稀土合金为基的蠕化剂

1.4.3以钙为主的蠕化剂

1.4.4现有生产工艺的局限性

1.5喂线技术与其在蠕墨铸铁生产中应用的优势

1.5.1喂线技术

1.5.2喂线技术理论依据

1.5.3喂线技术在铸铁生产中的应用

1.5.4喂线技术应用在蠕墨铸铁生产中的优势

1.6课题的主要研究内容

第2章试验材料及研究方法

2.1试验材料

2.1.1试验用包芯线

2.1.2试验用炉料

2.1.3试样的制备

2.2分析方法

2.2.1材料的成分分析

2.2.2石墨形态的观察

2.2.3能谱分析

第3章CaC2加入量对铁水中S含量的影响

3.1引言

3.2 CaC2脱S的试验结果

3.3 CaC2脱S的机理分析

3.4本章小结

第4章蠕化剂加入量与铸件冷却速度对石墨形态的影响

4.1引言

4.2纯Mg线加入量对铸铁石墨形态的影响

4.2.1试样会相观察结果

4.2.2纯Mg线加入量对蠕化率的影响

4.3稀土硅铁线加入量对铸铁石墨形态的影响

4.3.1试样金相观察结果

4.3.2试样的能谱分析结果

4.3.3稀土硅铁线加入量对蠕化率的影响

4.4铸件的冷却速度对石墨形态的影响

4.4.1试验的金相观察结果

4.4.2冷却速度对蠕化率的影响

4.5石墨蠕化机理分析

4.5.1铸铁中石墨的生长机理

4.5.2蠕虫石墨生长机理的研究

4.5.3石墨生长的热力学和动力学理论

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢