中頻電爐熔煉的控制

要根據中頻電爐的冶金特性編制合理的熔煉工藝，從裝料、溫度控制及在各不同溫度下加入合金、增碳劑、除渣劑以及出鐵溫度各個環節嚴格控制，力求用zui短的熔煉時間、zui小的合金燒損與氧化，達到控制和穩定金相組織，提高鑄件質量的目的。

在生產實踐中，我們將整個熔煉全過程分為三期 溫度進行控制。這里所謂的三期溫度指：熔煉溫度、扒渣溫度和出鐵溫度。

熔煉溫度：即取樣溫度以前的熔化期，決定著合金元素的吸收與化學成分的平衡，因此要避免高溫熔化加料，避免搭棚“結殼”。否則鐵液處于沸騰或高溫狀態、碳元素燒損加劇，硅元素不斷在還原，鐵液氧化加劇雜質增加，按工藝要求熔化溫度控制在1360攝氏度以下，取樣溫度控制在1420攝氏度左右。取樣溫度低了存在鐵合金未熔化完，取的試樣化學成分無代表性;溫度過高，合金燒損或還原，還會影響到精練期的成分調整。取樣后應控制中頻爐功率。在爐前質量管理儀對化學成分顯示出結果后恰好進入到扒渣溫度。

扒渣溫度: 扒渣溫度是決定鐵液質量的重要環節，因為它與成分穩定、孕育處理的效果密切相關，并直接影響到出鐵溫度的控制。扒渣溫度過高加劇鐵液石墨晶核燒損和硅的還原，特別對酸性爐襯，理論上鐵液含硅偏高后將產生排碳作用，影響按溫度系結晶，存在著產生反白口的傾向；若溫度過低，鐵液長時間被裸露，碳、硅燒損嚴重。再次調整成分時，不僅延長熔煉時間使鐵液過熱，而且易使成分失控，zeng大鐵液的過冷度，使正常結晶受到破壞。

出鐵溫度：為保證澆注和孕育的zui佳溫度，我們一般控制在1520～1550攝氏度。出鐵溫度的高和低都會對鑄鐵的結晶和孕育效果帶來影響，如果溫度過高，如超過工藝規定溫度30℃以上，盡管爐前快速分析碳、硅也適中,但試澆三角試片白口深度會過大或中 心部位顯現麻口。出現此種情況即使采取措施向爐內補加碳zeng大孕育量，但是效果欠佳，且需在調低中頻功率后，進行爐內降溫處理，即向爐內加入鐵液總量百分之10-15經過烘烤的新生鐵，這樣試片斷口心部麻口就轉為灰口，頂 尖的白口深度變小。若持續高溫時間較長，采取如上方法后，仍須履行爐內補碳措施。出鐵溫度按澆注溫度控制，殼體類鑄鐵件合適的澆注溫度為（1440攝氏度左右，能夠實現“高溫出鐵，適溫澆注”，嚴格掌握和控制住當然zui好。因為出鐵溫度低將導致澆注溫度低于1380攝氏度，既不利于脫硫、除氣，而且特別影響孕育處理效果。隨著溫度的降低，冷隔、輪廓不清晰等問題明顯增加。

鐵液的孕育處理

對生產殼體用灰鑄鐵250進行孕育處理，以提高材質的耐磨性，使鑄件的組織和性能得以明顯改善，顯著提高各斷面上的硬度值，而且要在穩定厚斷面上的珠光體量方面有相同作用，還可改善其壁厚的敏感性和鑄件在機械加工時良好的切削性能，尤其是對防止殼體鑄件的疏松、滲漏有特殊作用。

孕育劑的加入量依生產殼體鑄件的壁厚、化學成分和澆注溫度等因素確定，以壁厚處不出現疏松、滲漏，壁厚處不出現硬區為原則。生產實踐表明，鍶、鋇、鈣、硅鐵孕育劑是提高強度灰鑄鐵zui為理想的孕育劑，此種孕育劑發揮鋇的抗衰退能力及提高A型石墨占有率，鍶的特強消除白口能力，鈣和硅所起的輔助孕育和滲透作用。這種強度組合的孕育劑，是生產高強度鑄鐵孕育處理中較為理想的選擇。

孕育次數與孕育效果的關系，隨孕育次數增加，鑄鐵內部石墨分布均勻程度改善，A型石墨占有率和石墨長度區別較大，經兩次以上孕育的A型石墨占有率高，分布均勻，長度適中。更重要的是多次孕育促使非自發晶核數量增多，強化了基體，從而提高并穩定了鑄鐵的強度。

經隨流復合孕育處理，并以漏斗式孕育包用硅鋇鐵+75硅鐵孕育后，避免鐵液隨流孕育滯后于澆注是控制孕育效果的關鍵。孕育處理后的鐵液應在限定時間內澆注完畢，一般不超過8分鐘，包內二次孕育3～5分鐘孕育效果zui佳。硅鋇孕育劑可消除灰鐵250的白口，改善其石墨形狀、分布、消除Ｅ、Ｄ型過冷石墨。因為Ｅ型石墨和鐵素體組織，將使材質致密性降低，嚴重惡化抗滲漏性能。

5.其抗拉強度均達到灰鐵250以上，試棒硬度達到190～230，殼體本體解剖，硬度在190左右，鑄件的品質系數顯著提高，金相組織達到國外樣機殼體鑄造水平，珠光體為85％～90％，滿足了變速器殼體的強度要求，其力學性能達到國外同類機型材質要求。

生產高強度灰鑄鐵件的工藝措施近年來，很多單位研究并發展了適應具體生產條件和不同鑄件要求（包括薄壁高強度灰鑄鐵件）的高強度灰鐵的生產方法，歸納起來，有以下四種。

1、強化孕育鑄鐵用高 效孕育劑強化孕育從而得到高強度灰鑄鐵。靠高 效孕育劑來強化孕育，提高性能。一般的方法是：碳當量在百分之3.9-4.1左右，溫度1480℃左右，要求鐵水氧化少，采用Si-Ca、Cr-Si-Ca、Re-Ca-Ba、Si-Ca、Si-Fe復合、稀土復合等高 效孕育劑，進行孕處理。

2、合成鑄鐵所謂合成鑄鐵工藝，就是用感應電爐熔煉，爐料中用百分之50以上的廢鋼，其余為回爐鐵和鐵屑，經增碳處理得到的鐵液。這種方法的優點是：（1）爐科采用大量廢鋼，不用生鐵，降低了鑄鐵成本；（2）可獲得含磷量低的鐵水，減少磷量對缸體、缸蓋等薄壁高強度灰鐵縮松和滲漏缺陷的影響；（3）可避免生鐵遺傳性影響，鑄鐵石墨形態好，珠光體含量高，機械性能好。

3、低合金化孕育鑄鐵調整原鐵水的化學成份使其達到較高碳當量，在爐內（或包內）加入少量鉻、銅、鉬等合金元素，獲得高溫低合金化鐵水，再經孕育處理，得到石墨細小、珠光體含量高、片間距小的組織，從而獲得高強度鑄鐵。合金元素多是Cu，Cr、Mo、Ni等。

4、調整鑄鐵常規化學成份及比例，獲得高強度、低應力灰鑄鐵在碳當量保持不變的情況下，適當提高Si/C比值是提高機床鑄件強度和剛度重要途經之一。通過調整化學成份，特別是改變硅/碳比值，使Si/C在0.5-0.9，再加上適當的孕育和合金化，可以獲得具有良好綜合性能的高強度灰鑄鐵件。

有關硅/碳比值的規律是：

（1）在相同碳當量下，Si/C比值高，抗拉強度可提高30-60MPa，相對強度高，相對硬度低，彈性性能好；

（2）在相同碳當量下，Si/C比值增加，殘余應力有除低趨勢，應力傾向也較小；

（3）提高Si/C比值，白口傾向小，斷面敏感性小，而對鐵水流動性，線收縮率無影響。

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