球墨鑄鐵具有高強(qiáng)度的塑韌性,其在國(guó)內(nèi)外發(fā)展非??欤a(chǎn)量已經(jīng)超過鑄鋼和可鍛鑄鐵,成為僅次于灰鑄鐵的鑄造合金材料。球墨鑄鐵中的石墨之所以成為球狀,主要是在鐵水中加入了能使石墨呈球狀的球化劑。用球墨鑄鐵鑄造技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高韌性和低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn),非常符合汽車生產(chǎn)的要求,因此,球墨鑄鐵鑄造技術(shù)在汽車生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵曲軸和鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵汽車底盤零件已分別在我國(guó)第二汽車廠、南京汽車廠和汽車廠投入使用,這也標(biāo)志著我國(guó)球墨鑄鐵生產(chǎn)達(dá)到了較高水平。球墨鑄鐵通過在汽車行業(yè)的應(yīng)用已突顯出其優(yōu)越性,通過技術(shù)水平的不斷提高,相信在未來,球墨鑄鐵將會(huì)應(yīng)用于各大領(lǐng)域。
一,汽車方面
(1)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵曲軸和鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵汽車底盤
零件分別在我國(guó)第二汽車廠、南京汽車廠和汽車廠相繼投產(chǎn)。這標(biāo)志著我國(guó)鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)達(dá)到了較高水平。與之相適應(yīng)的包外脫硫、雙聯(lián)法熔煉、瞬時(shí)孕育、孕育塊技術(shù)以及音頻檢測(cè)和熱分析快速分析等技術(shù)的采用,則標(biāo)志著我國(guó)大量流水生產(chǎn)汽車鑄件的技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距正在縮小。
二,冶金因素
(2)試驗(yàn)研究了大斷面(壁厚大于120mm)球墨鑄鐵的冶金因
素以及相應(yīng)的生產(chǎn)工藝措施。采用適量的釔基重稀土復(fù)合球化劑、強(qiáng)制冷卻、順序凝固、延后孕育,必要時(shí)添加微量銻、鉍等可防止球墨鑄鐵件中心部位的石墨畸變和組織疏松等,現(xiàn)已成功地制作了38噸重的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,17.5噸重的柴油機(jī)體、截面為805mm的球墨鑄鐵軋輥等。
三,奧氏體-貝氏體
20世紀(jì)70年代初,幾乎同時(shí)中國(guó)、美國(guó)、芬蘭3個(gè)國(guó)家宣布研究成功了具有高強(qiáng)度、高韌性的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵(國(guó)際上統(tǒng)稱ADI),這種材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa,因此它廣泛應(yīng)用于齒輪以及各種結(jié)構(gòu)件,與合金鋼相比,奧-貝球墨鑄鐵具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
四,型材
我國(guó)已相繼建成幾個(gè)球墨鑄鐵管廠,且近幾年還將有幾個(gè)球墨鑄鐵管廠建成。2000年,我國(guó)年產(chǎn)離心鑄造球墨鑄鐵管達(dá)90萬噸。此外,我國(guó)自行研制的水平連續(xù)鑄造球墨鑄鐵型材生產(chǎn)線已通過國(guó)家鑒定,并已有多家企業(yè)投產(chǎn)。再加上我國(guó)引進(jìn)的一條生產(chǎn)線,至2002年,我國(guó)年產(chǎn)球墨鑄鐵型材的能力達(dá)數(shù)萬噸。
稀土鎂
在高強(qiáng)度低合金球墨鑄鐵方面,除了對(duì)銅、鉬研究較多外,還對(duì)鎳、鈮等進(jìn)行了研究。在利用天然釩鈦生鐵制作釩鈦合金球墨鑄鐵方面,國(guó)內(nèi)一些單位進(jìn)行了大量、系統(tǒng)的工作。中錳球墨鑄鐵雖然在性能上不夠穩(wěn)定,但多年來的系統(tǒng)研究與生產(chǎn)應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
在耐熱球墨鑄鐵方面,除了中硅球墨鑄鐵以外,系統(tǒng)研究了Si+Al總量對(duì)稀土鎂球墨鑄鐵抗生長(zhǎng)能力的影響。我國(guó)研制的RQTAL5Si5耐熱鑄鐵用作耐熱爐條的使用壽命是灰鑄鐵的3倍,是普通耐熱鑄鐵的2倍,并與日本Cr25Ni13Si2耐熱鋼的使用壽命相當(dāng)。
高鎳奧氏體球墨鑄鐵方面也取得了進(jìn)展,它在石油開采機(jī)械、化工設(shè)備、工業(yè)用爐器件上均取得了成功的應(yīng)用。
在耐酸球墨鑄鐵方面,我國(guó)生產(chǎn)的稀土高硅球墨鑄鐵比普通高硅鑄鐵的組織細(xì)小、均勻、致密,由此,抗蝕性能提高了10%~90%,并且其機(jī)械強(qiáng)度也有顯著改善。
1、廢鐵 :廢鐵的碳含量一般大于2.0%。優(yōu)質(zhì)廢鐵的硫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別不大于0.070%和0.40%。普通廢鋼、合金廢鐵的硫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別不大于0.12%和1.00%。高爐添加料的含鐵量應(yīng)不小于65.0%。2、廢鋼:廢鋼的碳含量一般小于2.0%,硫含量均不大于0.050%。非合金廢鋼中殘余元素應(yīng)符合以下要求:鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.30%、鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.30%、銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.30%。除錳、硅以外,其他殘余元素含量總和(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不大于0.60%。
2、廢鋼主要產(chǎn)生來源我國(guó)廢鋼鐵資源產(chǎn)生的地域分布也不平衡,全國(guó)80%以上的廢鋼鐵資源分布在東北(遼、黑)華北(京、津、唐、晉)華東(江蘇、滬、魯)鄂、川、粵這12個(gè)工礦企業(yè)比較集中、人口比較稠密的省市;其它地區(qū)由于地理?xiàng)l件較差、人口較少,生成的廢鋼資源不足20%。
廢鋼鐵的回收加工過程中,常采用剪切、打包、破碎、分選、清洗、預(yù)熱等形式,使廢鋼鐵終形成能被冶金業(yè)利用的優(yōu)質(zhì)爐料。根據(jù)廢料的不同形式、尺寸和受污染程度以及回收用途和質(zhì)量要求,選用不同的處理方式。
1)剪切
剪切處理主要針對(duì)長(zhǎng)度超過一定尺寸的型鋼、軸以及各種大型的金屬結(jié)構(gòu)件,進(jìn)行冷態(tài)剪斷。
2)壓塊
又可稱為打包。主要針對(duì)體積松散的管材、容器、輕薄料、散粒料、粉料等。目的一是減少容積、便于裝卸和運(yùn)輸;二是制取高密度料塊,便于煉鋼工藝。
3)破碎
把大塊廢鋼鐵及連帶的附屬物破碎成小塊或小顆粒,以利于分選廢物。破碎方式有機(jī)械破碎和物理破碎兩種。機(jī)械破碎是利用各種破碎機(jī)破碎,是現(xiàn)今國(guó)內(nèi)常用的 破碎方法。主要的破碎機(jī)械有鱷式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊破碎機(jī)和剪切破碎機(jī)等。物理法破碎有低溫冷凍破碎、超聲波破碎等。
4)磁選
磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異,在不均勻磁聲中進(jìn)行分選的一種處理方法。磁選是分選鐵基金屬有效的方法。將固體廢物輸入磁選機(jī)后,磁性顆粒在 不均勻磁聲作用下被磁化,從而受到磁場(chǎng)吸引力的作用,使磁性顆粒吸進(jìn)圓筒上,并隨圓筒進(jìn)入排料端排出;非磁性顆粒由于所受的磁場(chǎng)作用力很小,仍留在廢物中。磁選所采用的磁場(chǎng)源一般為電磁體或永磁體兩種。
5)清洗
清洗是用各種不同的化學(xué)溶劑或熱的表面活性劑,清除鋼件表面的油污、鐵銹、泥沙等。常用來大量處理受切削機(jī)油、潤(rùn)滑脂、油污或其他附著物污染的發(fā)動(dòng)機(jī)、軸承、齒輪等。
6)預(yù)熱
廢鋼經(jīng)常粘有油和潤(rùn)滑脂之類的污染物,不能立刻蒸發(fā)的潤(rùn)滑脂和油會(huì)對(duì)熔融的金屬造成污染。露天存放的廢鋼受潮后,由于夾雜的水分和其他潤(rùn)滑脂和油會(huì)對(duì)熔融 的金屬造成污染。露天存放的廢鋼受潮后,由于夾雜的水分和其他潤(rùn)滑脂等易汽化物料,會(huì)因炸裂作用而迅速在爐內(nèi)膨脹,也不宜加入煉鋼爐。為此,許多鋼廠采用預(yù)熱廢鋼的方法,使用火焰直接烘烤廢鋼鐵,燒去水分和油脂,再投入鋼爐。在金屬預(yù)熱系統(tǒng)中,主要需解決兩個(gè)問題:,不完全燃燒的油脂能產(chǎn)生大量的碳?xì)?化合物,會(huì)造成大氣污染,必須設(shè)法解決;第二,由于輸送帶上的廢鋼大小不同,厚度不同,造成預(yù)熱及燃燒不均勻,廢鋼上的污染物有時(shí)不能徹底清洗。