Аналіз цяжкасцей пры апрацоўцы шэрага чыгуну

---

Для таго, каб вырашыць праблемы механічнай апрацоўкі ліцця з шэрага чыгуну ў кампаніі, кампаненты і ўласцівасці ліцейнага скрыні і адлівак былі прааналізаваны з дапамогай аптычнага мікраскопа, сканіруючага электроннага мікраскопа, цвёрдасці па Брынелю, мікрацвёрдасці па Віккерсу і спектральнага аналізу. Вынікі паказваюць, што ўтрыманне S і P у чыгуне 26# было вышэй высокага боку, утрыманне Si ў чыгуне 22# нізкае, таму хімічны склад не задавальняе крытэрам. Вугляродны эквівалент адлівак складае 4.36%, што адносіцца да адлівак з высокім вугляродным эквівалентам. Стаўленне Si і C складае 0.46, што з'яўляецца нізкім бокам. Утрыманне Si і Mn у адліўках нізкае, у дадатак да высокага ўтрымання Cr, якога дастаткова для з'явы астуджэння, у большасці адлівак ёсць элемент V. Мікраструктура адліўкі - ферыт, перліт, графіт і карбід. Некаторая частка карбіду змяшчае Cr, V і іншыя мікралегіруючыя элементы, а мікрацвёрдасць складае больш за 1 HV, што з'яўляецца асноўнай прычынай цяжкасці апрацоўкі. Такім чынам, каб палепшыць прадукцыйнасць апрацоўкі, па-першае, утрыманне V і Cr не павінна перавышаць стандарт. Па-другое, утрыманне Si павінна быць павялічана і спачатку трэба дадаць у прышчэпку. Для патрабавальных адлівак цвёрды сплав можа быць раскладзены шляхам графітнага адпалу.

Белыя вуглы танкасценных адлівак з шэрага чыгуну - звычайныя дэфекты адлівак [1-4]. Як правіла, невялікія адліўкі маюць тонкія сценкі і адліваюцца з зялёнага пяску. Хоць хімічны склад расплаўленага чыгуну кваліфікаваны, з-за ўплыву таўшчыні сценкі адліўкі і цеплаправоднасці адліўкі, тоўстыя і тонкія часткі аднаго і таго ж адліўкі. Як знутры, так і звонку можа быць розная арганізацыя. Асабліва куты адлівак схільныя да белых вуснаў, якія выклікаюць цяжкасці пры апрацоўцы, што прыводзіць да так званага "цвёрдага матэрыялу". Большая частка частак шэрага чыгуну "цвёрды матэрыял" сустракаецца ў частцы чарнавой часткі. Такія як: краю і куты, пазы, выпуклыя паверхні, паверхні і г. д. Цвёрдасць матэрыялу мае шмат агульнага з тэндэнцыяй белага рота. Накіраваная на складаныя праблемы механічнай апрацоўкі ў рэальным вытворчасці адлівак пэўнай кампаніі, у гэтай працы праводзіцца сістэматычнае даследаванне, аналізуюцца прычыны «цвёрдых матэрыялаў» і прапаноўваюцца адпаведныя рашэнні.

1 Эксперыментальныя матэрыялы і метады

На месцы былі адабраны пробы чыгуну 22#, 26# і станка ліцця нумар 0#. Адбор проб шляхам рэзкі дроту быў выкананы адпаведна, і назіранне аптычнай тканіны і сканавання тканіны было выканана. Хімічны па чыгуну і адлівак
Выпрабаванне складу для выключэння ўплыву мікраэлементаў на прадукцыйнасць апрацоўкі адлівак. Узоры адлівак адбіраліся для металаграфічнага назірання ў аптычных і сканіруючых мікраскопах ZEISS, для вымярэння цвёрдасці выкарыстоўваліся лічбавы цвёрдамер HBS-3000 і мікрацвёрдамер HTM-1000TM. Хімічны склад чыгуну і адлівак прыведзены ў табліцы 1.

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	<0.000	5	<0.000	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	<0.000	5	<0.000	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	<0.000	5	<0.000	5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤ 0.01

2.1 Аналіз хімічнага складу

Калі вуглярод з шэрага чыгуну існуе ў выглядзе карбідаў, ён павялічвае тэндэнцыю да адбельвання, што ўскладняе апрацоўку і выклікае так званую праблему "цвёрдага матэрыялу". Такім чынам, шэры чыгун павінен звесці да мінімуму тэндэнцыю адбельвання, каб вуглярод існаваў у выглядзе графіту. Розныя элементы па-рознаму ўплываюць на працэс графітызацыі, а некаторыя паскараюць камяні
Чарніла, некаторыя запавольваюць графітызацыі. Наогул кажучы, большасць элементаў, якія могуць аслабіць сілу сувязі паміж атамамі жалеза і вугляроду і павялічыць здольнасць да самадыфузіі атамаў жалеза, могуць спрыяць графітызацыі чыгуну; у адваротным выпадку гэта будзе перашкаджаць графітызацыі чыгуну, гэта значыць павялічыць тэндэнцыю белага рота. . Для выпрабаванні чыгуну
Якасць чыгуну і выключэнне ўплыву мікраэлементаў на адбельванне адлівак. Былі пратэставаны пяць элементаў і агульныя элементы адбельвання сыравіны і адлівак. Кожны ўзор быў правераны на 13 элементаў. Усяго было выпрабавана 39 партый чыгуну і ліцця. Хімічны склад прыведзены ў табліцы 1.

Кітайскі стандарт на чыгунны чыгун (GB/T 718-2005) [5] утрымлівае ўтрыманне Si ў чыгуне 22# складае 2.00% ~ 2.40%, а ўтрыманне Si ў чыгуне 26# складае 2.40% ~ 2.80%. Згодна з табліцай 2, выпрабаванні кампаніі на чыгун 22# і 26# паказалі, што ўтрыманне Si ў чыгуне 22# было 1.86, што не адпавядае ніжняй мяжы стандарту.
Ён адпавядае стандарту, і ўтрыманне Mn таксама нізкае. 26# Утрыманне P і S у чыгуне занадта высокае, утрыманне P дасягае ўзроўню 5, утрыманне S перавышае стандарт і змяшчае пэўную колькасць Cr. Выпрабаванне складу адліўкі 0# паказвае, што толькі ўтрыманне Cr у адбельваючых элементах дасягнула тэндэнцыі да адбельвання, а ўтрыманне іншых мікраэлементаў не дасягнула мінімальнага ўтрымання, якое выклікае адбельванне, таму ўздзеянне нязначнае. У параўнанні з выбарам пяці элементаў у «Даведніку па ліццях» [6], можна заўважыць, што ўтрыманне вугляроду ў адліўках у гэтым даследаванні адносна высокае, утрыманне Si адносна нізкае, а ўтрыманне Mn адносна нізкае. .

2.2 Выпрабаванне на цвёрдасць

У цвёрдамеры па Брынелю з лічбавым дысплеем HBS-3000 тэст складае 1875 Н, дыяметр індэнтара складае 2.5 мм, а цвёрдасць 5 тэстаў паказана ў табліцы 2. На лічбавым мікрацвёрдамеры белая вобласць на аптычным фотаздымку быў адзначаны мікрацвёрдасцю. Вынікі паказаны ў табліцы 3. Такім чынам, хаця сярэдняя макраскапічная цвёрдасць матрыцы вельмі нізкая, толькі цвёрдасць па Брынелю складае каля 145 HB, цвёрдасць яе лакальнай вобласці вельмі высокая, дасягаючы цвёрдасці па Віккерсу каля 1 HV . Чым менш яма, тым вышэй цвёрдасць. Паводле літаратуры, цвёрдасць фосфарнай эўтэктыкі складае 000~500 HV, ледэбурыту ≤ 700 HV і карбіду> 800 HV.

Такім чынам, вынікі аналізу цвёрдасці паказваюць, што белая вобласць - гэта цвёрды і далікатны карбід цэментыту, які ў асноўным выключае эўтэктыку фосфару, якая з'яўляецца асноўнай прычынай цвёрдасці матэрыялу. Каб дакладна вызначыць склад гэтага карбіду, неабходны аналіз энергетычнага спектру.

2.3 Аналіз энергетычнага спектру

Частковае павелічэнне аптычнай белай вобласці паказана на мал. 2 і мал. 3. Яно характарызуецца размеркаваннем паглыбленых адтулін у матрыцы і характарыстыкай эўтэктыкі. Такім чынам, энергетычны аналіз гэтай вобласці паказвае, што элементы, якія змяшчаюцца ў паглыбленай частцы вобласці, - гэта Fe, P і C, таму ён ацэньваецца як Fe3 (C, P), элемент P захоўваецца
Сегрэгацыя. Элемент P у паглыбленай частцы вышэй, не эўтэктычны прадукт, а адтуліну, якое ўтвараецца ў выніку канчатковага застывання і ўсаджвання. Малюнак 4. Вынікі аналізу энергетычнага спектру паказваюць, што ў дадатак да элементаў Fe, P і C белая вобласць утрымлівае Cr і V, якія ўтвараюць карбіды сплаву, якія становяцца ўсё больш цвёрдымі.
Вазьміце выразку.

2.4 Арганізацыйны аналіз

Аптычны фотаздымак паказвае металаграфічную структуру адліўкі, зробленую тручэннем 4%-м спіртам азотнай кіслаты, як паказана на малюнку 5. Сярод іх a, b, c і d з'яўляюцца асноўнай структурай адліўкі, а e, f, g, h - кантавая структура адліўкі. a, b, c, d і e, f, g, h адпавядаюць 50, 100, 200 і 1,000-кратным фотаздымкам тканіны. Адсканаваная фатаграфія тканіны паказана на малюнку 6, і стрэлка паказвае на белую вобласць на адпаведным фотаздымку аптычнай тканіны, якая з'яўляецца карбідам. Белыя блокі - гэта карбіды, лускавінкі - графіт, а шэрыя вобласці - перліт. Відаць, што металаграфічная структура - ферыт + перліт + графіт + карбід, ямкавая структура. Белізна краёў, відавочна, больш сур'ёзная, чым сэрца. Параўноўваючы з GB/T7216-2009, можна бачыць, што [7] тканіна сэрца з'яўляецца пачатковай
Неапрацаваны зоркападобны графіт тыпу F мае даўжыню каля 150 мкм і шырыню каля 5 мкм. Гэта ўтвараецца расплаўленым жалезам з высокім утрыманнем вугляроду пры адносна вялікіх умовах пераахаладжэння. Структура краёвага пласта ўяўляе сабой дробны кучаравы графіт, сабраны ў выглядзе хрызантэмы графіту тыпу B. Даўжыня складае каля 100 мкм, а шырыня - 3 мкм. Вызначце колькасць карбідаў
Колькасць карбіду ў тканцы сэрца складае каля 5%, дасягаючы ўзроўню 3. Колькасць карбіду ў тканцы краю складае каля 10%, дасягаючы ўзроўню 4. Калі вуглярод знаходзіцца ў форме графіту, графіт можна выкарыстоўваць для змазка падчас апрацоўкі, і рэзка лёгка. Калі вуглярод існуе ў форме карбіду (Fe3C), паколькі цэментыт Fe3C цвёрды і далікатны, апрацоўка складаная, асабліва калі ён утрымлівае іншыя легіруючыя элементы (напрыклад, Cr), сплаў цэментыт ((Fe, M) 3C). цяжэй і цяжэй рэзаць, і падчас апрацоўкі ўзнікае праблема так званага «цвёрдага матэрыялу» [8]. Такім чынам, у працэсе ліцця дэталяў з шэрага чыгуну неабходна паменшыць колькасць вугляроду, каб пазбегнуць з'яўлення карбідаў, і пры неабходнасці прыняць некаторыя меры для садзейнічання графітызацыі вугляроду.

3 Аналіз і абмеркаванне

Асноўнымі фактарамі, якія ўплываюць на прадукцыйнасць апрацоўкі адлівак, з'яўляюцца хімічны склад чыгуну і хуткасць астуджэння пры застыванні. Утрыманне вугляроду і ўтрыманне крэмнію ў хімічным складзе чыгуну з'яўляюцца двума найбольш важнымі кантралюючымі фактарамі. Хуткасць астуджэння адліўкі ў асноўным залежыць ад таўшчыні сценкі адліўкі. Калі ўтрыманне вугляроду і крэмнію ў чыгуне пастаяннае, чым танчэй сценка адліўкі, тым большая тэндэнцыя чыгуну да адбельвання. Калі таўшчыня сценкі адліўкі пастаянная, чым больш агульнае ўтрыманне вугляроду і крэмнію ў чыгуне, тым больш дбайная ступень графітызацыі чыгуну.

Вугляродны эквівалент адліўкі ў гэтым даследаванні складае 4.36%, што з'яўляецца высокавугляродным эквівалентам адліўкі; стаўленне Si/C роўна 0.46, што з'яўляецца нізкім паказчыкам. Павелічэнне вугляроднага эквіваленту робіць графітавыя шматкі тоўшчы, колькасць павялічваецца, а трываласць і цвёрдасць памяншаюцца. Павелічэнне Si/C можа знізіць тэндэнцыю з'яўлення бялізна ў роце.

Пры вытворчасці шэрага чыгуну таксама неабходна ўлічваць уплыў перагрэву і эфект зацяжкі. Павышэнне тэмпературы расплаўленага жалеза ў пэўным дыяпазоне можа зрабіць графіт ачышчаным, структуру матрыцы больш тонкай, трываласць на разрыў павялічыцца і цвёрдасць паменшыцца. Неабходна ўсебакова разглядаць склад шихты, плавільнага абсталявання, энергетычныя фактары хімічнага складу. Апрацоўка прышчэпкай заключаецца ў даданні прышчэпкі ў расплаўлены чыгун, каб змяніць металургічны стан расплаўленага жалеза да таго, як расплаўлены чыгун патрапіць у паражніну адліўкі, і для павелічэння неспантаннага ядра - ачыстка графіту. Тым самым паляпшаючы мікраструктуру і характарыстыкі чыгуну. Звычайныя прышчэпкі ўключаюць ферасіліцый, кальцыевы крэмній і графіт. Аб'ядноўваючы нашу прадукцыю і вытворчыя выдаткі, рэкамендуецца выкарыстоўваць ферасіліцый (75% крэмнія, колькасць дабаўкі складае каля 0.4% ад масы расплаўленага жалеза). Па-другое, ферасіліцый барыю і ферасіліцый стронцыю. Ферасілікон прышчапляе хуткадзейны эфект, які дасягае піка на працягу 1.5 хвілін і зніжаецца да небеременного стану праз 8~10 хвілін, што можа паменшыць ступень пераахаладжэння і схільнасці да белага рота, павялічыць колькасць эўтэктычных кластараў, сфармаваць тып A графіту, палепшыць аднастайнасць сячэння і павялічыць супраціў. Мяжа трываласці на разрыў 10-20MPa. Недахопы: слабая ўстойлівасць да гніення. Калі позні працэс прышчэпкі не выкарыстоўваецца, ён не ідэальны для вялікіх адрозненняў у таўшчыні сценак і доўгага часу залівання.

Ферасіліцый барыю мае больш моцную здольнасць павялічваць колькасць эўтэктычных кластараў і паляпшаць аднастайнасць сячэння, чым ферасіліцій. Здольнасць супрацьстаяць зніжэнню моцная, і эфект прышчэпкі можа захоўвацца на працягу 20 хвілін. Падыходзіць для розных гатункаў дэталяў з шэрага чыгуну, асабліва падыходзіць для буйнамаштабных таўстасценных дэталяў і ўмоў вытворчасці з доўгім часам залівання.

Ферасіліцый стронцыю мае на 30-50% большую здольнасць да памяншэння беласці, чым ферасіліцій, і мае лепшую аднастайнасць сячэння і здольнасць супраць гніення, чым ферасіліцій. Пры гэтым ён не павялічвае колькасць эўтэктычных кластараў, лёгка раствараецца, мае меншую колькасць дзындраў. Танкасценныя дэталі, асабліва дэталі, якія патрабуюць усаджвання і ўцечкі з высокімі эўтэктычнымі кластарамі, не пажаданыя.

Змест Mn у адліўках у гэтым даследаванні нізкі. Сам марганец з'яўляецца элементам, які перашкаджае графітызацыі, але марганец можа кампенсаваць моцны адбельвае эфект серы. Такім чынам, у межах кампенсацыі эфекту серы марганец сапраўды гуляе ролю ў садзейнічанні графітызацыі. Практыка даказала, што павелічэнне ўтрымання марганца можа не толькі павялічыць і ачысціць перліт, але гэта не шкодна адпаведным чынам аслабіць кантроль серы. Такім чынам, рэкамендуецца адпаведным чынам павялічыць утрыманне Mn.

4 Заключэнне

Асноўнай прычынай цяжкасці апрацоўкі адлівак у гэтым даследаванні з'яўляецца з'яўленне карбідаў цэментыту, асабліва карбідаў цэментыту сплаваў, якія змяшчаюць Cr, V і іншыя элементы, з'яўляюцца асноўнай прычынай цяжкасцей апрацоўкі. Каб палепшыць гэтую праблему, першая ідэя - паменшыць або ліквідаваць карбіды ў арганізацыі. Эфектыўнымі спосабамі з'яўляюцца змяненне складу адлівак і наладжванне працэсу вытворчасці. У спалучэнні з асаблівасцямі вытворчасці адлівак у гэтым даследаванні вылучаюцца наступныя прапановы па вытворчасці:

• (1) Каб павялічыць утрыманне крэмнію, першым выбарам з'яўляецца даданне інокулянта перад заліваннем. Для ферасіліцыя (75% крэмнію), ферасіліцый барыю і ферасіліцый стронцыю таксама можна выкарыстоўваць у залежнасці ад часу залівання і эфектаў на месцы. Рэкамендуецца выкарыстоўваць камбінаваныя інакулянты (Si-Ba і RE-Si).
• (2) Павялічце ўтрыманне марганца ў адліўцы, каб кампенсаваць моцны эфект белага рота ад серы.
• (3) Паляпшэнне якасці чыгуну. 26#Утрыманне чыгуну P і S занадта высокае.
• (4) Зніжэнне ўтрымання Cr у адліўках. Высокае ўтрыманне Cr (>0.1) у адліўках ужо можа выклікаць эфект адбельвання. Cr можа значна павялічыць цвёрдасць і пашкодзіць прадукцыйнасць апрацоўкі.

Спасылка на гэты артыкул: Аналіз цяжкасцей пры апрацоўцы шэрага чыгуну

Заява аб перадруку: Калі няма спецыяльных інструкцый, усе артыкулы на гэтым сайце арыгінальныя. Калі ласка, пакажыце крыніцу для перадруку: https: //www.cncmachiningptj.com/， дзякуй！

---

Крама з ЧПУ PTJ вырабляе дэталі з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, дакладнасцю і паўтаральнасцю з металу і пластыка. Даступна 5-восевае фрэзернае ЧПУ.Апрацоўка высокатэмпературнага сплаву дыяпазон уключна апрацоўка інканеллю,апрацоўка монелем,Апрацоўка аскалогіі Geek,Карп 49 механічная апрацоўка,Апрацоўка Hastelloy,Механічная апрацоўка Nitronic-60,Апрацоўка Hymu 80,Апрацоўка інструментальнай сталіі г.д. Ідэальна для аэракасмічных прыкладанняў.ЧПУ вырабляе дэталі з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, дакладнасцю і паўтаральнасцю з металу і пластыка. Даступныя 3-восевыя і 5-восевыя фрэзерныя станкі з ЧПУ. Мы падрыхтуем для вас стратэгію прадастаўлення найбольш эканамічна эфектыўных паслуг, якія дапамогуць вам дасягнуць мэты. sales@pintejin.com ) непасрэдна для вашага новага праекта.