会员登录
MEMBER LOGIN
技术论坛
TECHNOLOGY FORUM
沃尔夫拉姆?施泰茨:高含硅量可提升铸铁件性能
发布时间:
2015-11-09 00:00
来源:
绿色铸造
2015第二届中德绿色铸造论坛举行期间,德国TDM公司铸造专家沃尔夫拉姆·施泰茨发表《通过采用新型高含硅量的铸铁类型,生产性能更好的铸铁件》主题演讲,他指出,近年来,市场对铸钢和铸铁制造出的铸造组件需求不断增长,为了在使用铸件过程中节约能源和最小化二氧化碳排放,铸件重量必须降低。另一方面,客户的设计工程师要求增加铸造组件的具体承载容量,铸造厂本身也希望能节省生产成本,例如能源和材料成本。实现此目标的一种方法是,为铸造厂客户研发并提供新型强力材料,以及对材料进行修整。
其中,一个解决方法是通过采用新型高含硅量的铸铁类型,在传统合金中,珠光体生成的元素锰、铜、锡决定了珠光体/铁素体比率以及机械性能。硅含量在3%和4.3%之间可以增强100%铁素体显微组织,并具有高机械性能,主要体现在更高伸长率、更高抗屈强度、更多设计机会。除此之外,碳化物生成元素具有更高耐受性,由于废钢质量差,合金元素包埋逐渐增长。为了防止该增长,需要使用高纯度的废钢(更贵)。碳化物和珠光体生成元素对高含硅量球墨铸铁件静止机械性能的影响是微弱的,这就是为什么使用含残余元素的废钢(低成本)是可行的。含有锰和铬的球墨铸铁件的蚀刻显微结构展现其对有害物具耐受性。
与此同时,还具有类似传统合金铸件的铸件性能,高含硅量合金的废料生产量相类似,或者甚至较低,高含硅量合金的造型填料性能相类似。得益于铁素体基体,铸件展现出更好的切削性能,铸铁缸体的加工测试(车削)的结果是高含硅量球墨铸铁的工具寿命延长50%~60%,通过切削更大的行星架,工具的后刀面磨损平均低于材料GJS-600-10。
缺点同样存在,石墨畸变风险更高,在更高的硅含量和膜壁厚度下,石墨畸变和传统合金中的碎块状石墨类似。高含硅量合金类型的夏式冲击功相较于传统含量合金要低得多,但是夏式冲击功并不是设计元件时的决定因素。
德国高含硅量球墨铸铁已经拥有成功生产实例,在湿型砂模具中生产滚轮轴承,新材料在预先试验后,浇注系统未做任何更改,成功引入铸造厂的铸件生产中。由于生铁限制(金属费用仅由废料和废钢构成),金属费用成本降低了5.1%;生产连续铸棒,新合金铸棒抗张强度和屈服强度在类似的伸长率下相对较高;生产轮式装载机轮毂(重4吨),用EN-GJS-600-10替代铸钢,因需求较少,产量由30%提升至80%,清理工部较少投入以及必要的无热处理,同钢相比,多于20%的成本效益。
真正的挑战是生产厚膜壁铸件,例如风电产业,对于没有石墨畸变的良好显微结构(近4%的硅含量),众所周知的限值为:150~200mm。
根据目前的具体情况,可以总结为GJS高含硅量合金类型为设计工程师提供了一个优化的强度与韧度结合体,为轻重量设计提供支持;更好地切削性能降低了相应铁铸件的生产成本;碳化物生成元素的较坏影响被高含硅量所抑制,使得以更低成本制造金属炉料成为可能;高含硅量增加了石墨偏差的几率,降低了机械性能;高含硅量合金球墨铸铁生产需要铸造厂更加细心地冶金(熔炼、接种)。
附件下载:

-
地址:济南市解放路134号 电话:0531-86401781 / 86952422 传真:0531-86465075
邮箱:foundry-shandong@163.com 邮编:250013
版权所有 © 山东省铸造协会 鲁ICP备2021002429号

官方公众号