灰铸铁的化学成分必需按铸件的壁厚和技术要求合理选择。
一、碳当量的选择。传统方法认为, 提高灰铸铁强度就要降低碳当量, 或者提高锰量来提高灰铸铁中珠光体比例, 以此来提高强度。但是, 以降低碳当量来提高灰铸铁强度的方法会带来许多不利因素, 如工艺性能变差、白口倾向增大难以加工等, 因此未被广泛采用。当前, 普遍采用的方法是在达到较高强度的前提下, 使用尽可能高的碳当量。碳当量的提高可以大大改善灰铸铁的铸造性能, 使缩孔、缩松减少, 降低铸造废品率。本厂生产的LJ465Q曲轴箱是典型的薄壁件, 壁厚*薄处为315~4mm，碳当量控制在410%～411%。同时针对碳在化学成分中的核心作用, 参考此前生产的276Q、376Q 曲轴箱, 选择碳量在313 %～314 % , 硅量在210 %～211 % , 炉前采用快速光谱分析仪对成分进行控制。至今已生产铸件13万件, 铸件抗拉强度都能达到250MPa以上, 硬度也可达到190～240HBS , 完全满足产品技术要求。
二、合金元素的控制。合金元素在灰铸铁中的作用主要是提高铸件的强度,
主要表现为:
①细化石墨和共晶团;
②增加基体中珠光体的含量, 并使珠光体的片间距细化;
③提高渗碳体的热稳定性;
④形成碳化物或含有合金元素的磷共晶等硬化相。
但合金元素的加入一方面要考虑其对性能的影响, 另一方面还要考虑经济性。一些贵重金属(如镍) 虽然对铸件力学性能的提高有较大的帮助, 但价格较贵, 增加了铸造成本, 故不予采用。本厂加入的合金是铜、锰铁、铬铁, 加入量分别为0170 % ～ 0175 %、0175 % ～0180 %、0125 %～0130%。
炉料配比的确定
为确保获得较高的力学性能, 炉料中采用大量废钢, 并相应减少生铁使用量, 以生产出合格铸铁。这在现实生产中具有两方面的意义。
①有效地提高了铸件的性能;
②因减少了生铁使用量, 使铸造成本得到很好地控制。
由于本厂采用的熔炼设备为工频电炉,大量废钢的加入, 必然要求通过适当的方式将铁液碳量提高到合理的范围内。因此, 通过在炉内加入快速增碳剂来调整铁液的含碳量。同时也要注意, 增碳剂的过多加入会降低铁液的质量, 为此本厂曾经付出了惨痛的代价。而炉料配比又直接决定了所加增碳剂的数量, 故本厂生产的LJ 465Q 曲轴箱使用的炉料配比为生铁∶废钢∶回炉料= 2∶5∶3 。同时, 在熔炼过程中加入快速增碳剂以提高铁液中的碳含量。这样就能练出好的灰铸铁。
