蠕墨铸铁喂丝工艺研究

论文摘要

蠕墨铸铁是铸造性能接近于灰铸铁而力学性能接近于球墨铸铁的新型铸铁材料,用蠕铁代替球铁或合金铸铁来生产柴油机气缸盖,可显著提高其使用性能并降低成本。但与球铁相比,蠕铁的生产难度较大,用喂丝法生产蠕铁既可避免蠕化剂的大量逸出和烧损、提高蠕化剂在铁液中的收得率、防止镁蒸气的瞬间大量爆发、保证合金的安全加入,又可减少镁光、烟尘的污染,改善生产环境,还可以精确的控制蠕化剂的加入量,减少温度损失,精确控制残余镁量,稳定获得最佳的蠕化效果。本文在分析学习国内外蠕墨铸铁生产实践的基础上,研究通过喂丝法生产蠕墨铸铁不同蠕化处理工艺对铸件蠕化率的影响以及蠕化率对铸件力学性能的影响。试验共采用两种蠕化处理芯线,一种为Mg含量为30wt%的蠕化线,一种是RE含量为30wt%的RE-Si-Fe孕育线,其芯线直径均为10mm。从试验可以得出:当残余Mg的含量大于0.015%时,蠕化率急剧下降,石墨形态为球状;当残余Mg含量小于0.005%时为片状石墨。喂丝法生产蠕铁应注意喂丝速度、原铁水含硫量、喂丝蠕化处理温度等因素。喂丝速度决定蠕化剂的收得率;原铁水的含硫量决定蠕化剂的加入量和蠕化成功率,含硫量过高会使蠕化剂的加入量增加,增加生产成本,且不利于稳定生产蠕墨铸铁;保持稳定的处理温度,对稳定蠕化剂收得率和提高铸件质量是非常重要的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 蠕墨铸铁的研究现状及发展
• 1.2.1 蠕墨铸铁的国内发展
• 1.2.2 蠕墨铸铁的国外发展
• 1.2.3 蠕墨铸铁得到广泛应用的背景
• 1.3 喂丝技术的应用与发展
• 1.3.1 喂丝技术的应用
• 1.3.2 喂丝技术的发展
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 试验材料及研究方法
• 2.1 试验材料及试验设备
• 2.1.1 原铁水的化学成分要求
• 2.1.2 蠕化剂选择
• 2.1.3 试验设备
• 2.2 试验设计方案
• 2.3 铁水预处理
• 2.3.1 温度的控制
• 2.3.2 硫的控制
• 2.4 试样制备
• 2.4.1 材料成分检测
• 2.4.2 炉前快速检测试样
• 2.4.3 力学性能试样及金相试样
• 2.5 试验研究方法
• 2.5.1 石墨形态
• 2.5.2 蠕化率
• 2.5.3 珠光体含量
• 2.5.4 抗拉强度
• 2.5.5 布氏硬度
• 2.6 试验流程
• 2.7 本章小结
• 第3章 喂丝技术生产蠕墨铸铁的理论基础
• 3.1 引言
• 3.2 蠕虫状石墨的形成过程
• 3.2.1 蠕化的作用
• 3.2.2 孕育的作用
• 3.2.3 蠕化衰退机理
• 3.3 芯线合金元素与铁液的反应
• 3.3.1 镁的脱硫机理
• 3.3.2 镁脱硫的热力学
• 3.3.3 镁脱硫的动力学
• 3.4 喂丝工艺参数的设定
• 3.4.1 喂丝长度的设定
• 3.4.2 喂丝速度的设定
• 3.5 本章小结
• 第4章 不同蠕化工艺参数对铸件蠕化率及力学性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 不同蠕化工艺参数对铸件蠕化率的影响
• 4.2.1 蠕化剂的加入量对铸件蠕化率的影响
• 4.2.2 喂丝速度对铸件蠕化率的影响
• 4.2.3 蠕化处理温度对铸件蠕化率的影响
• 4.2.4 原铁水含硫量对铸件蠕化率的影响
• 4.3 镁的收得率与蠕化率的关系
• 4.4 蠕化率对铸件力学性能的影响
• 4.4.1 蠕化率对铸件抗拉强度的影响
• 4.4.2 蠕化率对铸件硬度的影响
• 4.5 喂丝法与冲入法蠕化处理工艺对比
• 4.5.1 工艺稳定性与产品质量
• 4.5.2 生产成本
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢