活塞环单体铸造工艺.doc

活塞环单体铸造工艺
快熔
1．1出铁温度。出铁温度是活塞环主要的铸造工艺参数。它应满足现场生产的最终浇注温度要求，又要满足熔炼工艺要求。生产实践说明，为满足最终温度要求，一般应要求单体铸造活塞环的出铁温度宜≥1480℃；熔炼工艺则要求铁水达到一定的成分，势态【1】及过热温度。笔者认为活塞环过热温度起始点位1430℃【2】是反应式（SiO2）+2[C]→[Si]+2{CO}的发生温度。可以把≥1430℃的铁水状态称为铁水过热。熔池铁水温度＜1430℃的铁水成分变化相对小，白口倾向变化不大；当铁水开始过热，铁水中的硅含量由烧损变为增加，碳及合金元素的烧损增大，随着过热温度的提高过热时间的延长，尤其是过热温度的增高，这些变化越大，白口倾向变大。当铁水过热至1510℃左右时，存在一个自脱氧反应的临界点，氧与碳化合成一氧化碳。该临界点温度与铁水成分有关，也和铁水中游离的碳、硅含量有关。当铁水温度低于临界点温度时，铁水氧化相对较大，加入的孕育剂相当一部分没有起到孕育作用而起了脱氧作用，且孕育衰退快，金相组织不够稳定。为获得铁水含氧较低，易生核孕育效果较好的出铁温度应比临界点温度稍高一点。生产实践表明：一般单体铸造环出铁温度宜控制在1510-1530℃，此时孕育效果较好，且有利于减少渣、气孔，铁水有较好的流动性，较易获得细而均布的石墨，珠光体较细；但过热温度再提高或再延长过热时间，则较易恶化石墨形态，出现过冷石墨，增大白口倾向，生产球铁、蠕铁时，球化剂、蠕化剂因球化、蠕化处理温度过高而烧损过大，使球化、蠕化、孕育处理不易控制，且过高温度的出铁温度，会降低炉子的服役期，所以对于一般低合金铸铁、非合金球铁的出铁温度控制在1510-1530℃左右。具体参见表1。
表1.出铁温度参考表。
材质处理方法出铁温度℃注基准【3】
Nb-Cr
B
G3
G2
F141520
1550
1530
1530
1550
1580单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造
单体铸造可锻、半可锻1560单体铸造蠕

铁堤坝冲入法
密流蠕化
Sintercast1540
1530
1550单体双片
单体双片；单体单片；筒体
单体双片；单体单片；筒体球

铁堤坝冲入法
盖包法
密流球化法
喂丝法1540
1540
1530
1460单体双片
单体双片
单体双片
短筒体；铁型覆砂【1】势态，指铁水在某一区域（此处为大于1430℃）在单位瞬间，主要化学成分C、Si等增长或烧损的变化程度。特别是C、Si或CE值的变化呈正值且较大（即增大势头），在铸铁凝固过程中易析出石墨，白口倾向变小；反之，白口倾向变大，石墨不易析出。【2】也有资料认为是1400℃。【3】基准.standanrd指一般低合
金灰铸铁。如低CrMo、CuVTi等大量生产牌号。
1．2快速熔炼。控制出铁温度与铁水成分是活塞环熔炼的重要因素，生产实践说明这还不够，还必需结合快速熔炼才能获得较佳的结果。从加料起到出完铁水，加快这一过程，不但节约电能，提高熔炼生产率，提高炉子服役期，还对活塞环内在质量起了重要影响。铁水温度从接近过热的1430℃到出铁的期间快速升温缩短了过热时间，减慢了铁水势态的变化，铁水成分变化小，减小了铁水白口倾向的变化，从而使金相组织较易控制，能是同一炉铁水内在质量较为均匀一致。生产实践表明：从1430℃到1510-1530℃宜控制在10-20分钟内，熔炉容量小的控制在下限值，反之在上限值，出铁温度高的时间稍长一点。
从上可知要使活塞环内在质量稳定，性能一致，在工艺上必须采用快熔炼即快熔，尤其在铁水从1430℃到出完铁水期间要快。生产表明，不采用快熔，一炉产品的内在质量参差不齐，金相组织、机械性能不易控制。炉子容量大的，这方面更为明显。为达到快熔，在生产中应注意一下事项：
1.2.1熔炉。目前活塞环熔炼用炉打都采用感应炉。高频炉由于炉子太小，升温太快，铁水在炉内搅拌时间不足，铁水成分和温度相对不够均匀，一次出铁水量少，不适合生产用。炉子容量较大的工频炉升温较慢，出铁水大都要多浇包多轮次，在出铁水过程中，空浇包返回到处铁口承接铁水消耗的时间长，迫使出铁水过程中出浇注的最后1-2包铁水外，其他出铁水时间采用小功率保温，实际上延长了炉内铁水的过热时间，加大了同一炉前后产品内在质量的差别。仔细观察炉子熔量≥3t熔炉熔炼的活塞环前后产品的金相组织差别就能发现这一问题。从上述活塞环熔炼用炉不宜选用过小或过大的炉子容量，较适合的为150Kg-1.5t。其中150-500Kg中频炉比工频炉频率高，升温快，冷起熔不用开炉块，能一次出完铁水，占地面积较小，适用于生产低合金灰铸铁活塞环；1.5t工频炉搅拌比中频炉要强烈，炉内铁水温度、成分较均匀。工频炉铁水含氧量较低（约为5-20ppm），适用于球铁、高合金灰铁