Analiza poteškoća u obradi sivog liva

---

Kako bi se riješili problemi obrade sivog liva u preduzeću, optičkim mikroskopom, skenirajućim elektronskim mikroskopom, tvrdoćom po Brinelu, mikro Vikersovom tvrdoćom i spektralnom analizom, analizirane su komponente i svojstva livačke svinje i odlivaka. Rezultati pokazuju da je sadržaj S i P sirovog gvožđa 26# bio iznad gornje strane, sadržaj Si u sirovom gvožđu 22# je nizak, pa hemijski sastavi ne zadovoljavaju kriterijume. Ekvivalent ugljenika odlivaka je 4.36%, što pripada odlivcima sa visokim ugljičnim ekvivalentom. Odnos Si i C je 0.46, što je na nižoj strani. Sadržaj Si i Mn u odljevku je nizak, osim što je visok sadržaj Cr, što je dovoljno za pojavu hlađenja, u više odljevaka postoji element V. Mikrostruktura odlivaka je ferit, perlit, grafit i karbid. Neki dio karbida sadrži Cr, V i druge mikrolegirajuće elemente, a mikro tvrdoća je preko 1 100 HV, što je glavni uzrok otežane obrade. Stoga, da bi se poboljšao kapacitet obrade, prvo, sadržaj V i Cr ne bi trebao prelaziti standard. Drugo, sadržaj Si treba povećati i prvo odabrati dodavanje u inokulaciju. Za zahtjevne odljevke, karbid se može razgraditi grafitizirajućim žarenjem.

Bijeli uglovi odljevaka od sivog željeza tankih stijenki česti su nedostaci na odljevcima [1-4]. Općenito, mali odljevci imaju tanke stijenke i lijevaju se u zeleni pijesak. Iako je hemijski sastav rastaljenog gvožđa kvalifikovan, zbog uticaja debljine zida odlivaka i toplotne provodljivosti odlivaka, deblji i tanki delovi istog odlivaka. I iznutra i izvana mogu dobiti drugačiju organizaciju. Posebno su uglovi odljevaka skloni bijelim ustima, što uzrokuje poteškoće u strojnoj obradi, što rezultira takozvanim "tvrdim materijalom". Većina dijelova sivog lijeva "tvrdog materijala" javlja se u dijelu grubog dijela. Kao što su: rubovi i uglovi, žljebovi, konveksne površine, površine itd. Tvrdoća materijala ima mnogo veze sa sklonošću bijelih usta. U cilju rješavanja otežanih obradnih problema u stvarnoj proizvodnji odljevaka određenog preduzeća, u ovom radu se vrši sistematska studija, analiziraju uzroci "tvrdih materijala" i predlažu odgovarajuća rješenja.

1 Eksperimentalni materijali i metode

Na licu mesta uzorkovani su liveni liveni gvožđe 22#, 26# i mašinski liveni broj 0#. Izvršeno je uzorkovanje rezanjem žice, te opservacija optičkog tkiva i skeniranja tkiva. Hemikalije na livenom gvožđu i odlivcima
Ispitivanje sastava kako bi se isključio uticaj elemenata u tragovima na performanse obrade odlivaka. Odljevci su uzorkovani za metalografsko promatranje u ZEISS optičkim i skenirajućim mikroskopima, za ispitivanje tvrdoće korišteni su HBS-3000 digitalni Brinell tvrdomjer i HTM-1000TM mikro. Hemijski sastav sirovog gvožđa i odlivaka prikazan je u tabeli 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		5		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		5		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		5		5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤0.01

2.1 Analiza hemijskog sastava

Kada ugljik od sivog lijeva postoji u obliku karbida, povećava sklonost izbjeljivanju, što otežava obradu i uzrokuje takozvani problem "tvrdog materijala". Zbog toga bi sivi liv trebalo da minimizira sklonost izbeljivanju, tako da ugljenik postoji u obliku grafita. Različiti elementi imaju različite efekte na proces grafitizacije, a neki ubrzavaju i kamenje
Nanošenje mastilom, nešto usporava grafitizaciju. Općenito govoreći, većina elemenata koji mogu oslabiti vezu između atoma željeza i ugljika i povećati sposobnost samodifuzije atoma željeza mogu promovirati grafitizaciju lijevanog željeza; u suprotnom će ometati grafitizaciju livenog gvožđa, odnosno povećati sklonost belih usta. . Za ispitivanje livenog gvožđa
Kvalitet sirovog gvožđa i otklanjanje uticaja elemenata u tragovima na beljenje odlivaka. Testirano je pet elemenata i uobičajeni elementi za izbjeljivanje sirovina i odljevaka. Svaki uzorak je testiran na 13 elemenata. Ispitano je ukupno 39 serija sirovog gvožđa i odlivaka. Hemijski sastav je prikazan u tabeli 1.

Kineski standard od livenog gvožđa za sirovo gvožđe (GB/T 718-2005) [5], u standardu, sadržaj Si u sirovom gvožđu 22# je 2.00% ~ 2.40%, a sadržaj Si u sirovom gvožđu 26# je 2.40% ~ 2.80%. Prema tabeli 2, test sirovog gvožđa 22# i 26# kompanije kompanije pokazao je da je sadržaj Si u sirovom gvožđu 22# bio 1.86, što nije zadovoljilo donju granicu standarda.
Zadovoljava standard, a sadržaj Mn je također nizak. 26# Sadržaj P i S sirovog gvožđa je previsok, sadržaj P dostiže nivo 5, sadržaj S premašuje standard i sadrži određenu količinu Cr. Ispitni sastav odljevka 0# pokazuje da je samo sadržaj Cr elemenata za izbjeljivanje dostigao tendenciju izbjeljivanja, a sadržaj ostalih elemenata u tragovima nije dostigao minimalni sadržaj koji izaziva izbjeljivanje, tako da je uticaj zanemarljiv. U poređenju sa odabirom pet elemenata u "Priručniku za livenje" [6], može se videti da je sadržaj ugljika u odlivcima u ovoj studiji relativno visok, sadržaj Si relativno nizak, a sadržaj Mn relativno nizak. .

2.2 Ispitivanje tvrdoće

U Brinellovom testeru tvrdoće HBS-3000 sa digitalnim displejom, test je 1875 N, prečnik indentera je 2.5 mm, a tvrdoća 5 testova prikazana je u tabeli 2. Na digitalnom mikrotvrdoći, belo područje na optičkoj fotografiji bio je označen mikrotvrdoćom. Rezultati su prikazani u tabeli 3. Stoga, iako je prosječna makroskopska tvrdoća matrice vrlo niska, samo tvrdoća po Brinellu iznosi oko 145 HB, tvrdoća njenog lokalnog područja je vrlo visoka, dostižući tvrdoću po Vickersu od oko 1 000 HV. . Što je rupica manja, to je veća tvrdoća. Prema literaturi, tvrdoća fosfornog eutektika je 500~700 HV, ledeburita ≤ 800 HV, a karbida > 900 HV.

Dakle, rezultati analize tvrdoće pokazuju da je bijela površina tvrdi i krhki cementit karbid, što u osnovi isključuje fosforni eutektik, koji je glavni razlog tvrdog materijala. Da bi se precizno odredio sastav ovog karbida, potrebna je analiza energetskog spektra.

2.3 Analiza energetskog spektra

Djelomično povećanje optičke bijele površine prikazano je na sl. 2 i sl. 3. Karakterizira ga raspodjela udubljenih rupa u matrici i karakteristika eutektike. Dakle, energetska analiza ovog prostora pokazuje da su elementi koji se nalaze u udubljenom dijelu prostora Fe, P i C element, pa se ocjenjuje kao Fe3 (C, P), P element je pohranjen
Segregacija. P element u udubljenom dijelu je viši, nije eutektički proizvod, već rupa nastala konačnim skrućivanjem i skupljanjem. Slika 4 Rezultati analize energetskog spektra pokazuju da osim Fe, P i C elemenata, bijelo područje sadrži Cr i V, formirajući legure karbide, koji su sve tvrđi i tvrđi.
Uzmi sečenje.

2.4 Organizacijska analiza

Optička fotografija prikazuje metalografsku strukturu odlivaka napravljenog jetkanjem sa 4% alkohola azotne kiseline, kao što je prikazano na slici 5. Među njima, a, b, c, i d su struktura jezgra odlivaka, a e, f, g, i h su ivica strukture odljevka. a, b, c, d i e, f, g, h odgovaraju fotografijama tkiva 50, 100, 200 i 1,000 puta. Fotografija skeniranog tkiva prikazana je na slici 6, a strelica pokazuje na bijelo područje na odgovarajućoj fotografiji optičkog tkiva, koja je karbidna. Bijela područja bloka su karbidi, ljuspice su grafit, a sive oblasti su perlit. Može se vidjeti da je metalografska struktura ferit + perlit + grafit + karbid, rupičasta struktura. Belina ivica je očigledno ozbiljnija od beline srca. U poređenju sa GB/T7216-2009, može se vidjeti da [7], srčano tkivo je početno
Sirovi zvezdasti grafit F tipa ima dužinu od oko 150 μm i širinu od oko 5 μm. Nastaje rastopljenim gvožđem sa visokim sadržajem ugljenika pod relativno velikim uslovima pothlađivanja. Struktura rubnog sloja je fini kovrdžavi grafit skupljen u distribuciju poput krizanteme grafita tipa B. Dužina je oko 100 μm, a širina 3 μm. Odredite broj karbida
Količina karbida u srčanom tkivu je oko 5%, dostižući nivo 3. Količina karbida u rubnom tkivu je oko 10%, dostižući nivo 4. Kada je ugljenik u obliku grafita, grafit se može koristiti za podmazivanje tokom obrade, a rezanje je lako. Kada ugljik postoji u obliku karbida (Fe3C), jer je Fe3C cementit tvrd i krt, obrada je teška, posebno kada sadrži druge legirajuće elemente (kao što je Cr), legirani cementit ((Fe, M) 3C) Ovo jedinjenje je tvrđe i teže za rezanje, a pri obradi nastaje tzv. problem "tvrdog materijala" [8]. Stoga je u procesu livenja delova od sivog gvožđa potrebno smanjiti količinu ugljika kako bi se izbjegla pojava karbida, te poduzeti neke mjere za promicanje grafitizacije ugljika ako je potrebno.

3 Analiza i diskusija

Glavni faktori koji utiču na performanse mašinske obrade odlivaka su hemijski sastav livenog gvožđa i brzina hlađenja. Sadržaj ugljika i sadržaj silicija u hemijskom sastavu livenog gvožđa su dva najvažnija kontrolna faktora. Brzina hlađenja odlivaka uglavnom zavisi od debljine zida odlivaka. Kada je sadržaj ugljika i silicijuma u livenom gvožđu konstantan, što je tanji zid odlivaka, veća je sklonost livenog gvožđa da izbeli. Kada je debljina zida odlivaka konstantna, što je veći ukupan sadržaj ugljenika i silicijuma u livenom gvožđu, to je veći stepen grafitizacije livenog gvožđa.

Ekvivalent ugljenika odlivaka u ovoj studiji je 4.36%, što je odliv sa visokim sadržajem ugljenika; Si/C odnos je 0.46, što je nisko. Povećanjem ugljičnog ekvivalenta grafitne pahuljice postaju deblje, broj se povećava, a snaga i tvrdoća se smanjuju. Povećanje Si/C može smanjiti sklonost bijelih usta.

U proizvodnji sivog liva takođe treba uzeti u obzir uticaj pregrijavanja i efekat trudnoće. Povećanje temperature rastaljenog željeza unutar određenog raspona može učiniti pročišćavanje grafita, finiju strukturu matrice, povećanje vlačne čvrstoće i smanjenje tvrdoće. Potrebno je sveobuhvatno razmotriti sastav punjenja, opremu za topljenje i energetske faktore hemijskog sastava. Inokulacijski tretman je dodavanje inokulanta u rastopljeno željezo kako bi se promijenilo metalurško stanje rastaljenog željeza prije nego što rastopljeno željezo uđe u šupljinu za livenje, a za povećanje ne-spontane jezgre je rafinacija grafita. Time se poboljšava mikrostruktura i performanse livenog gvožđa. Uobičajeni inokulanti uključuju ferosilicij, kalcijum silicij i grafit. Kombinujući naše proizvode i troškove proizvodnje, preporučuje se upotreba ferosilicijuma (75% silicijuma, količina dodatka je oko 0.4% težine rastaljenog gvožđa). Drugo, barij ferosilicij i stroncij ferosilicij. Ferosilicij inokulira brzo djelovanje, dostižući vrhunac u roku od 1.5 min, a opada u stanje bez trudnoće nakon 8~10 min, što može smanjiti stepen prehlađenja i sklonost bijelim ustima, povećati broj eutektičkih klastera, formirati A-tip grafita, poboljšavaju ujednačenost presjeka i povećavaju otpor. Vlačna čvrstoća je 10-20MPa. Nedostaci: slaba otpornost na propadanje. Ako se kasni proces inokulacije ne koristi, nije idealan za velike razlike u debljini stijenki i dugo vrijeme izlijevanja.

Barijum ferosilicij ima jaču sposobnost povećanja broja eutektičkih klastera i poboljšanja uniformnosti presjeka od ferosilicija. Sposobnost otpora opadanju je jaka, a efekat inokulacije može se održati 20 minuta. Pogodan za različite vrste sivog livenog gvožđa, posebno pogodan za velike delove debelih zidova i uslove proizvodnje sa dugim vremenom sipanja.

Stroncijum ferosilicij ima 30% do 50% veću sposobnost smanjenja bjeline od ferosilicijuma, i ima bolju uniformnost preseka i sposobnost protiv raspadanja od ferosilicijuma. Istovremeno, ne povećava broj eutektičkih klastera, lako se rastvara i ima manje troske. Nisu poželjni dijelovi tankih zidova, posebno dijelovi koji zahtijevaju skupljanje i curenje sa visokim eutektičkim klasterima.

Sadržaj Mn u odljevcima u ovoj studiji je nizak. Sam mangan je element koji ometa grafitizaciju, ali mangan može nadoknaditi snažan efekat izbjeljivanja sumpora. Stoga, u granicama kompenzacije efekta sumpora, mangan zapravo igra ulogu u promociji grafitizacije. Praksa je pokazala da povećanje sadržaja mangana ne samo da može povećati i rafinirati perlit, već nije štetno ni na odgovarajući način opustiti kontrolu sumpora. Stoga se preporučuje odgovarajuće povećanje sadržaja Mn.

Zaključak 4

Glavni razlog za poteškoće obrade odlivaka u ovom istraživanju je pojava cementitnih karbida, a posebno cementit karbidi legura koje sadrže Cr, V i druge elemente su glavni razlog za poteškoće pri obrađivanju. Za poboljšanje ovog problema, prva ideja je smanjiti ili eliminirati karbide u organizaciji. Promena sastava odlivaka i prilagođavanje procesa proizvodnje su efikasni načini. U kombinaciji sa specifičnom proizvodnom situacijom odljevaka u ovoj studiji, daju se sljedeći proizvodni prijedlozi:

• (1) Za povećanje sadržaja silicijuma, prvi izbor je dodavanje inokulanta prije izlivanja. Za ferosilicij (75% silicijuma), barij ferosilicij i stroncij ferosilicij također se mogu koristiti u skladu sa vremenom izlivanja i efektima na licu mjesta. Preporučuje se upotreba složenih inokulanta (Si-Ba i RE-Si).
• (2) Povećajte sadržaj mangana u odljevku kako biste nadoknadili snažan bijeli efekat sumpora na usta.
• (3) Poboljšati kvalitet sirovog gvožđa. 26#Sadržaj P i S sirovog gvožđa je previsok.
• (4) Smanjite sadržaj Cr u odljevcima. Visok sadržaj Cr (>0.1) u odljevcima već može proizvesti efekat izbjeljivanja. Cr može značajno povećati tvrdoću i oštetiti performanse obrade.

Link do ovog članka: Analiza poteškoća u obradi sivog liva

Izjava o ponovnom ispisu: Ako nema posebnih uputa, svi članci na ovoj web stranici su originalni. Molimo navedite izvor za ponovno štampanje: https: //www.cncmachiningptj.com/，hvala！

---

PTJ CNC trgovina proizvodi dijelove s izvrsnim mehaničkim svojstvima, tačnošću i ponovljivošću od metala i plastike. Dostupno 5-osno CNC glodanje.Obrada visokotemperaturne legure opseg inkludiranja inconel obrada,monel obrada,Geek askološka obrada,Šaran 49 obrada,Hastelloy obrada,Obrada Nitronic-60,Obrada Hymu 80,Alatna obrada čelika, itd.,. Idealno za svemirske primjene.CNC obrada proizvodi dijelove izvrsnih mehaničkih svojstava, tačnosti i ponovljivosti od metala i plastike. Dostupno 3-osno i 5-osno CNC glodanje. Mi ćemo zajedno s vama strateški ponuditi najisplativije usluge koje će vam pomoći da postignete svoj cilj. Dobrodošli u Kontaktirajte nas ( sales@pintejin.com ) direktno za vaš novi projekat.