姜兆?。ù筮B橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116039）

生產(chǎn)低溫用風(fēng)電球墨鑄鐵實(shí)踐

姜兆健
（大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116039）

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，分析了中型風(fēng)電低溫用高韌性球墨鑄鐵件QT400-18Al主箱體，發(fā)現(xiàn)沖擊功達(dá)不到驗(yàn)收要求，主要可能是因?yàn)闋t料加入比例不符合規(guī)范，化學(xué)成分不準(zhǔn)確，處理鐵水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，終硅量值比較大，造成石墨球圓整度不足，且數(shù)量較少，白口傾向增加，鑄件強(qiáng)度增大，韌性降低，沖擊功降低，使鑄件達(dá)不到在寒冷地區(qū)的使用條件。本文通過(guò)調(diào)整廢鋼加入量和終硅量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)出合格的低溫抗沖擊球墨鑄鐵。

QT400-18Al；廢鋼加入量；終硅量

這幾年，對(duì)清潔能源的需求增大，風(fēng)能是其中重要的能源，風(fēng)力發(fā)電迫在眉睫。風(fēng)電用球鐵發(fā)展迅速，例如我公司生產(chǎn)的主箱體是風(fēng)力發(fā)電的主要結(jié)構(gòu)件之一。輪廓尺寸是Φ2 560 mm×1 011 mm，毛重7.16 t，出鐵水11 t，主要壁厚25 mm，材料QT400-18Al。力學(xué)性能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：附鑄抗拉強(qiáng)度（σb）≥370 MPa，延伸率≥18 mm，硬度≥120～175 HBS，沖擊功（Ak）≥12 J。采用15 t中頻電爐熔煉鐵水，自冷硬呋喃樹(shù)脂砂造型、制芯。

1　生產(chǎn)過(guò)程

1.1爐料組成

撫順核電球墨生鐵以及廢鋼。其中球墨生鐵占90%， 化 學(xué) 成 分 為：C4.1%，Si0.57%，Mn0.07，P0.023%，S0.017%。廢鋼占10%，均為A3鋼。

1.2合金料

球化劑、加入量為1.05%～1.5%；長(zhǎng)效孕育劑，加入量視具體情況而定。

1.3鐵液化學(xué)成分

原鐵液化學(xué)成分：C3.8%～3.9%，Si1.3%～1.4%，Mn≤0.3%，P≤0.05%，S≤0.02%

鐵液終化學(xué)成分：C3.6%～3.7%，Si2.3%～2.5%，Mn≤0.2%，P≤0.05%，S≤0.015%

1.4澆注工藝

熔煉鐵水時(shí)間和出鐵時(shí)間盡量縮短，扒渣應(yīng)盡快進(jìn)行。出爐溫度1 430～1 450℃（視鐵水包具體情況而定），澆注溫度1 340～1 350℃，澆注時(shí)間60～70 s，從出爐到鐵水澆注完畢，時(shí)間不超過(guò)30 min。

1.5最終化學(xué)成分

采用公司光譜儀分析化學(xué)成分，化學(xué)成分及力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

從表1中可以看出，抗拉強(qiáng)度未達(dá)到目標(biāo)，沖擊功較低，不能達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。為此，將球墨生鐵與廢鋼的加入比調(diào)為4：1。

2　實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1廢鋼加入量改為20%

從表2可以看出，單鑄及附鑄試塊的抗拉強(qiáng)度基本不變，沖擊功值增加。但是隨著廢鋼加入量的增大，單鑄及附鑄延伸率有所降低，硬度降低。查閱近幾年高韌性球鐵的生產(chǎn)資料和經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)終硅量對(duì)于沖擊功數(shù)值有很大影響。于是，降低終硅量，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。

2.2終硅量改為2.1%左右

從表3中看出，延伸率和沖擊功數(shù)值明顯增大，但仍有個(gè)別數(shù)值達(dá)不到要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也很不穩(wěn)定。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，硅含量在一定范圍的降低會(huì)增加鑄件的沖擊功，但是硅含量太低，容易出現(xiàn)球化和孕育不良，石墨球不圓整，影響鑄件的基體結(jié)構(gòu)，白口傾向大大增加，降低鑄件的使用性能。如試驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)C3.78%，Si1.77%，Mn0.22%，P0.023%，S0.013%，Mg0.043%，Re0.006%，單鑄試棒抗拉強(qiáng)度僅有410 MPa，延伸率13 mm，沖擊功6.5 J。故無(wú)法通過(guò)大幅降低硅含量，來(lái)提高沖擊功。根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，再次提高廢鋼加入量進(jìn)行試驗(yàn)。

表1　廢鋼加入量10%、終硅量2.5%左右，單鑄及附鑄的分析結(jié)果

表2　廢鋼加入量20%、終硅量2.5%左右，單鑄及附鑄的分析結(jié)果

表3　廢鋼加入量20%、終硅量2.1%左右，單鑄及附鑄的分析結(jié)果

表4　廢鋼加入量30%、終硅量2.1%左右，單鑄及附鑄的分析結(jié)果

2.3廢鋼加入量30%

通過(guò)此次試驗(yàn)，從表4可以看出，試驗(yàn)結(jié)果是比較讓人滿意的，所有驗(yàn)收指標(biāo)均達(dá)到要求，尤其是沖擊功，在試驗(yàn)中的個(gè)別數(shù)值最高達(dá)到了16 J。

3　結(jié)果分析

影響球墨鑄鐵沖擊功的因素主要有廢鋼加入量及終硅含量。硅能細(xì)化石墨，提高石墨球圓整度，但是降低鑄件沖擊韌性；廢鋼中雜志元素較少，尤其是S含量非常低，成分較穩(wěn)定，由于廢鋼加入量增大，增碳劑的使用勢(shì)必要增加，增碳劑本身有孕育效果，具有很好的促進(jìn)石墨化傾向，鑄件的基體晶粒組織會(huì)均勻化、細(xì)化，提高鑄件的沖擊功。

4　結(jié)論

我公司生產(chǎn)高韌性球鐵時(shí)，當(dāng)廢鋼加入量為10%、終硅量2.5%左右時(shí)，鑄件沖擊功比較低；當(dāng)廢鋼加入量增加到20%、終硅量2.1%左右時(shí)，鑄件沖擊功增加，但未達(dá)到驗(yàn)收要求；當(dāng)廢鋼加入量達(dá)到30%，終硅量2.1%左右時(shí)，鑄件沖擊功最大，鑄件各項(xiàng)驗(yàn)收指標(biāo)也全都符合。需要注意的是，不能為了追求大的沖擊功，盲目降低終硅量，會(huì)造成球化不良，鑄件絕廢。

綜上所述，生產(chǎn)低溫用高韌性風(fēng)電球鐵件，廢鋼加入量應(yīng)為30%，終硅量最好為2.1%左右。

[1] 朱長(zhǎng)春.大型風(fēng)電球墨鑄鐵件的生產(chǎn)實(shí)踐，一重技術(shù)，2010.

[2] 俞旭如，李川度，蔡佳佳.風(fēng)電球墨鑄鐵件生產(chǎn)技術(shù)及最新發(fā)展，現(xiàn)代鑄鐵；2011.

(R-03)

Production of low temperature wind power ductile iron

TQ323.5

1009-797X（2016）14-0029-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.14.008

姜兆?。?987-），男，本科，主要從事鑄造熔煉工作。

2016-01-15