ADI在工程機械和農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用

葛旭東

公司概況：溧陽市金橋機械有限公司地處長江三角經(jīng)濟區(qū)，位于國家AAAAA級旅游風(fēng)景區(qū)天目湖旅游度假區(qū)與中國道教圣地茅山風(fēng)景區(qū)的交界處——竹簀鎮(zhèn)，104國道傍鎮(zhèn)而過，距上海、杭州、南京均在2小時車程內(nèi)，風(fēng)景優(yōu)美，水陸交通非常便利。

我公司于2011年起開始生產(chǎn)ADI900-1600及CADI-15、CADI-25的各類出口的工程機械及農(nóng)業(yè)機械用鑄件。

技術(shù)背景：隨著裝備制造業(yè)的快速發(fā)展對鑄件的要求也越來越高，鑄鐵領(lǐng)域出現(xiàn)了許多有著高標準高要求的鑄鐵，ADI.CADI就是其中之一。

影響因素：等溫?zé)n火球墨鑄鐵件生產(chǎn)過程中有很多因素的影響，鑄態(tài)組織中球狀石墨的大小和分布對奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變和力學(xué)性能有很大的影響，細小，球數(shù)多且分布均勻的石墨球會加速針狀鐵素體轉(zhuǎn)變，使淬火組織變細，疲勞強度和沖擊韌度也較好，所以鑄件應(yīng)沒有非金屬夾雜物、碳化物、縮松和夾渣。 正確的采購、貯藏和使用爐料能將產(chǎn)生碳化物和氣體缺陷的概率降到最低。 正確的造型控制可以把鑄件的表面和皮下缺陷減到最少。鑄件的澆注系統(tǒng)應(yīng)正確設(shè)計、在澆注過程中應(yīng)采用穩(wěn)定和有效的球化和孕育技術(shù)以獲得沒有縮松的鑄件。任何與前述不一致的情況都會降低 ADI 零件的“品質(zhì)”。

鑄件基本要求：

1.化學(xué)成分及爐料的選擇

（1）原材料的選用 生鐵選用高純生鐵，其化學(xué)成分為：wSi<0.4﹪、wMn<0.2﹪、wP<0.03﹪、wS<0.02﹪，其他有害元素總量（質(zhì)量分數(shù)）不超過0.2﹪，其中包括球化干擾元素（Ti、As、V、Sb、Bi）。

廢鋼為優(yōu)質(zhì)碳素廢鋼，主要是沖壓的邊角料壓塊。

增碳劑選用Elkem Elgraph0.5-5mm粒度增碳劑

（2）化學(xué)成分

C：3.4-3.8， Si：2.3-2.7， Mn：0.35-0.6， Cu：0.8Max， Mg：0.03-0.06， Ni：2Max， Mo：0.3Max，Cr：0.1Max。

（3）生產(chǎn)過程控制

ADI生產(chǎn)的關(guān)鍵點：

第一：我們要高的球化率和石墨球數(shù)，以便碳容易在整個基體中容易擴散。

第二：要生產(chǎn)完美的ADI，必須從完美的鑄件開始。如果鑄態(tài)組織有缺陷，熱處理是不能解決的，通常變的更差。試驗表明，生產(chǎn)ADI需要有好的球化率和高石墨球數(shù)。這需要鐵水能很好的形核，具有合適的鎂含量，從而使得加入孕育劑后能夠獲得理想的金相結(jié)構(gòu)。實踐證明，進行兩次孕育工藝，可以使得鑄件具有非常好的金相結(jié)構(gòu)，以便于后期進行熱處理，進而生產(chǎn)出滿足性能要求的ADI。眾所周知，要生產(chǎn)好的鑄態(tài)基體組織，正確的孕育是基本的要求。在ADI或者CADI中含有較高的Mn和Mo或Cr。這些元素晶界偏析傾向嚴重。良好的孕育能夠限制這個問題。低的偏析意味著更好的機械性能和加工性。

第三：預(yù)處理劑-爐料的原材料質(zhì)量對石墨球數(shù)和球化率有著直接的影響。在日常生產(chǎn)ADI時，已發(fā)現(xiàn)選用好的預(yù)處理劑可以保證原鐵水的潛在核心數(shù)，從而生產(chǎn)出滿足性能要求的球鐵。

因此為了保證生產(chǎn)出好的ADI，我們必須保證先生產(chǎn)出好的鑄態(tài)球鐵。因此我們選用了高品質(zhì)的預(yù)處理劑，球化劑，孕育劑以及增碳劑;

球化孕育處理500kg球化包，球化溫度控制在1500-1530℃，三明治沖入法;

使用0.15﹪的EIkem Preseed預(yù)處理劑對鐵水預(yù)處理;

球化劑選用EIkem LAMET5922球化劑，加入量為1.1-1.2﹪，球化時間為60-90秒;

再球化劑上覆蓋上優(yōu)質(zhì)碳素廢鋼（5mm的細鋼片）;

球化完成，轉(zhuǎn)包加入0.4﹪Elkem Ressed孕育劑粒度為0.7-3mm;

使用Elkem SMZ孕育劑對鐵水進行隨流孕育粒度為0.2-0.5mm，孕育量為0.1﹪;

對鐵水溫度嚴格控制;澆注溫度為1420±20℃;

性能檢測

產(chǎn)品每一爐的每一包的末箱都需要性能檢測

鑄件外觀以及內(nèi)部缺陷要求

（1）鑄件表面光滑，鑄件不得有損害性的氣孔、砂眼、毛刺、裂紋;

（2）去毛刺，銳角倒鈍;

鑄件切開無氣孔，縮松，使用著色探傷劑看內(nèi)部缺陷（見下圖）;

（3）送樣零件需要X光檢測且附上檢測報告;

（4）所有發(fā)貨零件百分之百超聲波測厚儀測球化率。

金相檢測

球化率：≥90﹪;

石墨球大小 ：≥6級

石墨球個數(shù)：≥200mm2

基體金相組織 ：球狀石墨+富碳奧氏體化鐵素體（針狀鐵素體+富碳奧氏體）

碳化物 ：15﹪

結(jié)論：

1、選用高純優(yōu)質(zhì)的原材料是生產(chǎn)CADI的重要條件，在經(jīng)過20多爐次的生產(chǎn)后得出性能合格質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品;

2、設(shè)計合理的生產(chǎn)工藝，嚴格控制生產(chǎn)過程;嚴格控制出爐溫度、球化溫度、澆注溫度等，是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證;

3、選用質(zhì)量效果好的增碳劑、球化劑、預(yù)處理劑、孕育劑是生產(chǎn)高端鑄鐵的基本要求。

4、控制合理的合金成分范圍，嚴格控制熱處理工藝，如奧氏體化，淬火溫度，淬火時間也是生產(chǎn)ADI或者CADI的關(guān)鍵。