灰口铁熔炼、浇注工艺操作规程.docx

1. 合金元素含量、力学性能和金相组织
1.1元素含量和力学性能
表1
牌号
铸件壁 厚（㎜ ）
元素含量（﹪）
试样毛坯直径（㎜ ）
最小抗拉强度（㎜）
碳
硅
锰
硫
磷
。HT200
﹤30
3.2–3.5
1.6–2.0
0.6–0.9
﹤0.12
﹤0.12
30
200
30－50
3.1–3.4
1.5–1.8
0.7–0.9
﹥50
3.0–3.3
1.4–1.6
0.8–1.0
HT250
﹤30
3.0–3.3
1.5–1.8
0.7–0.9
﹤0.12
﹤0.12
30
250
30﹣50
2.9–3.2
1.4–1.7
0.9–1.1
﹥50
2.8–3.1
1.3–1.6
1.0–1.2
1.2金相组织（内控）
HT200：石墨：A型石墨，长度60-250um,无定向分布，数量6-9%。允许有占石墨总数10-20%的 D型石墨。基体组织:珠光体﹥95%，中片状，铁素体﹤5%，二元磷共晶﹤4%。
HT250：石墨：A型石墨，长度60-250um,无定向分布，数量4-7%，允许有占石墨总数5-15%的D型石墨。基体组织：珠光体﹥95%，中
细片状，二元磷共晶﹤2%。
1. 金属原材料
2.1铸造原生铁
HT200主要选用Z25、Z20、Z18、Z15和Z14生铁。HT250主要选用Z20、Z18、Z15和Z14生铁（元素含量见表2），不能使用含有白口或粗大石墨的原生铁，因为原生铁中白口或粗大的石墨会遗传到铸件中。
表2
新生铁牌号
元素成分（%）
C
Si
Mn
P
S
Z14
﹥3.3
1.25-1.60
1组
≦0.50
1级
≦0.060
1类
≦0.04
2组
﹥0.50-0.90
2级
0.060-0.10
2类
≦0.05
Z15

1.26-1.75
1组
≦0.50
1级
≦0.10
1类
0.03
2级
﹥0.10-0.20
2组
﹥0.50-0.90
3级
﹥0.20-0.40
2类
0.04
4级
﹥0.40-0.70
3组
﹥0.90-1.30
5级
﹥0.70-1.00
3类
0.05
Z18
﹥3.3
1.60-2.00
1组
≦0.50
1级
≦0.60
1类
≦0.03
2组
﹥0.50-0.90
2级
0.06-0.10
2类
≦0.04
Z20

1.76-2.25
1组
≦0.50
1级
≦0.10
1类
0.03
2组
﹥0.50-0.90
2级
﹥0.10-0.20
2类
0.04
3组
﹥0.90-1.30
3级
﹥0.20-0.40
3类
0.05
Z25
Z25

2.26-2.75
1组
≦0.5
1类
0.03

2.26-2.75
2组
﹥0.50-0.90
4级
﹥0.40-0.70
2类
0.04
3组
﹥0.90-1.30
5级
﹥0.70-1.00
3类
0.05
2.2废钢
尽量使用低碳钢，不能锈蚀太严重，其厚度﹥2mm,高合金钢要单独配料使用，含钨、钼的 高合金不能使用。废钢元素含量见表3.
表3
钢种
元素含量（%）
C
Si
Mn
低碳钢
﹤0.25
0.2-0.4
0.4-0.8
中碳钢
0.25-0.60
高碳钢
0.60-1.20
2.3回炉铁：回炉铁主要指铸件浇冒口，铸件废品和废沙箱等，应清除芯沙和粘沙，其用量根据回炉铁多少调节，不同牌号的回炉铁要分别堆放，并且挂牌标示。
2.4铁合金：铁合金主要指75号硅铁和75号锰铁，用于调节铁水中的硅和锰含量。硅铁、锰铁元素含量分别见表4和表5.
表4硅铁元素含量表

牌号
元素含量（%）
汉字
代号
硅
锰
铬
磷
硫
硅90
Si90
87-95
≦0.4
﹤0.2
﹤0.04
﹤0.2
硅75
Si75
72-80
≦0.5
﹤0.5
﹤0.04
﹤0.2
硅45
Si45
40-47
≦0.7
﹤0.5
﹤0.04
﹤0.2
表5锰铁元素含量表
锰铁类别
牌号
元素含量（%）
汉字
代号
锰
碳
硅
磷
硫
Ⅰ
Ⅱ
低碳
锰0
Mn0
﹥80
﹤0.5
﹤2.0
﹤0.15
﹤0. 3
﹤0.02
中碳
锰1
Mn1
﹥78.0
﹤1.0
﹤2.0
﹤0.2
﹤0.3
﹤0.02
锰2
Mn2
﹥75.0
﹤1.5
﹤2.5
﹤0.2
﹤0.3
﹤0.02
碳素
锰3
Mn3
﹥76.0
﹤7.0
﹤2.5
﹤0.2
﹤0.33
﹤0.03
锰4
Mn4
﹥70.0
﹤7.0
﹤3
﹤0.2
﹤0.38
﹤0.03
锰5
Mn5
﹥65.0
﹤7.0
﹤4
﹤0.2
﹤0.40
﹤0.03
2. 金属炉料的管理
3.1购置炉料时向供应商索取生产厂家材质证书，铸造原生铁和铁合金进厂后必须认真及时化验元素含量，从多块材料中取样。将其结果告诉炉工主管和熔炼工艺员。
3.2金属炉料必须按生产厂家和牌号分别标示堆码摆放，放在室内，专人保管和领取。
4．配料
4.1根据铁水要求的元素含量，各原材料的元素含量，熔炼时各元素的变化和车间回炉数量（尽量不留，或余留很少），计算配料单。
HT200铸铁废钢用量一般为15-30%,HT250铸铁废钢用量为20-35%，S和P得在中頻炉熔炼变化甚微，控制原材料中S和P的含量不超标就可以。酸性中频电炉元素烧损见表6.
表6酸性电炉主要元素烧损率

元素名称
C
Si
Mn
烧损率（%）
5
﹤10
5-10
4.2配料必须过磅，硅铁和锰铁投炉前应预热。
5.铸铁熔炼要求
5.1铁水温度要高，铁水流动性好，充性能力强，有利于排气和排渣，有利于孕育处理和浇注，铁水出炉温度应在1420-1460℃，用保温聚渣材料复盖铁水。浇厚大铸件可以高温出炉，低温浇注。
5.2元素稳定，避免铁水严重氧化。
5.3出铁水时尽量避免炉渣流入铁水包。
6.炉前检验
6.1三角试样：将铁水浇入三角试样砂型中，冷却到暗红色（约600-700℃）淬火，打断测量其白口宽度，初步判断铁水的碳硅当量。回扣铸铁三角试样断口与铸铁质量关系见表7.
表7

一般规律及说明
白口宽度与牌号
白口宽度与灰铸铁牌号的关系如下表（铸件平均壁厚25-30）
铸铁牌号
HT100
HT150
HT200
HT250
HT300
白口宽度(㎜)
1-2
2.5-4
3.5-6
4.5-7
6-8
白口宽度与铸件性能
根据白口宽度与铸铁壁厚之比，可判断铸铁性能，如下表
白口宽度
0.15
0.15-0.20
0.25
0.40-0.50
﹥0.7
1／3-1／6
铸件壁厚
逐渐性能
强度低，易加工
易加工
强度最高
耐磨性最好
加工困难
可加工性良好
注：1∕3-1／6为白口宽度与铸件最薄壁厚之比
断口组织与含碳量
断口颜色与铸铁含量的关系，如下表
断口颜色
黑色
深灰
浅灰
银灰
C,%
﹥3.4
≈3.2-3.3
≈3.1-3.2
﹤3.0
6．2观看单件试样：将浇入直径￠30mm试样，冷却收缩到一定的程度，顶部凹陷中心可能有一个凸出物，根据其有无和大小，初步判断铁水的碳硅当量。
7.浇注工艺
7.1浇注温度：1320-1400℃，小件浇注温度高，大件浇注温度低。铁水透明发青，℃可以浇注5㎜壁厚的小铸件，铁水表面呈现着闪动的花纹时只能浇注壁厚不加工的铸件，若铁水粘包就不能再浇注铸件。
7.2浇包要修光洁，必须烘干到700-800℃
7.3小件只能用抬包或端包浇注。
7.4浇注配合：浇注前人员必须到齐，各项工作准备好，穿戴好防护用品，浇注必须有人挡渣，冒口和芯头等处必须引火，铸型走水要堵，浇注不能停，可以慢浇，边补缩边浇注。铁水快充满铸型要用高温铁水补冒口，大型铸件应多次补浇铁水。
7.5浇注完后要将包内的余铁水倒干净，粘包比较严重的浇包不能再用。
7.6凝固后要及时松沙箱，铸件冷却到400℃以下才能开箱清产。
8.力学性能检测
8.1灰口铸铁力学性能是铸件材料最重要的依据，决定铸件的使用性能，它是由多种因素所决定的，必须认真做好这项工作。
8.2每炉浇注一组（三根）机械性能试样，加工一根做机械性能试验，试样若有渣、砂、气孔等铸造 缺陷可以由另一根替补。若做力学性能的试样断口有砂，渣和气孔等缺陷，或者断口在试棒标外不能判定铸铁材质不合格，可以重做。
8.3若试样机械性能不合格，再加上其它两根补做也补合格，该铁炉水材质视为不合格。
8.4要在试样上取样做化学分析。
8.5试样是否进行热处理，根据铸件产品技术要求是否做热处理。热处理工艺：装炉温度：200℃；加热速度100-150℃／小时；保温温度550-600℃；保温时间2.5-3.5小时；冷却速度：随炉冷却；出炉温度150-200℃.
8.6要将元素含量与力学性能试验结果进行分析比较和综合分析，了解熔化和元素变化情况。有利于配料。
9.中频电炉筑炉、烧结、炉存修补和熔炼等工艺操作规程按《普通铸钢合金熔炼、浇注工艺操作规程》执行》。