随著(zhe)社會的(de)變革,市場(chǎng)對(duì)鑄鐵材料的(de)需求逐漸增大(dà),鑄鐵件成爲當今金屬材料市場(chǎng)中應用(yòng)較爲廣泛的(de)基礎材料,在鑄造合金材料中具有一定的(de)影(yǐng)響力。由于受多(duō)種因素和(hé)環境的(de)影(yǐng)響,西方工業的(de)鑄件産量逐漸減少,轉向發展中國家采購(gòu)質量一般的(de)陝西鑄鐵件,但同時(shí)也(yě)會向發展中國家出口高(gāo)附加值、高(gāo)技術含量的(de)優質鑄件,這(zhè)是市場(chǎng)的(de)規律,低價采購(gòu)低質量鐵鑄件,高(gāo)價售出高(gāo)質量鐵鑄件。今天小編帶大(dà)家一起了(le)解一下(xià)中國鑄鐵件的(de)生産發展狀況和(hé)趨勢分(fēn)析。
經濟全球化(huà)的(de)進程帶動了(le)我國鑄造業的(de)發展,國際和(hé)國内市場(chǎng)對(duì)鑄鐵件需求的(de)增長(cháng)。而鑄鐵作爲一種傳統的(de)金屬材料,與國外相比,它在其質量、性能和(hé)價格等方面正面臨著(zhe)嚴酷的(de)挑戰。陝西鑄鐵件的(de)結構調整和(hé)技術改造勢在必行;努力提高(gāo)鑄鐵件定制的(de)檔次,減少對(duì)環境的(de)污染,提供鑄鐵材料的(de)高(gāo)附加值,以應付未來(lái)更加激烈的(de)市場(chǎng)競争。
一、我國鑄鐵的(de)生産水(shuǐ)平及差距
1.鑄造工藝材料及輔料
我國鑄造工藝材料如原砂、粘土、煤粉、粘結劑和(hé)塗料在品種、性能、質量等方面與工業先進國家之間的(de)差距較大(dà),以緻我國的(de)鑄件尺寸精度和(hé)表面粗糙度比國外差一到兩個(gè)等級,鑄件表面缺陷造成的(de)廢品率比國外高(gāo)幾倍。鑄造用(yòng)工藝原料的(de)标準化(huà)、系列化(huà)和(hé)商品化(huà)仍是一個(gè)亟待解決的(de)問題。
2.鑄造工藝過程及鑄件質量的(de)檢測與控制
我國在鑄造工藝過程和(hé)鑄件質量的(de)檢測與控制方面與工業先進國家還(hái)存在比較大(dà)的(de)差距,主要反映在以下(xià)方面:鑄造工藝過程的(de)優化(huà)和(hé)控制;鑄造工藝過程的(de)檢測;鑄件質量的(de)檢測。而上述檢測和(hé)控制手段的(de)完善是提升我國鑄鐵鑄造生産水(shuǐ)平的(de)一個(gè)主要内容。
3.鑄造工藝裝備
對(duì)于鑄造生産,國外廣泛采用(yòng)流水(shuǐ)線大(dà)量生産;高(gāo)壓造型、射壓造型、靜壓造型和(hé)氣沖造型;造芯全部用(yòng)殼芯和(hé)冷(lěng)、熱(rè)芯盒工藝。國内除汽車等行業中少數廠家采用(yòng)半自動、自動化(huà)流水(shuǐ)線大(dà)量生産外,多(duō)數廠家仍采用(yòng)較落後的(de)鑄造工藝裝備。
二、鑄鐵件的(de)生産狀況和(hé)趨勢
1.鑄鐵合金
世界鑄鐵件的(de)生産狀況和(hé)趨勢是,灰鑄鐵件的(de)比例明(míng)顯下(xià)降,但仍占優勢。球墨鑄鐵件的(de)産量持續增長(cháng),蠕墨鑄鐵和(hé)特種鑄鐵也(yě)有了(le)較大(dà)的(de)發展。
全球的(de)灰鑄鐵産量逐年下(xià)降,但從鑄鐵中的(de)高(gāo)強度鑄鐵所占的(de)比重越來(lái)越大(dà),加強高(gāo)強度灰鑄鐵的(de)試驗研究無疑是我國灰鑄鐵的(de)發展方向。
我國可(kě)鍛鑄鐵總産量在世界上名列前茅,但需求量還(hái)将有所增大(dà)。所以,今後我國可(kě)鍛鑄鐵還(hái)将有一個(gè)大(dà)的(de)發展。目前,我國可(kě)鍛鑄鐵的(de)生産與國外的(de)主要差距是:品種少,有黑(hēi)心可(kě)鍛鑄鐵;質量差;鍍鋅工藝落後;缺少耗能低、保溫性好、污染小的(de)理(lǐ)想退火爐。
在鑄鐵産量縮減的(de)情況下(xià),球墨鑄鐵在鑄鐵件中所占的(de)比率依然在增大(dà)。在西方發達國家,通(tōng)常用(yòng)球墨鑄鐵件取代部分(fēn)灰鑄鐵件和(hé)可(kě)鍛鑄鐵件。我國球墨鑄鐵鑄件産量比較低,占鑄鐵件的(de)比例遠(yuǎn)小于發達國家。此外,我國球墨鑄鐵件在質量和(hé)生産穩定性方面的(de)差距也(yě)較大(dà)。我國球墨鑄鐵生産較突出的(de)問題是材質強韌性上、缺陷多(duō),其原因除爐料、球化(huà)處理(lǐ)方法和(hé)球化(huà)劑等因素外,主要是球化(huà)處理(lǐ)前對(duì)鐵液含硫量要求過松。因此,爲使我國球墨鑄鐵生産能有大(dà)幅度的(de)增長(cháng),必須大(dà)力實施能穩定提供質量可(kě)靠的(de)優質球墨鑄鐵件的(de)配套技術。
國内外有蠕化(huà)工藝和(hé)蠕化(huà)劑的(de)研究方面都達到了(le)很高(gāo)的(de)水(shuǐ)平,所研制的(de)蠕化(huà)劑種類繁多(duō),已達近百種。目前,在生産中應用(yòng)的(de)蠕化(huà)劑主要是稀土用(yòng)鐵鎂合金、稀土矽鈣合金和(hé)稀土鎂钛合金。國内外現有的(de)蠕化(huà)處理(lǐ)工藝主要有沖入法、随流法、氣動法和(hé)型内法等。蠕墨鑄鐵已用(yòng)于大(dà)量生産,建有生産線(用(yòng)感應電爐熔化(huà)),質量基本穩定。
随著(zhe)現代化(huà)工業的(de)發展,對(duì)具有特殊性能的(de)材料的(de)需求量不斷增長(cháng),向我國特種鑄鐵(抗磨、耐蝕和(hé)耐熱(rè)鑄鐵)的(de)發展速度較緩慢(màn),技術水(shuǐ)平和(hé)國外差距較大(dà)。爲了(le)适應新形勢下(xià)國民經濟發展的(de)需要,特種鑄鐵的(de)研究今後将成爲我國鑄鐵發展的(de)一個(gè)重要方向。
2.鑄鐵合金的(de)發展
(1)高(gāo)強化(huà)、薄壁化(huà)是我國灰鑄鐵的(de)發展方向鑄鐵薄壁化(huà)、輕量化(huà)、強韌化(huà)是爲了(le)滿足工程界對(duì)工程材料節能性、回用(yòng)性兩方面的(de)要求,适應“人(rén)類可(kě)持續發展戰略”的(de)需要。鑄件的(de)“薄壁高(gāo)強化(huà)”正在工程界成爲一種趨勢,其技術應用(yòng)也(yě)将日益成熟并迅速拓展,在可(kě)以預見的(de)将來(lái),3~5mm的(de)高(gāo)強度薄壁球墨鑄鐵件将會大(dà)量出現在一般機電産品中。
與鋁合金鑄件相比,低成本和(hé)良好的(de)鑄造性能是灰鑄鐵件的(de)一個(gè)主要優勢。目前,制約灰鑄鐵件增長(cháng)和(hé)發展的(de)主要因素之一是輕量化(huà),鑄鐵輕量化(huà)必将爲鑄鐵工業注入新的(de)活力。因此,高(gāo)強度薄壁灰鑄鐵件的(de)生産技術開發成爲問題的(de)關鍵。
薄壁鑄件生産技術涉及鑄鐵性能、充型過程。精密造型、機加工、模樣、工藝設計和(hé)市場(chǎng)等方面。許多(duō)研究和(hé)實踐表明(míng),開發薄壁鑄鐵件的(de)首要任務是開發高(gāo)碳當量。高(gāo)強度灰鑄鐵及其強化(huà)工藝。鑄造出高(gāo)強度、薄壁及複雜(zá)内腔鑄件,必須從材質、工藝和(hé)裝備等整體上采取綜合措施加以解決。國外在柴油機、發動機缸體缸蓋的(de)鑄造和(hé)薄壁高(gāo)強度灰鑄鐵的(de)孕育處理(lǐ)方面達到較高(gāo)水(shuǐ)平。
我國高(gāo)強度灰鑄鐵研究的(de)重點是:
①提高(gāo)鐵液溫度,改善鑄鐵冶金質量,采用(yòng)合成鑄鐵熔煉工藝。
②加強孕育處理(lǐ)技術。尤其是強化(huà)孕育鑄件的(de)研究和(hé)推廣。
③研究和(hé)推廣低合金化(huà)孕育鑄鐵。
④調整化(huà)學成分(fēn)、控制鑄鐵的(de)Si/C比,以獲得(de)高(gāo)強度低應力鑄鐵。實踐證明(míng),合使St/C比值在0 .5~0.9,再加以适當的(de)孕育和(hé)合金化(huà),可(kě)獲得(de)綜合力學性能良好的(de)高(gāo)強度灰鑄鐵。另外,調整Mn、Si含量,使錳含量比矽含量高(gāo)0.2%~1.3%,可(kě)以得(de)到高(gāo)強度低應力鑄鐵。目前,我國的(de)工廠大(dà)多(duō)無爐前快(kuài)速測定C、Si含量的(de)儀器,因而不能及時(shí)掌握碳、矽的(de)波動及變化(huà)情況,緻使鑄件質量難以穩定,這(zhè)是今後應急需解決的(de)一個(gè)問題。
(2)發展球墨鑄鐵新品種,采用(yòng)新工藝
①加強薄壁大(dà)斷面鑄态球墨鑄鐵技術的(de)開發和(hé)應用(yòng)。要保證鑄件的(de)強度和(hé)切削加工等性能不緻因壁厚減小而降低,其基本途徑就是使球墨鑄鐵的(de)力學性能得(de)到改良。重要的(de)有兩個(gè)方面:一是白口化(huà)傾向的(de)減低和(hé)抑制,二是石墨組織的(de)改善。球化(huà)劑的(de)合理(lǐ)選用(yòng)和(hé)稀土(RE)元素的(de)加入是實現高(gāo)強度薄壁球墨鑄鐵鑄造的(de)關鍵。該技術的(de)核心是在鑄造(熔煉)工藝中要保證RE/Sk=2~2.5。球化(huà)劑要選用(yòng)Fe-Si-Mg-RE-Ca系材料,其中稀土元素(Ce、La、Pr)的(de)加入并使之與硫保持一定比例是球化(huà)技術的(de)關鍵。試驗證實,當RE/S<2時(shí),出現球化(huà)不良;RE/S>2.5、Mg/S>5時(shí),易出現白口,同時(shí)嚴格控wp<0.04%、wBi=0.003%~0.007%。
②繼續開發和(hé)應用(yòng)奧-貝球墨鑄鐵,奧-貝球墨鑄鐵是近幾十年來(lái)鑄鐵冶金研究的(de)重大(dà)成就之一,它是迄今爲止具有較好綜合性能的(de)一種球墨鑄鐵,尤其是高(gāo)的(de)彎曲疲勞性能和(hé)良好的(de)耐磨性,因而獲得(de)廣泛的(de)注目和(hé)開發應用(yòng)。
③發展奧氏體球墨鑄鐵。這(zhè)種球墨鑄鐵在石油、化(huà)工、海洋與船舶、儀器儀表以及核工程等許多(duō)領域都具有廣闊的(de)應用(yòng)前景,因而成爲近年來(lái)球墨鑄鐵領域中一個(gè)新的(de)研究重點。
④采用(yòng)新的(de)球墨鑄鐵生産工藝。在熔煉方面,建議(yì)采用(yòng)感應電爐或沖天爐--電爐雙聯熔煉,特别是沖天爐--爐外脫硫--電爐保溫的(de)工藝流程能提供優質的(de)高(gāo)溫低硫原鐵液。在球化(huà)處理(lǐ)方面,現在國内外已有的(de)方法達8種以上,國外廣泛采用(yòng)GF轉包法和(hé)包蓋法,我國也(yě)正在推廣使用(yòng)。此外,近年來(lái)發展的(de)鐵液過濾淨化(huà)技術也(yě)已得(de)到廣泛應用(yòng),成爲提高(gāo)球墨鑄鐵質量的(de)一種很好的(de)措施。
(3)發展合金鑄鐵 合金化(huà)是提高(gāo)鑄鐵性能的(de)重要手段之一,随著(zhe)技術的(de)日益發展,鑄鐵合金或微合金化(huà)必将發揮重要的(de)作用(yòng)。必須結合當地資源不斷開拓合金鑄鐵新品種,利用(yòng)先進手段不斷加深對(duì)現用(yòng)合金鑄鐵的(de)認識。發展鑄鐵件表面強化(huà)技術對(duì)于特殊應用(yòng)場(chǎng)合,對(duì)于希望鑄件表層具有特殊的(de)性能。鑄鐵件表面層激光(guāng)強化(huà)處理(lǐ)和(hé)鑄件表面合金化(huà)技術可(kě)以在普通(tōng)鑄件表面形成冶金結合的(de)合金層,使鑄件具有複合性能。上述技術已經逐步應用(yòng)于耐磨零件的(de)生産,并取得(de)了(le)明(míng)顯的(de)成效。
當務之急是融合鑄鐵鑄造領域的(de)先進技術對(duì)傳統産業。借助和(hé)學習(xí)國外的(de)技能,了(le)解鑄鐵件的(de)較新工藝和(hé)技術,來(lái)改善鑄造生産中的(de)控制系統。而預測以及質量保證體系的(de)建立,對(duì)于鑄造行業改善操作條件,降低成本将起到一定的(de)作用(yòng)。生産标準應以強韌化(huà)、輕量化(huà)、精密化(huà)和(hé)高(gāo)效化(huà)爲特點,開展鑄鐵新材料,開展鑄造過程自動化(huà)、柔性生産單元和(hé)系統及集成制造技術的(de)研究。同時(shí)發展綠(lǜ)色集約化(huà)鑄造,加大(dà)治理(lǐ)鑄造過程對(duì)環境污染的(de)力度,加強對(duì)鑄造材料的(de)再生和(hé)回用(yòng)。