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大型鑄件生產前期的質量控制
本文導讀：
鑄件生產前期的質量控制
（原材料質量的控制）
一、金屬爐料
1． 生鐵
一般鑄造用生鐵按GB718-82選用，球墨鑄鐵用生鐵按GB1412-78選用。標準按化學成分將生鐵分國若干組、類、級，但不考慮含碳量。用戶根據含硅量選擇生鐵牌號，根據含錳量選擇組，根據含磷量選擇級，根據含硫量選擇類。具體選擇哪一種，要根據不同鑄件的要求，例如球墨鑄鐵要嚴格限制生鐵中硫和磷的含量（一般P含量＜0.1%，S含量＜0.03%），而一般灰鑄鐵用生鐵的硫磷含量卻可放寬（如P含量＜0.2%，S含量＜0.06%），耐磨鑄鐵使用的生鐵合磷量可以更高（如P含量＜0.4%）。硅和錳不是有害無素，可根據需要選擇。由于硅錳含量可通過加入錳鐵和硅鐵進行調整，特別是需要孕育處理的鐵水中還要加硅，故生鐵中硅和錳的含量一般不應高于鐵水中的要求含量。生鐵表面應當清潔，但允許附有石灰和石墨。入庫后應按規格分別堆放，不得混雜。需采樣復驗時，分析試樣按GB719—65《生鐵的化學分析用試樣采取法》的規定采樣，化學分析方未能按GB223.1~223.7-81《鋼鐵及其合金分析方法》和YB35（1~28）—78或能保證標準規定的準確度的其他方法進行。
2． 回爐料
回爐料主要是本廠的澆冒口和廢鑄件。回爐料不得有嚴重的銹蝕、油污及泥砂雜質，沖天爐用回爐料塊度不得超過表3-1的規定。
表3-1 回爐料的塊度
|
沖天爐噸位/（t/h） |
長度/mm |
質量/（kg/塊） |
|
＞10 |
≤400 |
≤20 |
|
5~7 |
≤300 |
≤15 |
|
2~3 |
≤200 |
≤10 |
|
≤1 |
≤100 |
≤5 |
|
澆冒口及芯骨必須破碎成條狀，其長度＜200mm | ||
不同牌號的回爐料應分類堆放，不得混雜。否則，不僅合金液的成分不易控制，而且一種合金的成分對另一種合金來說可能是有害雜質，如果相互混雜可能降低合金的力學性能或出現缺陷。例如鑄鐵中如果混入鋁鎂等合金可能使鑄件產生針孔，混入碲、鉍等激列反石墨化的無素，將使杰鑄鐵和球墨鑄鐵形成白口組織。鐵對鋁合金來說是有害雜質。
不同牌號的鋁合金，有些元素對這幾種鋁合金元素，而對另幾種鋁合金卻是雜質。因此，各種回爐料不僅要分類堆放，而且要仔細檢查其中是否混雜有其他金屬（特別是要注意金屬鑲塊、襯套等）。間斷生產用熔爐的回爐料塊度沒有像沖天爐那么嚴格的要求，以能置入爐膛為限度，但決度太大將降低熔煉速度。
3． 廢鋼
一般應使用普通碳素鋼和低合金結構鋼，特殊鋼未經技術主管部門同意不得用作廢鋼。表面有嚴重銹蝕（厚度超過1mm）時，需用清理滾筒或其他方法除銹后才可使用。廢鋼進廠后應進行仔細檢查，將混入的鑄鐵，高合金鋼和有色合金排揀干凈，對成分不明的廢鋼應取樣分析或火花鑒別，然后按成分分別堆放。
沖天爐用廢鋼的塊度不應超過表3-2的規定。
表3-2 沖天爐用廢鋼的塊度
|
沖天爐噸位/（t/h） |
長度/mm |
質量（kg/塊） |
|
＞10 |
≤400 |
|
|
5~7 |
≤300 |
|
|
2~3 |
≤200 |
≤5 |
|
≤1 |
≤100 |
≤2 |
4． 鐵合金
常用鐵合金主要元素平均含量見表3-3。各類合金必須按其合金含量分類保管，不得混雜。各類合金使用時的塊度見表3-4。爐外加入的孕育硅鐵的粒度見3-5。
表 3-3 鐵合金主要元素平均含量
|
合金名稱 |
硅鐵 |
錳鐵 |
鉻鐵 |
鉬鐵 |
鈦鐵 |
磷鐵 |
釩鐵 |
硼鐵 |
|
主要元素平均含量/% |
≥75 |
≥65 |
≥50 |
≥55 |
≥25 |
≥15 |
≥4 |
14~19 |
|
元素偏差/% |
±5 |
±5 |
±5 |
±3 |
±4 |
±2 |
±2 |
±2 |
表3-4 合金使用時的塊度
|
沖天爐噸位/% |
爐內加入 |
爐外加入 | ||
|
硅鐵 |
錳鐵 |
鉻鐵 |
鉬鐵 | |
|
≥10 |
60~150 |
60~150 |
40~100 |
2~5 |
|
5~7 |
40~100 |
40~100 |
40~100 |
2~5 |
|
2~3 |
30~50 |
30~50 |
40~100 |
2~5 |
表3-5 爐外孕育硅鐵的粒度
|
鐵水質量/kg |
＜200 |
200~1000 |
1000~4000 |
|
粒度/mm |
2~5 |
5~10 |
10~15 |
對所有金屬爐料都必須提出塊度要求。如生鐵、廢鋼和回爐料塊度過大，不僅降低熔化速度，而且爐料容易搭棚，使熔化過程不能正常進行，從而降低鐵水質量。而鐵合金如果塊度太大則不易熔化，造成鐵水化學成分不穩定，塊度太小，則容易氧化。生產球墨鑄鐵用的球化劑，目前國內普遍采用稀土鎂合金，這種合金已有商品供應，
但鑄造廠往往根據鑄件材質需要及原材料情況自己熔制中間合金。自制時，為保證成分的均勻，每熔制一批，經集中破碎混合后，取樣五個（每個一小包）進行成分分析，然后取平均值。稀土鎂合金的塊度對球化質量有重要的影響，尤其是用沖入法球化處理時。粒度太小，沸騰強烈，合金的吸收率降低，造成球化不良；粒度太大熔化及沸騰滯后太多，合金容易漂起，也降低吸收率。合適的粒度見表3-6。
表3-6稀土鎂合金的粒度
|
鐵水質量/kg |
＜200 |
200~100 |
＞1000 |
|
稀土鎂合金粒度/mm |
5~15 |
8~20 |
10~25 |
5． 各種金屬材料
熔制有色合金時，還要用到各種金屬材料，如鋁、鎂、銅、鋅、鉛、錫、銻、鎳、錳等。這種新金屬料包括一次工業純金屬和一次合金。一次合金大都由冶金廠供應，有時也可以是鑄造廠熔制的預制合金錠，可用它直接重熔而制得工作合金。
新金屬料的純凈程度要比生鐵和廢鋼要求高得多，困此材料入庫后應保存在通風良好、潔凈和無腐蝕介質的環境中。材料應按牌號、爐號分類堆放在有防潮能力的材料（如木板）上，不得與吸水物質和其他金屬接觸。
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