耐热球铁坩埚的生产

熔铝坩埚在高温(℃左右)长时间加热,就会产生不可逆转的体积膨胀,在共析点附近反复加热、冷却,体积膨胀尤为严重。这种现象就是生长。造成坩埚生长的主要原因有:(1)珠光体和渗碳体分解产生石墨,引起体积增大2。(2)铁、碳、硅在高温下与氧发生反应,引起体积膨胀。(3)加热、冷却过程中产生的热应力和相变应力,引起体积变化,也会产生裂纹,加剧了铁的氧化)。坩埚的开裂实践表明,随着硅含量的增加,耐热球铁的线收缩增加,脆性转变温度高,铸件冷裂倾向严重,常在开箱和使用过程中开裂。

有色金属铸造车间使用的kg熔铝坩埚,原采用外厂生产的耐热铸钢坩埚,不仅价格昂贵,质量也不稳定,质量好的可使用80~90炉次;质量差的仅15~20炉次。为降低成本,提高坩埚使用寿命,我们试用硅球墨铸铁坩埚代替耐热铸钢坩埚,生产的中硅耐热球铁坩埚具有成本低,抗氧化能力强,变形小,使用寿命长等优点。

坩埚化学成分的选择

基于熔铝坩埚的失效原因,在化学成分的选择上必须保证坩埚具有较好的抗氧化生长和开裂能力。生产中,我们作出如下试制与选择:

碳含量较低的碳,有利于稳定含硅量,防止石墨和偏析,碳含量控制在2.7%~3.0%之间。

硅含量硅能促使球铁形成单一的铁素体,减少珠光体和渗碳体分解产生的体积膨胀,并细化石墨,提高铸铁共析转变温度,并能在球铁表面形成组织致密和电导率低的二氧化硅钝化膜,阻止氧的继续深入,但过高的含硅量,也会严重增加球铁的脆性,开裂倾向严重。为确定合适的含硅量,我们试生产了三批坩埚(每批五件),其化学成分及使用情况列于表中。

熔铝坩埚化学成分

比较坩埚使用情况我们确定含硅量为5.0%-5.5%

磷、硫的含量磷易形成脆硬的磷共晶,增加球铁的冷脆倾向;硫增大球铁的热裂倾向,并消耗球化剂。生产中控制P小于0.08%,S原小于0.%,S小于0.03%。

锰含量锰为促进珠光体元素,并且偏析严重,生产中控制较低的锰含量。选择在0.4%~0.6%之间。中硅耐热球铁的化学成分(%)为:2.7~3.0C;5.0-5.5Si;0.4-0.5Mn;0.08P;0.03S。

耐热球铁坩埚

RQTSi5.5熔铝坩埚的生产技术,并针对坩埚在使用过程中易出现的氧化生长及开裂现象,通过合理选择化学成分,加强球化孕育处理等方法,提高了坩埚的使用寿命,降低了生产成本。




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