Саарал цутгамал төмрийг боловсруулахад тулгарч буй хүндрэлийн дүн шинжилгээ

---

Компанид саарал төмрийн хийц боловсруулах асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд цутгамал гахайн болон цутгамлын эд анги, шинж чанарыг оптик микроскоп, сканнердах электрон микроскоп, Бринеллийн хатуулаг, микро Виккерсийн хатуулаг, спектрийн шинжилгээгээр шинжилсэн. Үр дүнгээс үзэхэд 26# ширхгийн S ба P -ийн агууламж өндөр талаасаа өндөр, 22# төмрийн Si агууламж бага тул химийн найрлага нь шалгуурыг хангаагүй байна. Цутгамал нүүрстөрөгчийн эквивалент нь 4.36%бөгөөд энэ нь өндөр нүүрстөрөгчийн эквивалент цутгамал юм. Si ба C -ийн харьцаа нь 0.46 бөгөөд энэ нь доод талд байна. Цутгамал дахь Si ба Mn -ийн агууламж бага, Cr -ийн агууламж өндөр байгаа нь хөргөлтийн үзэгдлийг бий болгоход хангалттай бөгөөд илүү их хийцэнд V элемент байдаг. цутгах бичил бүтэц нь феррит, перлит, бал чулуу, карбид юм. Карбидын зарим хэсэг нь Cr, V болон бусад бичил хайлшийн элементүүдийг агуулдаг бөгөөд бичил хатуулаг нь 1 ГВ-оос дээш байдаг бөгөөд энэ нь маш хэцүү боловсруулалтын гол шалтгаан болдог. Тиймээс, боловсруулах чадварыг сайжруулахын тулд нэгдүгээрт, V ба Cr -ийн агууламж стандартаас хэтрэхгүй байх ёстой. Хоёрдугаарт, Си -ийн агууламжийг нэмэгдүүлэх ёстой бөгөөд эхлээд тарилга хийх сонголтыг хийх ёстой. Шаардлагатай цутгамал хийцийн хувьд карбидийг хатаах аргаар графикжуулах замаар задалж болно.

Нимгэн ханатай саарал төмөр хийцний цагаан булангууд нь цутгамалын нийтлэг согог юм [1-4]. Ерөнхийдөө жижиг цутгамал нь нимгэн ханатай бөгөөд ногоон элсээр цутгадаг. Хэдийгээр хайлсан төмрийн химийн найрлага нь мэргэшсэн боловч цутгамал хананы зузаан, цутгамалын дулаан дамжилтын нөлөөллөөс шалтгаалан ижил цутгамлын зузаан, нимгэн хэсгүүд байдаг. Дотор болон гадна аль аль нь өөр зохион байгуулалттай байж магадгүй. Ялангуяа цутгамал булангууд нь цагаан аманд өртөмтгий байдаг тул машин боловсруулахад хүндрэл учруулж, улмаар "хатуу материал" гэж нэрлэгддэг. Саарал цутгамал төмрийн "материаллаг хатуу" хэсгүүдийн ихэнх хэсэг нь барзгар хэсгийн хэсэгт тохиолддог. Жишээ нь: ирмэг ба булан, ховил, гүдгэр гадаргуу, гадаргуу гэх мэт. Материаллаг хатуулаг нь цагаан амны хандлагатай шууд холбоотой. Тодорхой компанийн цутгамал үйлдвэрлэх явцад гарч буй хүнд хэцүү машин механизмын асуудлыг шийдвэрлэх зорилгоор энэхүү баримт бичигт системтэй судалгаа хийж, "хатуу материал" -ын шалтгааныг шинжилж, холбогдох шийдлүүдийг санал болгож байна.

1 Туршилтын материал ба арга

Ган төмрийг 22#, 26# цутгамал, 0# дугаартай машиныг газар дээр нь дээжлэн авчээ. Утас хайчлах замаар дээж авах ажлыг тус тус хийж, оптик болон сканер эдэд ажиглалт хийжээ. Цутгамал төмөр ба цутгамал дээр химийн
Цутгамал боловсруулах үйл явцад ул мөр элементийн нөлөөг оруулахгүйн тулд найрлагын туршилт. Цутгамал материалуудыг ZEISS оптик болон сканнер микроскопоор металлографийн ажиглалт хийхийн тулд дээж авч, хатуулгийг шалгахад HBS-3000 дижитал Бринелл хатуулаг шалгагч, HTM-1000TM микро хатуулаг шалгагчийг ашигласан. Цутгамал төмрийн болон цутгамалын химийн найрлагыг Хүснэгт 1 -д үзүүлэв.

C	Si	Mn	P	S	W	Te	Bi	Cr	V	Ce	B	Mo
0 3.73 #	1.75	0.17	0.15	0.12	≤0.01		5		5	0.11	0.027	0.01	0.004	4	≤0.01
22 4.08 #	1.86	0.055	0.07	0.02	≤0.01		5		5	≤0.010	≤0.010	0.01	0.002	2	≤0.01
26 3.38 #	2.51	0.17	0.45	0.095	≤0.01		5		5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤0.01

2.1 Химийн найрлагын шинжилгээ

Саарал цутгамал төмрийн нүүрстөрөгч нь карбид хэлбэрээр байдаг бол энэ нь цайруулах хандлагыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь боловсруулалтыг хүндрүүлж, "хатуу материал" гэж нэрлэгддэг асуудал үүсгэдэг. Тиймээс саарал цутгамал төмрийг цайруулах хандлагыг багасгах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр нүүрстөрөгч нь бал чулуу хэлбэрээр байдаг. Төрөл бүрийн элементүүд нь графитжих процесст өөр өөр нөлөө үзүүлдэг бөгөөд зарим хурдасгадаг чулуу
Бэхлэх, зарим нь графитжуулалтыг удаашруулдаг. Ерөнхийдөө төмөр ба нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондох холболтын хүчийг сулруулж, төмрийн атомуудын өөрөө тархах чадварыг нэмэгдүүлдэг ихэнх элементүүд нь цутгамал төмрийг графитжуулахад хувь нэмэр оруулдаг. эс тэгвээс энэ нь цутгамал төмрийг графитжуулахад саад болж, өөрөөр хэлбэл цагаан амны хандлагыг нэмэгдүүлэх болно. . Цутгамал төмрийг турших зориулалттай
Цутгамал төмрийн чанар, цутгалтыг цайруулахад ул мөр элементийн нөлөөг арилгах. Түүхий эд, цутгамалын таван элемент, нийтлэг цайруулах элементүүдийг туршиж үзсэн. Дээж бүрийг 13 элементээр туршиж үзсэн. Нийт 39 багц ширэм, цутгамал бүтээгдэхүүнийг туршиж үзсэн. Химийн найрлагыг 1 -р хүснэгтэд үзүүлэв.

Хятадын цутгамал төмрийн ган төмрийн стандарт (GB/T 718-2005) [5], стандартын дагуу 22# ширмэн дэх Si агууламж 2.00% ~ 2.40%, 26# ширэм дэх Si агууламж 2.40% ~ байна. 2.80%. Хүснэгт 2 -оос үзвэл, нэг компанийн ширэм 22# ба 26# шинжилгээгээр 22# ширэм дэх Si агууламж 1.86 байсан нь стандартын доод хязгаарыг хангаагүй байна.
Энэ нь стандартад нийцсэн бөгөөд Mn агуулга нь бас бага байна. 26# гахайн төмрийн P ба S -ийн агууламж хэт өндөр, P -ийн агуулга 5 -р түвшинд хүрч, S -ийн агууламж стандартаас давсан, тодорхой хэмжээний Cr агуулсан байна. 0# цутгах туршилтын найрлагаас харахад цайруулах элементүүдийн зөвхөн Cr агууламж цайруулах хандлагад хүрсэн бөгөөд бусад ул мөр элементийн агууламж цайруулах шалтгаан болох хамгийн бага хэмжээнд хүрээгүй байгаа тул нөлөө нь өчүүхэн байна. "Цутгамал гарын авлага" [6] дээрх таван элементийг сонгож авсантай харьцуулахад энэхүү судалгааны цутгамал дахь нүүрстөрөгчийн агууламж харьцангуй өндөр, Si агууламж харьцангуй бага, Mn агуулга харьцангуй бага байгааг харж болно. .

2.2 Хатуулгийн туршилт

HBS-3000 дижитал дэлгэц Brinell хатуулаг шалгагч дээр 1875 Н, оролтын диаметр 2.5 мм, 5 туршилтын хатуулгийг 2-р хүснэгтэд үзүүлэв. бичил хатуурлаар тэмдэглэгдсэн байв. Үр дүнг Хүснэгт 3 -т үзүүлэв. Иймээс матрицын макроскопийн хатуулгийн дундаж хатуулаг маш бага боловч зөвхөн Бринеллийн хатуулаг 145 HB орчим байдаг, түүний нутгийн хатуулаг маш өндөр бөгөөд Викерсийн хатуулаг 1 HV орчим байдаг. . Нүх бага байх тусам хатуулаг өндөр болно. Уран зохиолын дагуу фосфорын эвтектикийн хатуулаг нь 000 ~ 500 HV, ледебурит ≤ 700 HV, карбид> 800 HV байна.

Тиймээс хатуулгийн шинжилгээний үр дүнгээс үзэхэд цагаан хэсэг нь хатуу бөгөөд хэврэг цементит карбид бөгөөд хатуу материалын гол шалтгаан болох фосфорын эвтектикийг үндсэндээ хасдаг. Энэхүү карбидын найрлагыг үнэн зөв тодорхойлохын тулд энергийн спектрийн шинжилгээ хийх шаардлагатай.

2.3 Эрчим хүчний спектрийн шинжилгээ

Оптик цагаан талбайн хэсэгчилсэн томролыг Зураг 2 ба Зураг 3 -т үзүүлэв.Энэ нь матрицын хонхойсон нүхний тархалт, эвтектикийн шинж чанараар тодорхойлогддог. Тиймээс энэ хэсгийн энергийн шинжилгээгээр тухайн хэсгийн хонхорхой хэсэгт агуулагдах элементүүд нь Fe, P, C элементүүд байдаг тул Fe3 (C, P), P элемент хадгалагдсан гэж үзнэ.
Тусгаарлах. Нүхтэй хэсгийн P элемент нь илүү өндөр, эвтектик бүтээгдэхүүн биш, харин эцсийн хатуурал, агшилтаас үүссэн нүх юм. Зураг 4 Эрчим хүчний спектрийн шинжилгээний үр дүнгээс үзэхэд цагаан хэсэг нь Fe, P, C элементүүдээс гадна Cr ба V агуулсан бөгөөд хайлшийн карбид үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь илүү хатуу бөгөөд хатуу байдаг.
Таслах.

2.4 Байгууллагын дүн шинжилгээ

Оптик зурган дээр Зураг 4 -т үзүүлсэн шиг 5% азотын хүчлийн спиртээр нунтаглах аргаар хийсэн цутгамалын металлографийн бүтцийг харуулав. Тэдгээрийн дотор a, b, c, d нь цутгамалын үндсэн бүтэц бөгөөд e, f, g, ба h нь цутгамалын ирмэгийн бүтэц юм. a, b, c, d ба e, f, g, h нь 50, 100, 200, 1,000 удаа нэхмэл зурагтай тохирч байна. Сканнердсан эд зургийг 6 -р зурагт үзүүлсэн бөгөөд сум нь харгалзах оптик эдийн зураг дээрх цагаан хэсгийг зааж өгсөн бөгөөд энэ нь карбид юм. Цагаан блокны хэсгүүд нь карбид, ширхгүүд нь бал чулуу, саарал хэсгүүд нь перлит юм. Металлографийн бүтэц нь феррит + сувд + графит + карбид, нүхтэй бүтэц болохыг харж болно. Мэдээжийн хэрэг, ирмэгийн цагаан байдал нь зүрхнийхээс илүү ноцтой юм. GB/T7216-2009-тэй харьцуулахад [7], зүрхний эд нь анхны хэсэг болохыг харж болно.
Түүхий од хэлбэртэй бал чулууны F хэлбэрийн урт нь ойролцоогоор 150 мкм, өргөн нь 5 мкм орчим байдаг. Энэ нь харьцангуй том хөргөлтийн нөхцөлд өндөр нүүрстөрөгчийн хайлсан төмрөөр үүсгэгддэг. Ирмэгийн давхаргын бүтэц нь В хэлбэрийн бал чулууны хризантема хэлбэртэй тархсан нарийн буржгар бал чулуу юм. Урт нь 100 мкм, өргөн нь 3 мкм байна. Карбидын тоог тодорхойлох
Зүрхний эд дэх карбидын хэмжээ ойролцоогоор 5%байдаг ба 3 -р түвшинд хүрдэг. Захын эдэд агуулагдах карбидын хэмжээ 10%орчим байдаг ба 4 -р түвшинд хүрдэг. боловсруулах явцад тосолгоо хийх, огтлоход хялбар байдаг. Нүүрстөрөгч нь карбид (Fe3C) хэлбэрээр байдаг бол Fe3C цементит нь хатуу, хэврэг байдаг тул боловсруулахад хэцүү байдаг, ялангуяа бусад хайлуулах элементүүд (Cr гэх мэт), хайлш цементит ((Fe, M) 3C) Энэ нэгдэл нь зүсэх нь илүү хэцүү бөгөөд хэцүү бөгөөд "хатуу материал" гэж нэрлэгддэг асуудал нь машин боловсруулах явцад гардаг [8]. Тиймээс саарал төмрийн эд ангиудыг цутгах явцад карбид үүсэхээс зайлсхийхийн тулд нүүрстөрөгчийн хэмжээг бууруулах шаардлагатай бөгөөд шаардлагатай бол нүүрстөрөгчийн графитжилтийг дэмжих зарим арга хэмжээг авах шаардлагатай байна.

3 Шинжилгээ, хэлэлцүүлэг

Цутгамал боловсруулах чадварт нөлөөлдөг гол хүчин зүйл бол цутгамал төмрийн химийн найрлага, хатууралтын хөргөлтийн хурд юм. Цутгамал төмрийн химийн найрлага дахь нүүрстөрөгчийн агууламж ба цахиурын агууламж нь хамгийн чухал хоёр хяналтын хүчин зүйл юм. Цутгах хөргөлтийн хурд нь цутгах хананы зузаанаас ихээхэн хамаардаг. Цутгамал төмрийн нүүрстөрөгч, цахиурын агууламж тогтмол байвал цутгах хана нимгэн байх тусам цутгамал төмрийг цайруулах хандлага нэмэгддэг. Цутгах хананы зузаан тогтмол байх үед цутгамал төмрийн нүүрстөрөгч, цахиурын нийт агууламж их байх тусам цутгамал төмрийг графитжуулах түвшин илүү нарийвчлалтай байх болно.

Энэхүү судалгааны цутгамал нүүрстөрөгчийн эквивалент нь 4.36%бөгөөд энэ нь өндөр нүүрстөрөгчийн эквивалент цутгамал юм; Si/C харьцаа 0.46 байгаа нь бага байна. Нүүрстөрөгчийн эквивалентийг нэмэгдүүлэх нь бал чулууны ширхгийг улам зузаан болгож, тоо нь нэмэгдэж, бат бэх, хатуулаг буурдаг. Si/C -ийг нэмэгдүүлэх нь цагаан амны хандлагыг бууруулдаг.

Саарал цутгамал төмрийг үйлдвэрлэхдээ хэт халалт, жирэмсний үр нөлөөг харгалзан үзэх шаардлагатай. Хайлсан төмрийн температурыг тодорхой хязгаарт нэмэгдүүлэх нь бал чулууг сайжруулж, матрицын бүтцийг илүү нарийн болгож, суналтын бат бэхийг нэмэгдүүлж, хатуулгийг бууруулдаг. Цэнэгийн бүтэц, хайлуулах тоног төхөөрөмж, химийн найрлагын энергийн хүчин зүйлийг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай. Тарилгын эмчилгээ нь хайлсан төмрийг цутгах хөндийд орохоос өмнө хайлсан төмрийн металлургийн төлөв байдлыг өөрчлөхийн тулд хайлуулж буй төмрөнд тарилга хийж, аяндаа үүсэхгүй цөмийг нэмэгдүүлэх нь бал чулууны боловсруулалт юм. Ингэснээр цутгамал төмрийн бичил бүтэц, гүйцэтгэл сайжирна. Нийтлэг тарилгад ферросилици, кальцийн цахиур, бал чулуу орно. Манай бүтээгдэхүүн, үйлдвэрлэлийн зардлыг хослуулан ферросилиум (75% цахиур, нэмэлт хэмжээ нь хайлсан төмрийн жингийн 0.4% орчим) -ийг ашиглахыг зөвлөж байна. Хоёрдугаарт, барийн ферросиликон ба стронций ферросиликон. Ферросиликон нь түргэн нөлөө үзүүлдэг бөгөөд 1.5 минутын дотор оргилдоо хүрч, 8-10 минутын дараа жирэмсэн бус байдал руу ордог бөгөөд энэ нь хэт хөргөх, цагаан амны хандлагыг бууруулж, эвтектик кластерын тоог нэмэгдүүлж, А хэлбэртэй болгодог. бал чулуу, хэсгийн жигд байдлыг сайжруулж, эсэргүүцлийг нэмэгдүүлнэ. Суналтын бат бэх нь 10-20 МПа байна. Сул тал: ялзрах эсэргүүцэл муу. Хэрэв хожуу тарилгын процессыг ашиглаагүй бол хананы зузаан их ялгаа, урт цутгахад тохиромжтой биш юм.

Барийн ферросиликон нь эвтектик кластерын тоог нэмэгдүүлэх, ферросилиумаас илүүтэйгээр хэсгийн жигд байдлыг сайжруулах чадвартай байдаг. Уналтыг эсэргүүцэх чадвар хүчтэй бөгөөд тарилгын үр нөлөөг 20 минутын турш хадгалах боломжтой. Саарал цутгамал төмрийн төрөл бүрийн ангилалд тохиромжтой, ялангуяа зузаан ханатай том хэмжээний эд анги, урт цутгах хугацаатай үйлдвэрлэлийн нөхцөлд тохиромжтой.

Стронций ферросиликон нь ферросилиумаас 30-50% илүү цагаан өнгийг бууруулах чадвартай бөгөөд ферросилиумаас илүү хэсгийн жигд байдал, ялзрахаас хамгаалах чадвартай байдаг. Үүний зэрэгцээ эвтектик кластерын тоог нэмэгдүүлдэггүй, татан буулгахад хялбар, шаар багатай байдаг. Нимгэн ханатай эд анги, ялангуяа эвтектик өндөр кластер бүхий агшилт, гоожих шаардлагатай хэсгийг хүсэхгүй байна.

Энэхүү судалгаанд оролцсон кастингуудын Mn агуулга бага байна. Марганец өөрөө графитжихад саад болдог элемент боловч манган нь хүхрийн хүчтэй цайруулах нөлөөг нөхөж чаддаг. Тиймээс хүхрийн нөлөөг нөхөх хүрээнд манган нь графитацийг дэмжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дадлага нь манганы агууламж нэмэгдэх нь зөвхөн перлитийг нэмэгдүүлж, боловсронгуй болгохоос гадна хүхрийн хяналтыг зохих ёсоор сулруулах нь хор хөнөөлгүй болохыг нотолж байна. Тиймээс Mn агуулгыг зохих ёсоор нэмэгдүүлэхийг зөвлөж байна.

4 дүгнэлт

Энэхүү судалгаанд цутгамал боловсруулахад хүндрэлтэй байгаа гол шалтгаан нь цементит карбидын төрх байдал, ялангуяа Cr, V болон бусад элемент агуулсан хайлшийн цементит карбидууд нь машин боловсруулахад хүндрэл учруулах гол шалтгаан болдог. Энэ асуудлыг сайжруулахын тулд хамгийн эхний санаа бол байгууллага дахь карбидын хэмжээг бууруулах эсвэл арилгах явдал юм. Цутгамалын бүтцийг өөрчлөх, үйлдвэрлэлийн явцыг тохируулах нь үр дүнтэй арга юм. Энэхүү судалгаанд цутгамал үйлдвэрлэлийн тодорхой нөхцөл байдалтай хослуулан дараахь үйлдвэрлэлийн саналуудыг дэвшүүлсэн болно.

• (1) Цахиурын агууламжийг нэмэгдүүлэхийн тулд эхний сонголт бол цутгахаас өмнө тарилга хийх явдал юм. Ферросилиум (75% цахиур) -ын хувьд цутгах хугацаа, газар дээр нь үзүүлэх нөлөөгөөр барийн ферросиликон, стронций ферросиликоныг мөн ашиглаж болно. Нийлмэл тарилга (Si-Ba ба RE-Si) хэрэглэхийг зөвлөж байна.
• (2) Хүхрийн цагаан амны хүчтэй нөлөөг арилгахын тулд цутгамал дахь манганы агууламжийг нэмэгдүүлнэ.
• (3) Гахайн төмрийн чанарыг сайжруулах. 26#Гахайн төмрийн P ба S агууламж хэт өндөр байна.
• (4) Цутгамал дахь Cr агуулгыг багасгах. Цутгамал дахь Cr (> 0.1) -ийн өндөр агууламж нь аль хэдийн цайруулах нөлөө үзүүлэх боломжтой. Cr нь хатуулгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, боловсруулах чадварыг алдагдуулдаг.

Энэ нийтлэлийн линк: Саарал цутгамал төмрийг боловсруулахад тулгарч буй хүндрэлийн дүн шинжилгээ

Дахин хэвлэх мэдэгдэл: Хэрэв тусгай заавар байхгүй бол энэ сайт дээрх бүх нийтлэл эх хувь болно. Дахин хэвлэх эх сурвалжийг зааж өгнө үү: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

---

PTJ CNC дэлгүүр нь маш сайн механик шинж чанар, нарийвчлал, давталт сайтай эд ангиудыг металл, хуванцар материалаар үйлдвэрлэдэг. 5 тэнхлэгтэй CNC тээрэмдэх боломжтой.Өндөр температурын хайлшийг боловсруулах хүрээ далд inconel боловсруулах,монель боловсруулах,Geek Ascology боловсруулалт,Carp 49 боловсруулах,Hastelloy боловсруулах,Nitronic-60 боловсруулалт,Hymu 80 боловсруулалт,Хэрэгсэл Ган боловсруулахгэх мэт.,. Сансрын хэрэглээнд тохиромжтой.CNC Машинист металл, хуванцараас маш сайн механик шинж чанар, нарийвчлал, давтагдах шинж чанартай эд ангиудыг үйлдвэрлэдэг. 3 тэнхлэг ба 5 тэнхлэгтэй CNC тээрэмдэх боломжтой бөгөөд бид зорилтот түвшинд хүрэхэд тань туслах хамгийн хэмнэлттэй үйлчилгээг үзүүлэх стратегийг бид тантай хамт хэрэгжүүлэх болно. sales@pintejin.com ) шууд таны шинэ төсөлд зориулагдсан болно.