急冷下鑄態金相組織更難控制,澆注溫度高,金屬型設計和生產更難,且金屬型壽命更短,生產率又不易滿足大量生產需要。無論鑄態還是熱處理後使用,金屬型鑄鐵件鑄態金相組織控制對鑄件性能都至關重要。
簡介
金屬型冷卻速度是砂型的數十倍到數百倍,直接影響鑄鐵形成獨特組織。控制高冷卻速度下鑄態金屬型鑄鐵組織的因素很多,綜合解決好以下這些因素除獲預期鑄態金相組織外,可大大提高生產率和金屬型壽命從而降低成本、增加效益並擴大金屬型鑄鐵套用範圍,是發展金屬型鑄鐵技術的關鍵。
金屬型冷卻速度越快,鑄件壁超薄,用感應爐熔化鐵液以及球墨鑄鐵件,越要強化孕育。可採用澆包後孕育、隨流或型內孕育等方法。孕育劑粒度為過30(目)篩到300(目)篩以上,要充分乾燥、預熱。此外,降低金屬型澆注系統部分的導熱性並提高其溫度和加過濾器等是強化孕育的重要措施。低CE特別是低Si鐵液孕育效果更好。為防金屬型薄壁球墨鑄鐵件鑄態出現釘狀(spiking)組織,強化孕育尤其是重要工藝措施。孕育劑多用75%的Fe-Si,有時加少量Ba、RE或Sb以減少白口或強化基體。型內孕育用85%
歷史與現狀
用金屬型生產鐵基合金鑄件始於中國。考古發現我國鑄鐵件用鐵型(古稱“范”)生產始於戰國(距今2200~2300年),用銅範鑄造鐵器最早為漢代(距今1800年),到清代(距今200~300年)鐵范鑄鐵技術不斷完善,用鐵范鑄造鐵炮。龔振麟著《鑄炮鐵模圖說》是世界發現最早的系統論述金屬型鑄造鑄鐵件的專著。美國Eaton公司最早獲鐵基合金金屬型(FerrousPermanentmold-FPM)工藝專利已是1932年。近幾十年全世界FPM不斷發展。歐洲FPM鑄件占6%~8%,有報導蘇聯1980年FPM鑄件占鑄鐵件9.7%,歐、美、日等FPM件主要用於汽車、工具機、空氣壓縮機和液壓件等;近年中國由日本引進空調壓縮機鑄件FPM生產線;印度、加拿大、巴西、馬來西亞等國也都引進過FPM生產線。1994年日本本田公司開發投產了年產近4000t優質球墨鑄件轎車轉向節的FPM自動生產線,使FPM技術套用進入一個新階段。