簡介
含鋁鑄鐵過去一般作為耐熱材料使用,強度較低,有強烈的形成氧化鋁夾雜的傾向。國內外先後將含鋁4-7%的一種套用於化工方面,能較滿意的解決製造重碳酸鈉、氧化按、碳酸氫按設備的腐蝕問題。根據生產的需要,進行了試生產,取得了較好的結果。例如某泵葉輪,過去用普通鑄鐵,使用一個月後即損壞嚴重不能再用,而採用銘鑄鐵則使用了七個月之後仍完整無損,預計還可使用1-2年。其效果是比較好的。但是化工設備零件的結構比耐熱構件要複雜,而且要求具有較高的強度和必要的密封性,不能採用泥芯撐(因泥芯撐易腐蝕)等等 。
機械性能
鋁鑄鐵在我們選擇的成分下的機械性能,是和普通鑄鐵差不多(但硬度略高),並且隨著鋁含量的增加而降低。只要成分控制合適就完全可以滿足化工機械設備製造的要求。
鑄造性能
1.流動性 雖然因為生成鋁氧化薄膜有影響,但井沒有很大的減小鑄鐵的流動性。我們作過試驗:含鋁4.7%、碳3.3%、矽1.46%、錳0.88%、硫0.1%、磷0.098%的鑄鐵,在1270℃時澆鑄流動性的螺旋線試樣長度也達到530毫米(斷面積50毫米2砂型、乾型)。在1300℃澆鑄直徑為500毫米的軸流泵葉輪的葉尖只有5毫米也可以充滿。
2.收縮線 收縮率約為1-1.5% 。
熔煉處理工作
熔煉工作中鋁的加入可用三種方法:(1)將預熱了的鋁塊加入鐵水;(2)將鋁液沖入鐵水;(3)將鐵水沖入銘液中。我們採用的是第三種方法,因為第一種方法操作時間長,混合不均勻而且溫度降低較多。第二種方法混合不均勻,氧化也更厲害。第三種方法沒有上述缺點。加入量的控制我們用過容量控制和直接秤量兩種方法,直接秤量方法最好。鋁的損失約為10-20%。
當原鐵水中碳、矽量較高時,有大量石墨析出,應鎮靜片刻等到這種現象停止後再澆注。少量的石墨析出對質量無大妨礙。
總結
含鋁鑄鐵作為化工耐蝕材料是基本成功的,在鑄造工藝方面也已基本掌握,但是還存在著兩個問題:(1)化工設備中有不少高大(例如直徑兩米多、高一米多的塔圈)、細長(例如內徑只有50毫米、長為3000毫米的管子)的鑄件,澆鑄方法還要研究和探索;(2)含鋁4-6%的鑄鐵在含有較多的結晶粒子(20%以上),又在高速流動的腐蝕介質中工作,既有腐蝕又有磨損的情況雖比普通鑄鐵好,但還不是理想的材料。還需進一步改進。關於前一個問題看來採用階梯式或縫隙式澆口有可能解決。後一個問題在含鋁4-6%的基礎上,再加入矽4-10%、鉻1%左右、銅1-2%也可望解決。
總之,含鋁鑄鐵是有發展前途的,材料不難解決,技術也要求不太高,在化肥和制鹼工業日益發展的形勢下,我們應繼續進行這方面的改進工作,以適應國家社會主義建設的新發展 。