铸造车间实习报告
实习报告201*0824
实习目的地：资阳机车厂铸造车间
再一次来到了铸造车间、实习目的相同，但是这次要比上一次有更多的获得、因为队伍分成了两队。人数少了、老师讲的也比上一次更深一层了。能够学到更多的知识，对旧的知识点也得到了进一步的巩固、首先，进入到木模车间、看到一个个形状各异的木头形状，因为木头比较经济，切加工起来比较方便、而且比较耐用、所以通常选用木头来作为模型，通常在木模的表面刷一些材料、一来是为了保证不被虫蛀，而来是延长其使用寿命，。通常一些较为复杂形状的零件，由数控机床加工成所需的零件形状、。
之后，来到型砂区，看到已经成型的型砂型芯、了解到型砂一般是由砂子，固化剂，树脂，以及粘接剂混合而成的、利用固定混砂机和移动混砂机进行造芯。将木模和型砂进行装模利用烘模机进行烧结。然后取出来，将木模去掉，就得到了型砂型芯，然后对型芯进行进一步的加工修补，除去飞边，等一些圆角的修正，然后再起表面刷一层漆，一来是为了提高浇注对较高温度钢液耐热程度，二来是由于砂粒的表面比较粗糙，刷漆提高表面的光滑，降低其表面粗糙度。
然后，进入了熔炼工序的车间、看到了浇包，漏包，翻包，均是容纳、处理、输送和浇注熔融金属用的容器。浇包用钢板制成外壳，内衬为耐火材料。耐火材料是由耐火砖；堆砌成内衬。电弧炉（electricarcfurnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。电电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。
再介绍了、中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。其中内衬的耐火材料是添加特殊粉末，再加入坩埚之后，然后在其周围加入特殊粉末的耐火材料，使其发生固化，确保了其保护功能~
之后，看到工人们在开始对一个箱体进行装模，把之前的型芯，进行连接在一起，每一步都很细致的去做，由于重量比较大，由天车调运，比较麻烦、看到还有已经浇注好的箱体在进行冷却、周围还发现好多空洞，是用来排气，防止钢液的气泡无法排出，防止形成气孔、、、之后来到了、碎砂机出、对那些铸后的型砂，进行振荡达到箱体与型芯分开，然后碎裂成较细的砂粒，进行收集重复利用、、被取出的铸剑，进行除沙，表面处理，以及热处理、保证其强度达到要求、然后涂漆，防锈，然后进行时效处理！
最后，我们来到了铸钢车间、除了利用的砂型不同之外，其他都是相似的铸造方法、铸钢是利用的水玻璃砂进行造芯的、水玻璃是各种聚硅酸盐水溶液的统称。铸造上常用的是钠（Na2OmSiO2）水玻璃，其次是钾（K2OmSiO2）水玻璃，然而水玻璃的固化方法有两种，一种是加热硬化，第二种是利用二氧化碳使其硬化，本厂使用的是二氧化碳的方法，。再造型车间的门口放着二氧化碳的罐子。提供co2进行车间使用。之后进行浇注，冷却，脱模，去铸剑，利用振荡把箱体和水玻璃进行分离，然后将铸件取出，进行去除多余的粘砂，利用手工进行去除、然后在进行一次热处理，然后进行探伤，和校核其各方面条件，、确保各项达标，保证质量~
经过第二次的实习、我学到了更多关于铸造时一些细节。做到了理论和实际相结合，明白了以前觉得比较抽象的概念、同样也注意到了铸造车间是车间中工作环境最差之一，对工人的身体有很大的伤害。不管怎么说学到知识才是最重要的、
扩展阅读：铸造车间实习报告——熔炼篇
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第二篇熔炼
一、GW-3T中频无芯感应熔炼炉
1、主要技术参数见表2-1：
表2-1
参数名称钢水容积配置功率进线电压普通晶闸管KP快速晶闸管KK电容器型号配电容器数量设计频率最大功率直流电压直流电流限流中频电压感应圈电压单位电耗（铸铁）熔化率
2、中频炉操作规程
单位吨千伏安伏只只RFW台HZ千瓦伏AA伏伏千瓦时/吨吨/小时数值341600Y/△400(1200A201*V)×12(1800A201*V)×81.5-1000-1S21台600150010501430140015503100580（1500℃）2.5吨见附表2-13吨中频无芯感应熔炼炉安全操作规程。
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二、工艺流程
修筑坩埚烘烤和坩埚烧结加料升温融化铁水保温取样光谱分析成分调整升温并进行保温出炉孕育或炉外球化浇注铸件1、坩埚修筑
（1）按照“坩埚模具”图焊制坩埚模具；要求外形必须圆整；所有外表面焊缝均须打磨平整，内部焊缝要剔除焊渣。
图2-1坩埚模具
（2）感应圈涂层的安装A．感应圈涂层材料的混合
选择专用灰浆箱，尽量靠近炉体放置→倾倒感应圈涂层材料，注意不得混入任何包装袋碎片及其他杂物→先彻底均匀地混合干燥的材料，注意消除颗粒的偏析→缓慢地加入水，并彻底翻转多次，直至涂料能快速流动。
★注意：涂料的混合过程一般为3～5分钟，不应超过10分钟；混制涂料及涂抹全过程不能超过30分钟。
B．感应圈涂层材料的首次涂挂
检查感应圈是否与炉体同心→用镘刀将涂料抹进并密封各圈感应圈匝间的缝隙→填平底层感应圈和炉底、上部顶层感应圈和支撑架之间的空隙→逐渐加厚涂料的涂挂厚度至略大于规定尺寸→用刮板刮制上大下小的圆台体侧面和底面。
★注意：涂料涂挂厚度：上部距耐火垫圈内侧10mm，下部距感应圈内侧35mm。C．感应圈涂层的修补
★注意：清理掉感应圈涂层上的所有绝热材料、杂质，用适量涂料修补。D．感应圈涂层的固化
正常情况下，大修或新修感应圈涂层的空气固化时间为24小时；若需加速干燥过程，可在初次固化（需5小时）后，插入约500W的保温灯加温；小修的感应圈涂层空气固化时间
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为6小时。
★注意：不得使用明火或燃烧器加速干燥过程。E．感应圈涂层的固化
若是正常的炉衬修筑：将中频炉中铁液流尽→冷却一段时间后，注水加速冷却→压缩空气向炉中吹气→冷却完毕→拆除炉嘴部位凝铁→用气垫钻拆除炉衬→倾斜炉体，倒出炉料→继续拆除直至干净。
图2-2炉体内吹压缩空气图2-3气垫钻拆除炉嘴炉衬
（3）铺设石棉布
截取三块至少要比未打结炉衬的炉子深度长100mm的石棉布（我公司为2.2m），将三块石棉布铺于炉壁，接缝保持10mm压叠不得露出感应圈涂层，把伸出炉口的石棉布压在炉体顶部。
图2-4铺设石棉布
（4）坩埚的填筑A．填筑坩埚底部
向炉底倒入一定厚度的炉料，每层炉料厚度不超过125mm，用特制炉叉均匀捣实浮料后，使用电动筑炉器，从炉底中心开始以螺旋线形式向外圆周捣结，每层至少捣结四遍；捣实后
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用叉子把表面刮松，重新均匀振动过程中偏析出来的大颗粒防止分层；加入另一层浮材料重复上面的操作；打结好的炉底要比规定的炉底厚度高出25mm；将炉底刮平至规定的厚度并使炉底保持水平，最后核对炉底水平度；刮松已经打结好的坩埚底部与坩埚壁接触的材料表面。
B．安置坩埚模具
用塔吊安置坩埚模具，注意保证坩埚壁厚一致并与感应圈同心；使用楔形木楔成120°固定模具。
C．填筑坩埚壁
将打结完成并已刮松的坩埚底部与坩埚壁接触的材料表面全部叉四遍；添加耐火材料时须仔细检查每一层，注意不要让任何包装袋碎片及其他杂物混入粉料或进入填筑的炉衬内；填加耐火材料时，每层浮材料厚度不超过125mm，用叉子和铲子整平；用振动器沿同一方向小距离逐步紧实，注意每次紧实的间距不可过大，每层至少捣结四遍；在填加和打结每层耐火材料时要随时注意保证对坩埚模具的定位要求；打结完成后坩埚壁顶面须高出正常熔化液面75～100mm。
★注意：如果炉衬耐火材料进入背衬和坩埚涂层之间，须全部清除干净。如无法清除干净，全部炉衬就必须拆除重新填筑。
图2-5炉叉图2-6电动筑炉机
（5）修筑炉嘴
采用常温固化或可加热固化的可塑料捣筑，然后修成炉嘴的形状；要使可塑料和感应圈涂层完全接触，此处不铺设背衬。2、烘烤和坩埚烧结
坩埚修筑完成后，开始送电用40-60%功率送电，使铸铁复合料有一定的强度，送电时间10-30分钟；然后以500℃/小时的升温速度将炉料加热到1000℃；再以580℃/小时升温速度将炉料加热到1580℃；在此温度下保温1小时，烧结炉衬；降温至正常熔化状态开始生产。具体烧结曲线见图2-7。
★注意：烧结过程必须严格按照烧结曲线进行烧结。若两次熔炼时间间隔较长时，如果
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炉衬温度低于1000℃，须采用冷炉衬起熔工艺以保护炉衬，操作步骤同上。
温度℃/时间
图2-7烧结曲线
3、熔炼过程中各种炉料的添加顺序
先加入熔点较低、元素烧损较小的炉料，熔点较高、元素烧损较大的炉料后加，铁合金最后加入。一般采用的加料顺序为生铁→废钢→回炉料。其他合金加入顺序为：
增碳剂应加在炉子的中下部，炉内保留一些铁水或者先加入200Kg生铁，再加入增碳剂，上面接着加料；增碳剂按照1%的量分批加入。
锰铁、铬铁可在前期加入炉底铁水内，也可在后期加入。增硫剂在后期加入。
硅铁、钼铁后期加入，直接投入溶清的铁水内合金的烧损最小，如果加入量比较大，也可随着最后一批铁料加入。
铜、镍待铁水熔清后加入。4、通电熔化
（1）送电前，检查各运动构件的相互连接状况是否良好，润滑油是否足够。当炉体各部位经检查符合要求后，炉体可投入正式运行。
（2）送电前，打开各冷却水管路阀门，并观察各回水是否流畅。①控制柜和电容器柜进水压力：0.1MPa-0.2MPa，进水温度：≤30℃②熔炼炉进水压力：0.2MPa-0.3MPa，进水温度：≤35℃③各个水接头无渗漏。（3）送电操作步骤：
①打开控制柜门，接通电源，进行盘面操作，中频炉控制面板见图2-8。
②将电路电源柜门上的“功率调节”旋钮逆时针旋到底，再按“控制合”按钮，“控制电源”灯亮，使控制系统通电。观察整流脉冲变压器指示灯应全亮。
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③按“贮能”按钮，贮能电机动作，贮能到位。如果电机不动作，请电工检查。④按“主电源合”按钮，主开关合闸。此时直流电压表应反偏。
⑤按“复位”按钮，则控制板上的红灯熄灭，“保护X”灯也熄灭。（如“保护X”灯未熄灭，再按一下“贮能”按钮，接着按“复位”按钮。）
⑥顺时针慢旋“功率调节”旋钮，电炉频率表从靠近零位上升到最高位，反复扫频，逆变脉冲变压器指示灯闪烁，直流电压表应会上下摆动。经过数次摆动后，电炉频率表应指示工作频率，并可听到电炉啸叫声，相关仪表停止摆动，并指向适当位置，表明启动成功。
⑦继续顺旋“功率调节”旋钮，使电炉电压达到工作位置。经常观察两只直流电流表，指示值应基本相同。如果指示值相差过大，应请电工检查。
（4）送电和开炉应有专人负责，送电后严禁接触感应器和电缆，开始送电十分钟内用40-60%功率送电，以防电流波动太大。然后再改用高电压送电，使炉料自下而上地慢慢加热和熔化。
（5）熔化过程中加入的造渣材料和铁合金必须经过高温烘烤，调节功率时应根据炉内钢水调整，绝对不能一次将调功旋钮调到底。
（6）在熔化过程中，应经常观察坩埚的侵蚀情况、冷却水的水温和电炉功率表，若有漏炉危险时，应立即停止熔化。
（7）在熔化过程中应经常观察各种仪器的指示表，当发现表值超过规定时，应立即停电进行检查，只有发现并排除了故障后，方可继续熔化；如果在熔化过程中发现炉体变红，应立即停止熔炼。
（8）在熔化过程中应经常检查各管路及水冷电缆是否漏水，不要让炉渣或水接触水冷电缆。
（9）向炉内倾倒铁水时必须停电。
★注意：在炉料全部熔化后，应立即扒渣，防止结成“渣盖”。如结成“渣盖”，应立即停电，将“渣盖”打碎扒出炉外，或用高温铁水烫化，否则容易造成下部的铁液温度过高。
图2-8中频炉控制面板
5、光谱分析
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铁水熔清后，升温至1430℃-1450℃之间取样做光谱成分分析，取样之前一定要先停电，待炉内渣子返上来之后，打净炉内渣子再取样。因为炉渣中夹带有未熔化的增碳剂，如留在炉内会继续增碳。扒渣干净后用坩埚舀取铁水，浇注金属铸型中，待冷却后砸断试样送至化验室进行成分化验。
★注意：舀取铁水时，必须将坩埚深入液面以下，反复搅动使铁液成分均匀。
图2-7浇注试样图2-8试样
6、调整铁水成分
增碳和增硅都需要时,要先进行增碳，再进行增硅操作，加入合金及增碳剂后要等材料完全熔化且成分均匀后才能取样分析成分,这个过程需要5-10分钟（尤其是增碳剂的熔化较慢）。增碳剂的加入量在8Kg以上，需要倒出一包铁水，然后往炉内加碳，把铁水倒回炉内。
当中频炉内铁水成份不符合要求时，应对中频炉内铁水进行调整。中频炉内铁水成份的调整是通过加入各种铁合金、生铁、废钢、增碳剂等材料，来实现各成分的调整，最终达到符合要求的原铁水成份。此时，需保证所加材料充分熔化并均匀后方可取样进行含量分析，只有当成份符合工艺要求，才可出水进行浇注。
（1）、碳含量调整A.增碳
a.采用增碳剂，加入量按下面公式计算：X=（C终-C原）×炉内铁水量/（A×η）b.采用生铁，加入量按下面公式计算：X=（C终-C原）×炉内铁水量/（D-C终）公式内符号含义：
X:指需加入的生铁量，单位Kg
C终:指最终要调整到的铁水含碳量，按百分含量计C原:指还未调整的铁水含碳量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
A:增碳剂中碳的百分含量，按批料化验单（一般按95%左右）η:增碳剂中碳的吸收率（一般按80%左右）
D:生铁中碳的百分含量，据所加生铁的批化验单确定（一般按4.1-4.5%）
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B.降碳
a.采用废钢，加入量按下面公式计算：X=（C原-C终）×炉内铁水量/（C终-E）公式内符号含义：
X:指需加入的废钢量，单位Kg
C终:指最终要调整到的铁水含碳量，按百分含量计C原:指还未调整的铁水含碳量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
E:指废钢中碳的百分含量，据所加废钢的批化验单确定（一般按0.25%左右）增碳剂加入量（kg）速查见表2-2。（2）、硅元素调整A.增硅
采用75#硅铁调整，加入量按下面公式计算：X=（Si终-Si原）×炉内铁水量/（F×η）
公式内符号含义：
X:指需加入的75#硅铁量，单位Kg
Si终:指最终要调整到的铁水含硅量，按百分含量计Si原:指还未调整的铁水含硅量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
F:指75#硅铁中硅的百分含量，据所加硅铁的批化验单确定（一般按约72%）η:指所加硅铁中硅的吸收率（一般按90%左右计算）B.降硅
采用废钢降硅调整，加入量按下面公式计算：X=（Si原-Si终）×炉内铁水量/（Si终-G）b.加入废钢后的炉内铁水碳终含量，计算公式如下：C终=（C原×炉内铁水量+X×E）/（炉内铁水量+X）×100%
c.根据计算加入废钢后的碳终含量，再通过加入增碳剂调整碳含量，根据计算结果，操作上可以同时加入废钢和增碳剂进行一次调整公式内符号含义：
X:指需加入的废钢量，单位Kg
C终:指加入废钢后的铁水含碳量，按百分含量计C原:指还未加入废钢的铁水含碳量，按百分含量计
E:指废钢中碳的百分含量，据所加废钢的批化验单确定（一般按0.25%左右）Si终:指最终要调整到的铁水含硅量，按百分含量计Si原:指还未调整的铁水含硅量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
G:指废钢中硅的百分含量，据所加废钢的批化验单确定（一般按0.3%左右）
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75硅铁加入量（kg）速查见表2-3。（3）、锰元素调整A.增锰
采用65#锰铁调整：X=（Mn终-Mn原）×炉内铁水量/（F×η）公式内符号含义：
X:指需加入的65#锰铁量，单位Kg
Mn终:指最终要调整到的铁水含锰量，按百分含量计Mn原:指还未调整的铁水含锰量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
F:指65#锰铁中锰的百分含量，据所加锰铁的批化验单确定（一般按约62%左右）η:指所加锰铁中锰的吸收率（一般按90%左右计算）B.降锰
a.采用废钢调整降锰：X=（Mn终-Mn原）×炉内铁水量/（Mn终-G）；b.采用生铁和废钢调整：X=（Mn终-Mn原）×炉内铁水量/（Mn终-D）c.加入适量废钢降碳；公式内符号含义：
X:指需加入的废钢量，单位Kg
D:生铁中锰的百分含量，据所加生铁的批化验单确定（一般按0.2%左右）Mn终:指最终要调整到的铁水含Mn量，按百分含量计Mn原:指还未调整的铁水含Mn量，按百分含量计炉内铁水量:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
G:指废钢中Mn的百分含量，据所加废钢的批化验单确定（一般按0.5%左右）★注：此时炉内铁水碳量调整再通过参照增碳剂计算公式，加入增碳剂来调整。锰铁加入量（kg）见表2-4。（4）、降磷
方法参见降锰的方法（5）、硫的调整A.降硫
当铁水含硫量不超过0.06%时，优先采用脱硫剂降硫，脱硫剂加入量一般为所处理的铁水量的2.5-3%；
当铁水含硫量超过0.06%时，也可采用生铁与废钢降硫，方法参见降锰的方法。B.增硫
可采用加入硫铁来调整硫量，加入量按下面公式计算：X=（S终-S原）×G/（η×F）公式内符号含义：
X:指需加入的硫铁量。单位Kg
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S终:指最终要调整到的铁水含S量，按百分含量计S原:指还未调整的铁水含S量，按百分含量计G:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
η:指所加硫铁中硫的吸收率（一般按45%左右计算）F:指硫铁中S的百分含量，据所加硫铁的批化验单确定（6）、其它合金元素的调整
A.合金元素含量的降低，原则上采用该调整元素更低含量的生铁或废钢来调整。生铁或废钢的加入量按下面公式计算：X=（A原-A终）/(A终-B)×G公式内符号含义：
X:指需加入的生铁或废钢量，单位Kg
A终:指调整后终铁水中应调整到要求的A元素终含量，按百分含量计A原:指调整前原铁水中还未调整的A元素含量，按百分含量计G:指要调整的炉内铁水量，单位Kg
B:指生铁或废钢中A元素的百分含量，按批化验单确定B.合金元素含量的增加
采用合金锭或板（粒）进行调整，公式计算：X=（A终-A原）×铁水量/（F×η）公式内符号含义：
X:指需加入的合金量，单位Kg
A终:指最终要调整到的铁水含合金量，按百分含量计A原:指还未调整的铁水含合金量，按百分含量计铁水量:指要调整的铁水量，单位Kg
F:指合金中元素的百分含量，据所加合金的批化验单确定η:指所加合金中元素的吸收率C.各元素的吸收率
所加铬铁中铬的吸收率一般按90%左右计算；所加铜的吸收率一般按98%左右计算,所加钼铁中钼的吸收率一般按95%左右计算；所加镍的吸收率一般按99%左右计算,所加锡的吸收率一般按90%左右计算。
★注意问题：
当钼铁在铁水包内微调时，其粒度应不大于3mm。当铜在铁水包内微调时，其块度应不大于8×40×40mm。当镍在铁水包内微调时，其块度应不大于6×30×30mm。
当需要调整锡时，一般根据工艺卡片的要求，在转运包内进铁水1/3时，将锡倒入包内，继续出铁水，使锡在铁水中充分熔融均匀。
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表2-2增碳剂加入量（kg）速查表
原铁水质量kgMn质量分数增量%（%）（%）0.10.20.30.40.50.60.70.80.950010001500300050000.81.62.55.08.31.73.45.010.016.72.55.07.515.025.03.36.610.020.033.34.28.412.525.041.75.010.015.030.050.05.811.617.535.058.36.713.420.040.066.77.515.022.545.075.0表2-375硅铁加入量（kg）速查表
原铁水质量kgC质量分数增量%（%）（%）0.10.20.30.40.5
50010001500300050000.61.21.83.66.31.22.43.87.812.51.93.85.611.218.82.55.07.515.025.03.16.29.418.831.3表2-4锰铁加入量（kg）速查表
6、出炉
原铁水质量kgSi质量分数增量%（%）（%）0.10.20.30.40.550010001500300050000.71.42.14.27.11.42.84.38.614.32.14.36.412.421.42.95.68.416.828.63.67.510.721.435.7（1）当金属液的各项指标符合技术要求时，开始出铁水，出铁水时只允许倾炉机构有电。（2）若熔炼结束，炉内一般不留铁液，避免炉体上下温差较大致使坩埚产生裂纹。（3）出铁时缓慢控制炉体倾斜，时刻注意行车显示屏，即将达到出铁重量时迅速停止倾
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动，将炉体复位，出铁重量应控制在10Kg范围内。
7、孕育或球化处理
(1)孕育：金属凝固之前，在一定条件下向铁水中加入少量物质，以促进石墨形核，显著改善组织和性能的处理方法。我公司采用浇包内孕育和随流孕育两种方式的结合的方式，能够有效地减少孕育剂用量。
浇注包内孕育
a.孕育剂为硅钡钙合金75#硅铁粒,粒度为1～3mm,使用前加热烘干。b.孕育剂加入量0.4%～0.5%。
c.孕育剂加入方式：出铁水前将孕育剂投入包内，依靠铁水的翻滚将其均匀熔化。d.实际生产中有特殊要求的孕育剂加入量以铸造工艺卡的要求为准.铁液随流孕育
a.孕育剂为硅钡钙合金75#硅铁，粒度为0.2～0.7mm，使用前加热烘干。b.孕育剂加入量0.05%。
c.孕育剂加入方式:开启浇注机随流孕育。
d.实际生产中有特殊要求的孕育剂加入量以铸造工艺卡的要求为准。
在确保浇注温度前提下，每包铁水从出炉至浇注完毕应在8min内完成，以避免孕育衰退，时间以时钟或专用计时设备的计量结果为准。
（2）球化处理：加入铁液中能使石墨在结晶生产时长成球状的元素称为球化元素。表2-3是各种球化元素的分类。球化能力强的元素都是很强的脱氧及去硫元素，并且在铁液中不溶解，与铁液中的碳能够结合。虽然具有使石墨球化作用的元素有多种，但在生产条件下，实用的目前是Mg、Ce、Y三种。工业上常用的球化剂即是以三种元素为基本成分而制定的。我国实用最多的球化剂是稀土镁合金，国外大都采用镁合金和纯镁球化剂，近年来逐渐加入稀土元素于球化剂中，但用量是很低的，其中一个主要原因是国内铸造生铁中杂质元素含量较高，而国外大多是应用高纯生铁。
表2-5球化元素的分类
球化能力强中弱球化元素镁、铈、镧、钙、钇锂、锶、钡、钍钠、钾、锌、镉、锡、铝球化条件一般条件要求原铁液含硫极低冷却速度要快，原铁液含硫极低某些元素存在在铁液中会使石墨在生长时无法长成球状，这些元素称为反球化元素。为了保证石墨的良好球化，应对铁液中反球化元素的含量加以限制。不同的球化元素对反球化元素的干扰作用具有不同的抵抗力，因此当采用不同的球化元素进行球化处理时，对于原铁
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液中反球化元素的限量要求也不相同。在用镁作球化剂时，反球化元素的单项限量值见表3-4。
表2-4反球化元素的界限量
元素界限量AL0.05Ti0.07Pb0.002Zi0.03As0.05Sb0.01Bi0.002Sn0.05Te0.003Se0.03三、喂丝机及球化处理
喂丝球化技术是一种利用自动化喂丝装置，将镁合金包芯线以一定地速度和长度，连续、均匀地插入到隔断空气有效流动的加盖的铁液处理包底部适当位置启爆，在适宜的铁液温度及高度压力下进行稳定、受控的球化处理工艺方法。其经济性与球化品质的可靠性及可控性已为愈来愈多的企业所重视。与冲入法比较具有以下特点：
（1）处理包结构简化，无堤坝或反应室，且无须覆盖剂。
（2）球化剂、接种剂耗用量少，处理后铁液纯度高、渣量少、降温小。、
（3）喂丝装置为自动化控制，可精确定量控制Mg残，球化质量稳定可靠，球墨数量多且细小，球铁力学性能明显改善。
（4）直接材料成本减少5%以上，综合成本降低约10%。（5）镁光及烟尘污染大为减轻，且易集中处理。
现在我公司球化工艺采用喂丝球化法，与倒包球化二者球化、孕育成本对比可节省成本21.4元/吨。详细见表2-7。
表2-7喂丝球化与倒包球化成本对比
球化剂喂丝线孕育剂覆盖剂总计倒包次数出炉温度加入量---1.1%0.5%------21530喂丝球化成本---16548.9---213.9加入量1.2%---0.75%0.6%---31560倒包球化成本132---73.330235.3材料价格：喂丝线14800元/吨，球化剂11000元/吨，孕育剂9775元/吨，覆盖剂5000元/吨。
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1、喂丝设备的组成
喂丝设备由主机、控制柜、放线架等部分组成，其中主机部分由主传动、压下装置、旋转装置、气路系统、导线管、升降等五部分组成。
2、喂丝操作
（1）我公司使用WX-4D型铸造喂线机，其控制柜控制面板如下图所示：
电源启动指示灯导管落下指示灯送电指示灯工作灯实际喂丝长度显示设定喂丝长度显示喂丝速度显示屏喂丝速度调节旋钮电源启动按钮压丝按钮电源停止按钮
包盖落按钮退丝按钮包盖升按钮喂丝按钮备用按钮（2）操作步骤如图2-9所示3、注意事项
（1）球化处理时，将待处理的铁水一次性出到铁水包内，铁水液面距球化包上沿保持30～40cm距离。
（2）铁水出炉温度根据铸件浇铸温度的要求来确定，加上铁水处理转运过程中的降温，一般在1480℃～1560℃之间。
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（3）铁水的孕育，将一次孕育加入包内，其余在浇铸时孕育0.2%。
（4）喂丝参数的确定，取决于原铁水含硫量、铁水处理温度、待处理铁水量、铸件结构等因素，根据实际结果如金相、残余稀土镁来调整喂丝长度、喂丝速度。
（5）铁水处理量在5%范围内波动时，无须频繁重新设定喂丝参数，每次喂丝前必须对设定的喂丝参数进行确认复位，再按运行按钮，自动运行喂丝。
（6）装包芯线时，按动喂丝按钮后，再点动压丝按钮；卸包芯线时，点动退丝按钮。（7）喂丝过程中偶尔会出现喂线阻力较大，中断运行，应及时理顺包芯线，或适当调节被动轮压力调节手轮，喂丝机将按原先设定的参数，继续喂送未喂完的芯线。
（8）每次喂丝结束，应及时清理球化处理包包盖及包盖导向孔，生产结束后，关闭电源，盖好控制柜保护罩。
（9）包芯线起用后又因其它原因暂时不用的，需采取防尘措施，包芯线卷支架垫高10-20cm，防止受潮锈蚀。
（10）喂丝设备应期维护保养，检查各部螺栓是否有松动，传动轮部件加油润滑，减速机严禁在无油或少油状态下运行。
退丝按钮点动继续运行图2-9球化剂操作过程
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喂丝速度调节旋钮喂线速度可根据需要随时调节
需要设定喂线长度时设定喂丝长度喂丝按钮不需改变喂线长度压丝按钮电源停止按钮自动停止显示喂线长度递减值
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2-8喂丝球化处理参考数据表
球化铁水量（kg）500500500500含硫量（%）0．0350．0300．025≤0.02处理温度（℃）15001460150014601500146015001460喂丝速度（m/min）201*201*201*201*喂丝比例（%）1.11.11.01.00.90.90.80.8
★注意：
（1）实际操作过程中，喂丝速度及喂丝比例应由喂丝实际情况及相关分析结果作具体调整。
（2）喂丝设定长度(m)=〔待处理铁水量（kg）*喂丝比例（%）〕/0.36(kg/m)。（3）包芯线主要成分：
Mg：（24-26）%，Si：（40-45）%，Ca：（2-3）%，RE：（2-3）%（4）包芯线每米重量为：0.36kg，当包芯线参数发生变化时，应根据生产实际情况进行调整。
四、铸铁元素对铸件影响
普通铸铁中主要有碳、硅、锰、磷、硫五元素，其中，碳、硅是最基本的成分；锰含量一般较低，影响不大；磷、硫常被看作是杂质，因此常加以限制。但在减磨铸铁中，经常加入一定量的磷。
1、碳的作用和影响：
由于球墨铸铁对基体的消弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量多少，对力学性能的影响不显著。碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。
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2、硅的作用和影响
用镁和铈处理的铁液有较大的结晶过冷河形成白口的倾向看，硅能减小这种倾向。在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。在选择碳硅含量时，应按照高碳低硅的原则，一般认为Si>2.8%时，会使球墨铸铁的韧性降低，故当要求高韧性时，应以此值为限，如铸件在寒冷地区使用，则含硅量应适当降低。对铁素体球墨铸铁，一般控制碳硅含量为C3.6%~4.0%，Si2.4%~2.8%。
3、硫的作用和影响
球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化物或硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，导致铸件产生缺陷，此外，还会使球化衰退速度加快，故在球化处理前应对原铁液中硫的含量低于0.02%，我们目前由于焦炭含硫量较高等熔炼条件的原因，原铁液含硫量往往达不到这一标准，因此应进一步改善熔炼条件，有条件时可进行炉前脱硫，力求降低含硫量。
4、磷的作用和影响
磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度，当含磷量增加时，韧脆性转变温度就会提高。
5、锰的作用和影响
球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，帮助形成炭化锰、炭化铁。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加0.1%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过0.4～0.6%。一般都是遵循这一规律的。合金元素的成分和含量的多少对球墨铸铁的性能有着极其重要的影响，在使用铸铁时，就应该对其合金元素的含量进行精准的化验分析。对于铸态铁素体球墨铸铁，通常控制在Mn0.3%~0.4%，其中热处理状态铁素体球墨铸铁，可控制Mn
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0.25%左右。在生产贝氏体球墨铸铁或奥氏体-贝氏体球墨铸铁时，往往亦加入一些钼，使铸铁的奥氏体等温分解曲线右移，提高淬透性。为了将奥氏体的等温分解温度降低至200~400oc范围，须使铸铁的结晶过程中，钼在共晶团内有较大的正偏析倾向，当含钼量达到0.8%~1.0%时，容易促使在共晶团边界形成富钼的四元磷共晶或钼的碳化物等脆性相。此外，钼的价格贵，应注意控制使用。
（2）铜铜具有稳定珠光体的作用。国内外有的工厂用含铜为0.4%~0.8%的球墨铸铁制造汽车发动机的曲轴，有时常和0.25%左右的钼配合使用。贝氏体球墨铸铁中，常将铜和钼按下列配合（Mo0.2%~0.4%，Cu0.6%~0.8%）使用，这种成分的球墨铸铁经过等温淬火处理，能稳定地获得高的贝氏体百分率的组织。
（3）镍在国外镍常作为强化元素使用，其作用和铜相似。在国内由于其价格较贵看，因而用的较少，镍还可用于生产奥氏体球墨铸铁，并与钼相配合，在奥氏体-贝氏体球墨铸铁中应用，如Ni1.3%~1.8%，Mo0.3%~0.4%的球墨铸铁，与等温淬火相配合，可稳定地得到所要求的奥氏体-贝氏体基体组织。与钼相比，镍作为合金元素的优点，是其在共晶团内部分布比较均匀，不会因偏析而使共晶团边界脆化。钼和镍都是较贵重的金属，在奥氏体-贝氏体球墨铸铁中要有条件地选用，一般用在厚壁而重要的零件上。
（4）铬铬用于珠光体球墨铸铁，在铸铁中加入量为0.2%~0.3%时，即可起到显著的稳定珠光体及强化力学性能的作用，一般用在厚壁而重要的零件上。
（5）锑锑是强烈稳定珠光体元素，当其含量在0.006%~0.008%时，就能在提高球墨铸铁基体中珠光体百分率方面起到有效的作用。在生产铸态珠光体球墨铸铁时，用微量锑代替铜，在经济上更为合理。但锑有干扰石墨球化的作用，当Sb>0.01%时，即会明显使石墨形态恶化，故对球墨铸铁的含锑量应严格控制在0.006%~0.008%下，使用时还应注意积累问题。
7、微量元素
球墨铸铁中常存在一些非特意加入的微量元素，如Ti、As、Pb、Al、Cn、Sn、Sb等。在大多数情况下，这些元素对铸铁的性能起不良影响：或是干扰石墨球化，或是促使在共晶团边界上析出脆性相，或是在铁素体球墨铸铁中阻碍基体的铁素体过程，加入RE0.01%~0.02%能中和这些元素的有害作用。
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