球墨铸铁管是铸铁管的一种。质量上要求铸铁管的球化等级控制为1-3级(球化率≥80%),因而材料本身的机械性
能得到了较好的改善,具有铁的本质、钢的性能。退火后的球墨铸铁管,其金相组织为铁素体加少量珠光体,机械性能良好,防腐性能优异、延展性能好,密封效果好,安装简易、主要用于市政、工矿企业给水、输气,输油等。
球墨铸铁加工件特点:具有铁的本质、钢的性能、防腐性能优异、延展性能好、安装简易,主要用于市政工矿企业给水、输气等。


一、球墨铸铁处理工艺
1、熔炼
目前较多使用的是冲天炉、电炉双联熔炼和中频感应电炉熔炼两种方式。两种方式各有其优点和不足。冲天炉熔炼效率较高、铁液纯净度高、流动性好,但熔炼过程中使用的焦炭具有增硫作用,而且冲天炉铁液出炉温度相对较低,需使用电炉对其铁液进行加温和吹氮脱硫,使得熔炼成本增加;单独使用中频感应电炉熔炼,对原材料提出较高要求。一方面,使用高纯生铁和碳素结构钢熔炼;另一方面,使用碳素结构钢加增碳剂熔炼。电炉熔炼不管采用哪种原材料的方式,铁液的流动性都不如冲天炉电炉双联熔炼的好。而且浇注后的产品容易出现缩松等铸造缺陷。必须采用在铸件厚大面增设外冷铁或良好的补缩手段才能生产出合格的产品(也有的厂家采用高刚性铸型实现产品的自补缩)。
原材料在加入炉内之前,要除锈烘干,避免铁液内含气量超标。原铁液出炉前不要做除气处理,以免带入杂质(如果用Al脱氧,产生高熔点Al2O3随脏物排除的同时,部分的Al溶解入铁液,不但破坏石墨球的生长,还偏析到奥氏体的周界;如果用1号稀土脱氧,将使铁液中稀土含量增加,球墨铸铁件有变脆的倾向)。铁液出炉温度1480~1500℃左右,不要超过1520℃或在1520℃左右长时间停留,否则会使铸件的致密度和力学性能明显降低。因为较高的过热度会造成近程有序结构不可逆的松弛,即使采用优良的孕育手段也很难奏效。
2、采用适量的球化剂和球化处理方法
采用稀土含量较低的球化剂。加入量适当控制。因原铁液含S量较低,球化剂的加入量一般情况下不应该超过1.5%。如果铸件中Mg或者RE的含量超过0.03%时,其离子有向晶界集中的倾向,使产品的脆性急剧增加。不管采用何种类型球化剂只要能保证球化效果,其加入量越少越好。球化时采用包内冲入法,球化剂和孕育剂上要覆盖同类的铁屑,覆盖量应在5~8mm厚为宜。参与球化的铁液不应少于300kg。1~2t的铁液,两次倒入铁水包为好,其他情况下应一次孕育,直接倒入,避免中间环节时间过长。
3、合理孕育
采用75Si-Fe,二次孕育,合理分配。依据铁液重量多少确定孕育剂块度大小。1t以下铁液,孕育剂尺寸为15mm;1~2t铁液,孕育剂尺寸为20mm;2t以上为30~40mm。孕育剂要纯净,不得有氧化层和其他赃物,表面要新鲜,使用前要烘干。有条件的生产厂家可以采用随流孕育或者在浇注系统中放置大块孕育剂,保证良好、长效孕育效果。
4、浇注
铁液出炉到浇注成型整个过程要紧凑、协调,任何环节不得出现故障停止现象。整个过程宜在15min内完成,时间越短越好。
5、热处理
为了消除可能存在的碳化物和磷共晶;增加基体中铁素体含量,提高韧、塑性;消除或减少铸造应力吼采用退火工艺、二次保温方法。
二、低温用铁素体球墨铸铁原料选用
1、生铁
球铁用原材料一般要求低磷、低硫和较低的硅、锰。生产中选用的生铁是QT14生铁,其成分为:4.1%~4.3%C,1.3%~1.6%Si,0.2%~0.5%Mn,≤0.08%P,≤0.02%S。
2、球化剂和孕育剂
由于没有纯镁球化处理设施,为了保证球墨铸铁件质量,生产中选用了低稀土镁含量型球化剂。球化剂为金陵稀土材料厂生产的稀土镁硅铁,其成分为:2%~4%RE,7%~9%Mg,≤44%Si。球化处理中球化剂加入量为1.8%~2%。
低温用铁素体球墨铸铁要求终硅量尽可能地低,原先用孕育剂(75硅铁)孕育后含硅量较高,故生产中选用了金陵稀土材料厂生产的钡硅复合孕育剂,其成分为:≤45%Si,0.8%~2.0%Ca,4%~6%Ba,1%~2%Al。孕育剂加入总量为0.8%。
3、化学成分的确定
球墨铸铁的化学成分与它的组织、力学性能和铸造性能有很大的关系。原铁液的化学成分应符合“高碳、低硅、低锰、低硫和低磷”的原则。生产中碳控制在3.6%~3.9%范围内,以不致产生石墨飘浮为准。铁素体球墨铸铁随着温度的下降逐渐发生由韧性向脆性的转变,且硅能提高脆性转变温度,故低温用铁素体球墨铸铁应在满足石墨化的条件下,尽可能地控制较低的含硅量。原铁液含硅量控制在1.2%~1.6%,球化孕育处理后,含硅量控制在1.9%~2.5%。由于锰易偏析形成碳化物,影响力学性能,故其含量不易高,控制在0.2%~0.35%。磷、硫含量应尽可能地低,一般磷控制在0.07%以下,原铁液含硫量控制在0.08%以下,球化处理后含硫量不大于0.03%。
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