废旧轮胎内钢丝对合成灰铸铁制动盘性能的影响

介绍了采用不同配比的废旧轮胎内钢丝和回炉料作为主要原材料,使用增碳剂进行增碳,使用75硅铁孕育剂和硅钡钙铝长效孕育剂进行随流孕育,并加入Cr、Cu等合金元素进行组织强化。在相同铸造工艺下,制备化学成分基本相同的灰铸铁制动盘和准30 mm的单铸试棒,然后对试件的金相组织、硬度、抗拉强度进行检测分析。结果表明,不同的原材料配比对金相组织中的石墨的类型、长度以及珠光体的片间距有着较大的影响,珠光体含量未发生明显变化;对硬度和抗拉强度影响较大,当废旧轮胎内钢丝的加入比例由70%变为80%时,抗拉强度与硬度变化明显。随着废旧轮胎内钢丝的比例不断增加,A型石墨的比例不断升高,由93.7%增长至99.2%;珠光体含量由95.3%增长至99.1%,珠光体石墨与珠光体逐渐细化,抗拉强度及硬度逐渐升高,满足了高性能制动盘的性能要求。     

不同孕育剂对微合金化灰铸铁组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验、切削力测试等研究了SiBa-SiBa、RE-RE、SiBa-RE、SiBa-SiSr四种孕育剂对灰铸铁微观组织、力学性能以及切削加工性能的影响。结果表明:4组试样的组织主要为珠光体和A型石墨,其中RE-RE、SiBa-RE试样局部分别存有少量E型和D型石墨。对比单一孕育剂,复合孕育剂更能细化珠光体与石墨,其中SiBa-SiSr试样的石墨片最为细小弯曲,珠光体层片间距为0.166μm,抗拉强度与硬度分别为468 MPa和357 HBW;SiBa-SiBa试样的石墨片最为宽大平直,其珠光体层片间距为0.3μm,抗拉强度与硬度分别为423 MPa和275 HBW。在相同切削条件下,SiBa-SiSr试样的硬度涨幅最大,切削力变化量最小。从综合性能上考虑,SiBa-SiSr是灰铸铁的首选孕育剂。     

复合孕育处理在提高缸体用灰铸铁加工性能方面的应用

重点研究了几种单一孕育剂以及它们的复合作孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响。试验结果表明，在复合孕育处理的灰铸铁件中，选择40％稀土孕育剂＋60％75硅铁孕育剂复合孕育处理的灰铸铁件抗拉强度可稳定在295MPa左右。且硬度合适并具有良好的品质系数。用20％75硅铁孕育剂＋80％锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件断面敏感性可降低到17HB。20％75硅铁孕育剂＋80％锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件具有最小刀具磨损量、显微硬度差。并且发现灰铸铁件基体的显微硬度湖区的变化与灰铸铁件的刀具磨损量变化有较好的吻合性，这说明灰铸铁件的组织均匀性对灰铸铁件的加工性能产生很大影响。     

Sb微合金化对灰铸铁组织和性能的影响

研究了Sb微合金化对灰铸铁组织和性能的影响.在RESiFe+SiCa孕育条件下,Sb加入量小于0.04%,可降低铁液的白口倾向,提高灰铸铁的抗拉强度和硬度.Sb微合金化厌铸铁的组织为A型+少量D型石翠,基体为细片状珠光体.Sb略增加磷共晶数量,含RE和Ca的孕育剂可抑制这种作用.采用Sb微合金化生产法兰盘零件,本体R<,m>可达到Cr、Cu合金化的水平,而硬度却低17 HBS左右,有利于改善零件的加工性能.     

Cu含量对灰铸铁气缸体组织性能的影响

为提高灰铸铁气缸体的综合性能,在实验室条件下以浇注单铸试棒和阶梯试样的方法,模拟试验了Cu含量对灰铸铁气缸体组织与性能的影响。结果表明:当Cu含量从0.20%增加到0.80%时,对模拟铸样的石墨形态及珠光体含量的影响不大,而对模拟铸样的力学性能影响较大,随着Cu含量在0.20%⁰.50%范围内逐渐增加,试棒铸样的抗拉强度和硬度呈上升趋势,而当Cu含量在0.50%0.50%范围内逐渐增加,试棒铸样的抗拉强度和硬度呈上升趋势,而当Cu含量在0.50%⁰.80%范围内逐渐增加时,试棒铸样的抗拉强度和硬度却呈下降趋势;当Cu含量为0.50%时,对基体珠光体的细化和改善断面敏感性作用较强。     

不同孕育剂处理的高强度灰铸铁加工性能研究

为研究不同孕育剂对灰铸铁切削加工性能的影响,制备了高强度HT350材质的试样.对比研究了孕育剂75SiFe、SrSi、BaSi、SiSr(80％)+75FeSi(20％)处理的高强度灰铸铁的力学性能和切削加工性能.结果表明,SiSr(80％)+75FeSi(20％)复合孕育处理的灰铸铁较单一孕育处理的灰铸铁石墨细小弯曲,基体组织均匀性好,具有较高的硬度以及较小的切削抗力,但其断面敏感性较大.单一孕育剂中75SiFe孕育处理的灰铸铁具有较高的抗拉强度、较小的硬度以及较低的断面敏感性.灰铸铁中A型石墨越细小,基体组织越均匀,灰铸铁的加工性能越好,说明显微组织的均匀性对灰铸铁的加工性能具有较大影响.     

RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁组织和性能的影响

采用工频感应电炉熔炼和呋喃树脂自硬砂造型,研究了不同加入量的RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁金相组织和力学性能的影响.结果表明,RECaBa孕育剂可细化石墨且钝化尖角,细化珠光体,使共晶团数量增多;在不加入Mo的情况下,当原铁液的w(S)量范围为0.02%～0.03%时,RECaBa孕育剂加入量为O.5%～0.6%时,铸件本体抗拉强度可达300MPa以上;Mo对提高铸件本体的抗拉强度有显著影响,w(Mo)加入量为0.4%～0.6%时,铸件本体的抗拉强度稳定保持在310MPa以上;按照试验所采用的加入量,3种合金元素中Mo对改善灰铸铁金相组织、提高力学性能的效果最明显,Cu次之,Cr的影响不明显.     

w(Cu)对灰铸铁气缸体组织和性能的影响

通过对灰铸铁进行合金化处理,研究了w(Cu)量对WP12气缸体金相组织和力学性能的影响。结果表明:(1)随着w(Cu)量的增加,灰铸铁的抗拉强度和硬度均有一定幅度的提高,当w(Cu)量达到0.60%~0.80%时,其抗拉强度为235MPa,硬度为195 HB;w(Cu)量达到0.8%以上,抗拉强度的提升已不明显。(2)不同w(Cu)量的灰铸铁,其石墨形态均为A型,珠光体体积分数可达98%以上;在w(Cu)量低于0.8%时,随着w(Cu)量的增加,Cu细化珠光体的作用明显增大,当w(Cu)量大于0.8%以后,Cu细化珠光体的作用不再增大。     

Si-Mn-Sn复合孕育生产珠光体球墨铸铁

通过调节石墨化元素和稳定系元素含量,采用Si、Mn、sn复合孕育方式来代替加Cu合金化,减少游离碳化物的出现,提高珠光体数量,达到提高铸件力学性能的目的.试验球铁的化学成分为CE 4.1%～4.5%、w,(Si)2.1% ～2.4%、w(Mn)<0.6%、w(sn)0.02%,当一次孕育的w(Sn)约为0.021%时,试棒的抗拉强度稳定在700 MPa以上;当W(Sn)约为0.014%时,试棒的抗拉强度较低,受所用回炉料的影响较大.并在生产中发现:Sn对珠光体数量的提高起主要作用;Mn可以提高珠光体数量、强度、硬度,但对珠光体数量的作用受其它元素(如Si)的影响较大.     

铜对灰铸铁性能和组织的作用

本文系统地研究了铜对含0.3％铬和普通灰铸铁的抗拉强度、布氏硬度、质量指标、石墨形态、珠光体量、白口形成能力以及相应的铸造性能等一系列因素的作用,分析发现:铬铜复合后加入灰铸铁中能更好地发挥各自的合金化能力,含铬铸铁加入铜后,可以提高质量指标、改善石墨形态、稳定珠光体量、降低激冷倾向、改善铸造性能等有利作用,同时用回归方法分析了铜对强度、硬度和质量指标的关系。     

750 ℃退火出炉温度对QT450-10球墨铸铁组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了在750 ℃退火工艺下不同出炉温度对QT450-10球墨铸铁的珠光体含量、渗碳体形态、抗拉强度以及硬度的影响。结果表明,球墨铸铁试样在经过不同出炉温度下的微观组织均由铁素体、石墨球、石墨颗粒以及少量渗碳体组成。由于珠光体的分解、渗碳体残留以及石墨颗粒的形成导致在750 ℃出炉空冷时试样的抗拉强度下降7%左右、布氏硬度下降13%左右。随着出炉温度的降低,试样残留渗碳体的分解以及石墨颗粒的长大,导致抗拉强度、硬度均有所下降,当出炉温度为100 ℃时试样的抗拉强度下降10%左右、布氏硬度下降20%左右。     

Effect of microstructure and mechanical properties on cutting force of different cast irons with similar tensile strength

Flake graphite iron,compacted graphite iron and spheroidal graphite iron with various tensile strengths were cast. They were selected and grouped according to roughly the same tensile strength,and then the main cutting force in each group was measured and compared. The microstructures of different cast irons were characterized. The relationship between the cutting force and microstructure was established. Results show that the graphite morphology in cast irons determines the strength. In order to obtain the same strength of the cast iron with sharply edged graphite,more or finer pearlite in the matrix is needed. Graphitic cast irons with high pearlite content and smaller pearlite interlamellar spacing have higher hardness. For the cast irons with different graphite morphologies,but almost the same tensile strength,the main cutting force is obviously different,along with the hardness. Harder cast irons have a greater cutting force,but the difference in cutting force is not proportional to hardness.     

Effect of alloying elements W,Ti, Sn on microstructure and mechanical properties of gray iron 220

Experiments were carried out to observe the variation in microstructure and mechanical properties of gray cast iron by adding pearlite promoting alloying elements such as Ti, Sn and W. Results show that adding Sn, Ti, and W with different concentrations improve the microstructure, Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron. With the increase of alloying element concentration, the average graphite length and graphite content increase linearly. At the same time, average cell size and the maximum graphite length also decrease linearly. Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron also increase with an increase in alloying elements contents, and attain the maximum when Ti = 0.561%, Sn = 0.561% and W = 0.945%. However, at higher concentrations of Ti = 0.810%, Sn = 0.631% and W = 1.351%, the tensile strength decreases from 333 MPa to 297 MPa and the Brinell hardness decreases from 248 HB to 225 HB. The decrease in tensile strength and Brinell hardness at the higher concentration level is attributed to the formation of coarse and thick graphite flakes.     

轿车制动器的制动盘开发研究

研究了制动盘的材质配方、铸造工艺和机械加工方法，并对所研制的制动盘进行了抗拉强度、表面硬度以及金相组织等性能检测，检测结果表明：制动盘的主要性能指标抗拉强度达到270MPa；工作面的表面硬度为HRB98．100；工作面的平行度小于0．015mm；显微组织为珠光体、铁素体和碳化物，基体组织珠光体大于或等于99％；A型石墨呈片状、无方向性且分布均匀。制动盘的主要性能指标均达到技术要求。     

高铁机车制动摩擦圈铸件的生产

采用中频感应电炉熔炼生产灰铸铁机车制动摩擦圈,原采用HT300配料方案适当增加生铁比例,检测发现化学成分和抗拉强度符合顾客规范要求,但铸件本体硬度偏低.后采用合成铸铁熔炼工艺,为提高增碳剂的吸收率,提高了熔炼温度,同时为了提高炉前检测的准确性,取样温度提高20 ℃;结果显示,铸件本体金相组织为A型石墨4级、超过95％的珠光体及少量铁素体,抗拉强度和本体硬度均达到要求.经计算,应用合成铸铁熔炼工艺,每吨铁液节约炉料成本185.9元,每月 500件铸件可节约成本14 624.13元.     

合金球墨铸铁在压铸机压射头上的应用

为了克服铍青铜及铜基合金生产压铸机压射头的缺点,成功制备了铜锑合金化球墨铸铁压铸机压射头。这种新型的压射头具有高强度、高硬度和优良的耐磨性能。冶金学研究表明合金球化率超过90%,珠光体含量约为95%。力学性能测试表明合金的抗拉强度和硬度分别达到了920 MPa和280 HB。与传统的压射头相比,这种新型的压射头的使用寿命大幅提高,能够完全取代传统的压射头。     

锰的炉前合金化对高碳灰铸铁组织性能的影响

实验设计了合适的化学成分和一定范围的含锰量,研究了锰的炉前合金化对高碳灰铸铁组织和性能的影响.结果显示:锰含量在0.4％～0.6％时,铸铁硬度下降,在0.6％～1.0％时,硬度升高,当锰为0.6％左右时硬度最低,在1.0％硬度时最高；当锰含量为0.7％时抗拉强度最低,在0.8％时抗拉强度最高.当锰含量在0.8％时试样的综合力学性能最好.     

应用复合孕育剂提高缸体用灰铁铸件的切削性能

研究了几种单一孕育剂以及它们的复合孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响.实验结果表明:孕育处理的铸件中,选择40%稀土 60u硅铁复合孕育剂,灰铸件抗拉强度可稳定在250MPa左右,并且断面敏感性可降低到20HB,品质系数良好.20%稀土 80u硅铁复合孕育剂处理的缸体用灰铸铁件具有最小断面敏感性和刀具磨损量,有优良的切削加工性能.     

灰铸铁不同合金化同等强度下的加工性能对比研究

制备了用多元合金添加剂(含RE、Cr、Mn、Si、Fe)合金化和Cu合金化的具有相同抗拉强度的2种灰铸铁,对比研究了2种灰铸铁的加工性能.结果表明,具有同强度的2种灰铸铁的布氏硬度和珠光体基体硬度基本相同,但多元合金添加剂合金化灰铸铁的断面敏感性较小,加工性能好,在切削深度分别为1.5、1.75、2.0mm的条件下,其主切削力比Cu合金化灰铸铁的分别降低了23.0％、55.0％和55.2％.