【摘要】對灰鑄鐵用預處理劑SiC進行預處理，添加碳化硅以后，可以改善石墨形態(tài)及大小，提高鑄鐵的強度和硬度，減少孕育后的鐵液過冷度，改善鑄件的加工性能。

感應電爐的冶金過程與沖天爐熔煉有本質(zhì)上的差別，用感應電爐來熔煉灰鑄鐵，其鐵液與沖天爐相比過熱度高，熔化保溫時間長，極易引起脫碳。相同化學成分、相同鑄型澆注成品的鑄件，比沖天爐的強度硬度高，激冷白口傾向大，石墨長度較短，并且易產(chǎn)生D、E型石墨，鐵液流動性較差，收縮增大，易引起各種鑄造缺陷(氣孔，冷隔，縮孔，縮松等)。我廠自2013年采用感應電爐生產(chǎn)鑄件以來，生產(chǎn)前期依然采用與沖天爐相仿的熔煉工藝，前期所生產(chǎn)鑄件由于鑄件縮孔，縮松以及加工過程中料硬等原因而造成的鑄件廢品率達10%以上，2014年我廠對灰鑄鐵用預處理劑SiC進行預處理，添加碳化硅以后，石墨形態(tài)變粗變短，間距較大，增加共晶團數(shù)量，改善鑄鐵的強度和硬度，減少孕育后的鐵水過冷度，改善鑄件的加工性能。

一、生產(chǎn)條件

采用3t中頻感應電爐熔煉，爐料配比穩(wěn)定：生鐵20%，廢鋼40%，回爐料40%，加入適量的增碳劑、硅鐵、錳鐵、SiC、FeS調(diào)整鐵液化學成分，SiC的加入時間為爐內(nèi)鐵液熔化過半時加入，抗拉強度與硬度的獲取均為Ф30mm的單鑄抗拉試棒上，試棒為呋喃樹脂砂造型。

二、試驗結(jié)果及分析

1.對石墨形態(tài)的影響

如圖1、圖2所示，取樣均為抗拉試棒心部取樣。

圖1化學成分為：wC=3.18%，wSi=1.85%，wMn=0.83%，wP=0.043%，wS=0.078%，未加SiC對鐵液進行預處理。石墨形態(tài)：片狀石墨分布屬A型，夾有少量C型石墨，石墨長度4~5級。

圖2化學成分為：wC=3.20%，wSi=1.83%，wMn=0.86%，wP=0.043%，wS=0.076%，加入0.8%的SiC對鐵液進行預處理。石墨形態(tài)：片狀石墨分布屬A型，夾有少量C型石墨，石墨長度5~6級。

2.對鑄鐵抗拉強度的硬度的影響

以電爐熔煉HT250做生產(chǎn)試驗，各爐次的配料相同以盡可能保證化學成分相同，鐵液出爐溫度為1515～1525℃,澆注溫度為1380～1430℃，包底0.3%硅鋇孕育劑進行孕育處理，檢測的化學成分及相對應的強度和硬度見表1。試驗結(jié)果表明，在相同的熔煉條件及相似的化學成分下，通過SiC進行預處理的鐵液與不經(jīng)過處理的鐵液相比其力學性能與硬度都有不同程度的提高。

3.對鑄鐵加工性能的影響

如圖3所示，該件為0L59011左罩蓋是公司產(chǎn)品T165零件。材質(zhì)HT200，重量45kg。該件的主要壁厚為8~10mm，在先期生產(chǎn)過程中我們主要通過高硅碳比的方法改善其加工性能。由于感應電爐感應電爐熔煉鑄鐵，過冷度大、白口傾向強，在碳當量相同的條件下，用感應電爐熔煉的鑄鐵與用沖天爐熔煉的相比，共晶轉(zhuǎn)變時的過冷度大得多，在先期生產(chǎn)的鑄件中在機加工過程中大多數(shù)鑄件表現(xiàn)為鑄件邊緣處白口化，加工難度較高，只能對鑄件進行退火處理才能滿足機加工要求，我們通過提高碳當量及使用高硅碳比的方法均沒有收到良好的效果。后來我們對鐵水試行SiC預處理工藝并配合高硅碳比的方法進行工藝驗證，首先確定該件的化學成分與原來保持一致為wC=3.20%~3.30%，wSi=2.20%~2.30%，wMn=0.80%，wP≤0.50%，wS=0.050%~0.10%，預處理劑SiC的加入量依舊保持在0.8%，我們對之后生產(chǎn)的兩批次40件進行加工跟蹤驗證，均無邊緣白口化的現(xiàn)象，且加工性能良好，徹底解除了該件機加工料硬的現(xiàn)象。

三、結(jié)語

(1)在感應電爐熔煉灰鑄鐵的過程中用SiC對鐵液進行預處理可以改善石墨形態(tài)及大小。

(2)在感應電爐熔煉灰鑄鐵的過程中用SiC對鐵液進行預處理可以提高抗拉強度及硬度，在同條件下抗拉強度可以提高20~30MPa，硬度可以提高10~25HBW。

(3)在感應電爐熔煉灰鑄鐵的過程中用SiC對鐵液進行預處理可以顯著地提高切削性能，減小鑄件白口傾向。