EN|中文

電機鑄鐵質量關乎電機整機性能

發布時間:2018-04-28      作者:轉自《電機技術日參》     閱讀量:

關於鑄鐵

談論灰鑄鐵,首先得了解鑄鐵。鑄鐵依碳的存在形式不同分為白口鑄鐵和灰口鑄鐵。

白口鑄鐵:碳除少量存在於鐵素體外,絕大部分以Fe3C(滲碳體)的形式存在於鑄鐵中。斷口呈銀白色、性硬而脆、難以切削加工,局部區域車不起的鑄件實際近似白口鑄鐵。

灰口鑄鐵:碳全部或大部分以自由碳(石墨)的形式存在,斷口呈灰色,是應用最廣的一種鑄鐵。


灰鑄鐵概述

鑄鐵的組織包括金屬基體和石墨。石墨化程度不同,得到三種不同組織的灰鑄鐵。

● 鐵素體灰口鑄鐵:碳全部形成石墨,由鐵素體基體和石墨組成。

● 鐵素體—珠光體灰口鑄鐵:由珠光體、鐵素體基體和石墨組成。

● 珠光體灰口鑄鐵:由珠光體基體和石墨組成。

 珠光體灰口鑄鐵強度最高,應用也最多;鐵素體灰口鑄鐵強度低,應用極少。灰口鑄鐵牌號用HT表示灰口鐵,後綴數字表示最低抗拉強度。如HT100、HT150、HT200等。從顯微組織上看,灰口鑄鐵實際上是鋼的組織中夾雜著片狀石墨。


神奇的石墨

石墨的存在使鑄鐵擁有良好的切削加工性、減摩性和減震性。但石墨本身強度幾乎為零,相當於鑄鐵基體組織中有許多小裂縫,割斷了基體組織。另外石墨的尖端引起應力集中,大大降低了鑄鐵的機械強度。降低的程度與石墨的形狀、大小和分布狀況有關。因此在現代鑄造生產中廣泛采用各種手段改變石墨的形狀、大小和分布,減少它的危害作用,大幅提升鑄鐵的機械性能。孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵就是這種努力的結果。

孕育鑄鐵:在液體鑄鐵澆注前,加入孕育劑或變質劑矽鐵、矽鈣合金等,在鑄鐵凝固時成為石墨結晶的核心,獲得細小而均勻分布的石墨片,提高鑄鐵的機械性能。為保證孕育鑄鐵獲得珠光體基體,含碳和含矽量均應小於2.5%。


小知識: 鑄鐵牌號

HT100為鐵素體灰口鑄鐵,HT150為鐵素體—珠光體灰口鑄鐵,HT200~HT250為珠光體灰口鑄鐵,HT300~HT400為孕育鑄鐵。

●  可鍛鑄鐵 預先製成的白口鑄鐵件經長時間退火後,白口鐵中的滲碳體分解成團絮狀石墨,大大降低了割裂金屬基體的作用,故強度和韌性都提高。常用來製造形狀複雜、尺寸較小、承受衝擊載荷的零件。料硬車不動不妨一試,理應能得到完美解決。

球墨鑄鐵 澆注前加入球化劑(常用鎂)和墨化劑(即孕育劑),使其中的石墨變成球狀。球狀石墨對基體的割裂作用和應力集中的不良作用大大減小,提高了鑄鐵的強度。立式電機軸承內外蓋常常用球墨鑄鐵。


灰鑄鐵化學成分及其影響

● 碳和矽是促進石墨化的元素。碳和矽的含量愈高,鑄鐵中的石墨數量愈多,滲碳體愈少。為保證鑄鐵中有一定數量的石墨存在,以免形成白口鑄鐵,必須具有一定量的碳和矽。灰鑄鐵中含碳量為3.2~4%,含矽量為1~3%。

● 硫妨礙石墨化,且降低流動性、增加熱脆性,必須控製在0.15%以下。錳也妨礙石墨化,但影響不大,可和硫形成MnS,減少了硫的有害作用。鑄鐵含錳量為0.6~1.3%。

● 磷對石墨化沒啥影響,但能改變鑄鐵的流動性。磷含量過高會使鑄件變脆,一般控製在0.3%以下。