蠕墨铸铁加工研究进展

蠕墨铸铁(CGI)因具有良好的力学、物理、铸造性能和导热性,在汽车行业应用颇受关注。但与加工灰铸铁相比,加工蠕墨铸铁时刀具耐用度大幅降低,需要频繁地更换刀具,经济性下降;或者工厂采用保守的切削参数加工,生产效率降低,这些都阻碍了其大规模生产应用。从蠕墨铸铁的材料特性出发,综述了目前在CGI切削加工机制、刀具、加工工艺等方面的研究现况,指出了蠕墨铸铁加工存在的关键技术问题,以及未来研究CGI加工技术的趋势。     

蠕墨铸铁缸体试验研究

为了适应柴油机功率增大，进行了用蠕墨铸铁制造LR4108缸体试验。采用引爆法进行蠕化处理，蠕化剂是RESiFe，引爆剂是REMg合金。试制的缸体材料性能达到RuT300的要求，蠕铁缸体顺利通过按灰铁缸体工艺流程进行的机械加工，并通过了致密性试验。     

国内外研究与生产蠕墨铸铁的现状及其发展前景

蠕墨铸铁投入工业生产已经历了30多年,目前已在不少领域中获得实际应用,并取得了很好的经济效果。目前全面考察一下蠕墨铸铁研究与生产现状,分析蠕墨铸铁目前的主要工作重点,展望蠕墨铸铁的发展前景,具有重要意义。     

蠕墨铸铁的生产

蠕墨铸铁的石墨形状介于灰铁的片状石墨与球铁的球状石墨之间，抗拉强度高于灰铸铁70％，略低于球墨铸铁，是结构件的优良材料。对蠕墨铸铁生产中应当如何选择、控制化学成分，蠕化剂的种类，蠕化处理方法及质量控制方法进行了介绍。     

蠕墨铸铁共晶团的研究

用改进后的液淬热分析法取样,用光学显微镜、扫描电镜和层磨法,研究了蠕墨铸铁的共晶团。研究表明,蠕墨铸铁中较有代表性的共晶团可概括为蠕墨无分枝的、起源于较大石墨球的、蠕墨具有多次分枝的共晶团等三种类型;蠕墨共晶团具有外形不规则、尺寸不均一和分布不均匀的特点。文中对这些特点的成因作了分析探讨。     

铜镍合金蠕墨铸铁

铜镍合金蠕铁具有优良的机械性能,铜镍合并加入薄壁铸件可生产出贝氏体组织.     

低碳蠕墨铸铁基础试验

对含碳2.58～3.22％的铸铁的蠕化范围、基体类型、机械性能及铸造性能进行了对比研究。结果表明,低碳铸铁有更宽的蠕化范围、良好的机械性能与铸造性能。     

蠕墨铸铁最新发展

近几年，蠕墨铸铁的应用，特别是在欧洲，得到了长足的进展。这是人们在发现蠕墨铸铁后，首次作为一种材质在国外发动机缸体等重要铸件上得剑广泛使用。应用的同时义掀     

蠕墨铸铁和柴油发动机

蠕墨铸铁与片状石墨铸铁的差异 普通灰铸铁是一种很好的材料。它为我们服务了几百年了。可惜的是，它比较脆弱。例如，假如你用手抓住一个衣服架的铁丝（大概有一平方毫米的截面吧），用灰铸铁做的这根铁丝，在吊到25公斤重时就会断掉。如果是蠕铁，就能承重45公斤。现在，假定你用双手试把衣服架铁丝弯过来，如要让两个衣架铁丝弯到同样程度，在蠕铁上你就要多花45％的力气。     

Wear Mechanism when Machining Compacted Graphite Iron

The industrial application of compacted graphite iron in the automotive industry is taking a rather long time due to its uneconomic machinability, because of a significant decrease in tool life. After six years of holistic research of the PTW in cooperation with foundries, manufactures and material scientists, the wear mechanism was understood and clarified: Sulphur in the microstructure of compacted graphite iron has direct influence on the formation of a manganese-sulphur layer on the cutting edge. For machining gray cast iron this layer protects the cutting edge against abrasive wear. Therefore the design of cutting tools for the machining of CGI must consider the absence of manganese-sulphur layer.     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

蠕墨铸铁CA6110柴油机缸体的试验研究

在现有汽缸体高压造型生产线上进行大马力柴油机蠕墨铸铁缸体的试验,试验铁液化学成分w为3.6%~3.9%C;2.2%~2.4%Si;0.2%~0.5%Mn;P≤0.06%;S≤0.03%,采用自行研制的成分为8%~10%Mg,2%~3%RE的蠕化剂进行冲入法蠕化处理,同时加入0.8%~1.0%Cu和0.03%~0.05%Sn,成功的铸造出蠕墨铸铁CA6110柴油机缸体。对附铸试样和铸件本体进行了金相组织和力学性能检测,结果表明,试样的的蠕化率可达80%~85%,珠光体含量达80%~85%,力学性能σb>480 MPa,δ=1.0%~1.5%,180~200 HBS;缸体铸件本体的蠕化率同样为80%~85%,硬度可达197~214 HBS。试验结果表明:采用的铸造工艺方案是合理的,在铁液中加入的Cu和Sn可明显增加蠕墨铸铁的珠光体数量,提高抗拉强度和硬度,满足大马力柴油机对性能的要求。     

微合金化蠕墨铸铁玻璃模具材质的研究

介绍了微合金化蠕墨铸铁玻璃模具材质的组织、力学性能及热物性，探讨了影响其性能的诸多因素。结果表明：这种材质具有较高的综合性能指标，具有良好的使用性能和显著的经济价值和社会效益。不仅适于与玻璃模具，还可广泛地应用于冶金、塑料和橡胶行业。     

蠕墨铸铁在铁道车辆制动系统中的应用研究

在分析车辆制动器摩擦温度场的基础上 ,研究蠕墨铸铁在铁道车辆制动系统中的使用性能 ;研究结果表明 ,在车辆制动器服役条件下 ,摩擦速度与接触压力的提高 ,摩擦副的摩擦系数显著降低 ,磨损率显著增加 ;在所研究的不同石墨形态的铸铁中 ,蠕墨铸铁不但具有低而稳定的磨损率 ,而且具有高而稳定的制动性能 ,是制造车辆制动器部件的合理选材。     

蠕墨铸铁的最新发展

综述了近几年来蠕墨铸铁在世界上的发展与应用,蠕墨铸铁的综合性能及先进铸造技术的发展,可使蠕墨铸铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体,而耐高温性能等远优于铝缸体,成为内燃机缸体的首选材料.比较了国内外蠕墨铸铁标准的差异,关键还在于国内对蠕墨铸铁件的蠕化率要求太低.在列述蠕墨铸铁生产技术时,认为用纯镁及喂线法进行蠕化是今后获得蠕墨铸铁的主要方法.     

蠕墨铸铁批量化生产的刀具选型及其加工参数研究

蠕墨铸铁以其良好的强度、耐热性、耐磨性和抗疲劳性逐步取代了发动机缸体和缸盖传统使用的灰铸铁材料.实践表明,在蠕墨铸铁加工时,刀具磨损的速度是加工灰铸铁的10～20倍,机床功率也会增大10％～30％,较低的加工效率和高昂的加工成本严重阻碍了蠕墨铸铁的批量化生产.根据现场生产经验,结合刀具提供商的推荐,选用了4款不同涂层厚...     

蠕铁生产的过程控制

描述了基于热分析手段的蠕铁生产过程控制系统。该系统通过测量镁的损耗,以及在线调整铁液状态来防止片状石墨的产生。这种测量、调整的在线控制手段使生产蠕铁过程中的波动性降到最低,从根本上消除了蠕铁生产所带来的质量风险。     

蠕墨铸铁铁液状态的定量化测评

高质量蠕墨铸铁的最佳生产方式是在炉前预处理(蠕化和孕育)后,对铁液状态进行快速准确测评,并根据测评结果进行快速调整,实现铁液状态的闭环控制。在本研究中,用热分析曲线整体形状表征蠕墨铸铁铁液状态,当热分析曲线之间的差别很小时,相同凝固条件下试样组织的蠕化率差别可忽略。热分析曲线整体形状法与定量金相、模式识别和数据库技术相结合,能够实现蠕墨铸铁铁液状态的定量化预测,为铁液状态的闭环控制奠定基础。     

静置时间对蠕墨铸铁凝固参数与石墨衰退的影响

研究了铁液静置时间(0～12 min)对蠕墨铸铁凝固曲线特征温度和蠕墨衰退的影响。结果表明:随着静置时间的延长,凝固曲线上初晶温度Tal和共晶最低点温度Teu逐渐升高,而共晶最高温度Ter变化不明显。静置0～2 min时,凝固出现明显的再辉现象,但静置6～12 min时,再辉现象不明显。随着静置时间的延长,铁液中的残留镁当量与硫元素之比MgE/S值将降低,石墨逐渐由蠕虫状转变为蠕虫状+片状石墨。当该比值在1.4～1.6的范围时,蠕化率能够达到80%以上,蠕墨衰退程度较小,当MgE/S值低于1.12时,蠕墨衰退显著。蠕墨衰退需要的成分条件一是石墨微区铁液中氧原子的富集,二是氧富集区域蠕化元素含量较少。