長葛市富興汽配有限公公司生產(chǎn)的鑄鐵件以球鐵件為主，球鐵的材質(zhì)多為QT450-10、QT500-7兩種。近兩年 QT800-5取代QT500-7以減輕零件的重量，達(dá)到汽車整車輕量化設(shè)計(jì)的目的。

生產(chǎn) QT800-5 的工藝有兩種，一種是將鑄態(tài)下基體珠光體比例大于30%的球鐵件進(jìn)行 不平衡正火，獲得以珠光體為主加少量破碎鐵素體基體的球鐵；二是加入Cu、Ni、Si等合 的工藝，我們無設(shè)備，若新增設(shè)備，又無法確定要求 QT800-5的產(chǎn)品產(chǎn)量會有多少，新增 設(shè)備的規(guī)格無法確定。經(jīng)過分析、研究確定選用Cu、Ni、Si等多種元素進(jìn)行合金化，生產(chǎn) 鑄態(tài)QT800-5球鐵件。

1合金元素的作用

超過一定的量也是合金元素。球鐵的性能取決于金相組工藝及冷卻速度相對穩(wěn)定時(shí)，化學(xué)成分就是影響金相組織的關(guān)鍵因素。

表2微量的Sb（0.002-0.01%）時(shí)，能細(xì)化石墨球，特別是對厚大斷面球鐵件，效果更加明顯。但是加Sb過量又干擾石墨球化。

常用合金元素在鑄鐵中的具體作用

墨化的能力約為Si的1/5；Cu降低奧氏體的轉(zhuǎn)變臨界溫度，細(xì)化并增加共析轉(zhuǎn)變形成的珠光體；有弱的細(xì)化石墨的作用；Cu 提高淬透性；Cu 的常用量小于1.2%。

Si的Ni 降低奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度，擴(kuò)大奧氏體區(qū)；Ni細(xì)化并增加共析轉(zhuǎn)變形成的珠光體；以提高 強(qiáng)度為目的時(shí)，Ni 的加入量小于1.0%。

硅：Si 能全部溶于奧氏體或鐵素體中；Si在共晶轉(zhuǎn)變期間促進(jìn)石墨化，抑制滲碳體的 析出；在共析轉(zhuǎn)變期間促進(jìn)石墨化，增加基體中鐵素體；含 Si超過一定量，對鐵素體起固 溶強(qiáng)化作用，提高鐵素體的強(qiáng)度、硬度。

錳：Mn 可分別溶于基體和碳化物中，既強(qiáng)化基體，又增加碳化物（Fe Mn）3C 的彌散 度和穩(wěn)定性；Mn 降低共析轉(zhuǎn)變溫度，促進(jìn)形成細(xì)珠光體、索氏體、甚至馬氏體；Mn 有很 大的偏析傾向富集在晶界處，形成碳化物呈網(wǎng)狀分布在晶界上。

墨；Mo<0.8%時(shí)，對鑄鐵的強(qiáng)化作用較大；Mo 達(dá)到1.8-2.0%時(shí)，可抑制珠光體的轉(zhuǎn)變，而形成針狀基體；Mo能提高淬透性。

錫：Sn 一般加入<0.1%，Sn增加珠光體，Sn>0.1%出現(xiàn)反球化作用；Sn>0.1%，共晶團(tuán)邊界容易形成FeSn2 的偏析化合物，使鑄鐵的脆性增加。

強(qiáng)烈促進(jìn)形成珠光體；加0.002-0.01%時(shí)，有使石墨細(xì)化的作用，尤其對厚大斷面球鐵件效果明顯，美國汽車工程師學(xué)會制定了加銻球墨鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)。如壁厚200mm的鑄件 加入0.005%的Sb，經(jīng)孕育處理后，石墨球數(shù)量比不加Sb增加了1倍，石墨球園整。

2采取的技術(shù)措施

鑄態(tài)QT800-5，已有多家在研制或已有批量生產(chǎn)。曾大新等用Cu、Ni、Si合金化，球 鐵的性能：Rm700-800MPa，A8-12%，如圖1、圖2。

鑄件減重 42%。廣西玉柴采用鐵型覆砂工藝、優(yōu)化爐料配比、加入碳化硅、優(yōu)化熔化工藝公司用Si、B 合金化生產(chǎn)的球鐵系列中、當(dāng) Rm700-800Mpa，伸長率A5-10%。李冬琪的研究結(jié)論是：生產(chǎn)鑄態(tài) QT800-5是可以實(shí)現(xiàn)的。但對于熔煉工藝及球化孕育工藝要嚴(yán)格控制；對于壁厚 大 20mm以上的鑄件需加冷鐵等措施，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，否則鑄件本體難以達(dá)到要求。參考 他人的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我們的現(xiàn)場條件，試制中，在技術(shù)上，我們采取了如下措施：

2.1選用優(yōu)質(zhì)爐料，嚴(yán)格控制熔煉工藝

附鐵液中上浮到表面的散渣，又能減少鐵液的吸氣、氧化，提高鐵液的冶金質(zhì)量。

2.2控制好球化孕育處理

保證處理后：S<0.02%時(shí)，Mg殘+Re殘≤0.06%，并且Mg殘大于Re殘0.015-0.025%。實(shí)測結(jié) 殘 殘Y試塊的金相：A5.5-8%，祥見4。

3鑄型工藝

增加、珠光體變細(xì)。冷卻速度超過一定限度，會導(dǎo)致析出滲碳體，甚至變成全白口。

要求用 QT800-5 生產(chǎn)的鑄件是：商用汽車平衡軸座，單重16.6Kg，屬于中小球鐵件， 壁厚小于滲碳體析出。生產(chǎn)平衡軸座，我們選用煤粉砂工藝，采用Z148造型機(jī)造型，一箱2件，鑄 型表面硬度（GF 硬度計(jì)測量）80左右。

4試制結(jié)果

鑄件的冷卻速度。2.2及3 中分別介紹了現(xiàn)場鐵液的處理工藝及鑄型工藝，三大因素中只剩 降低生產(chǎn)成本，技術(shù)上已獲得了如下結(jié)果。

4.1化學(xué)成分

最后確定的化學(xué)成分如表3

4.2金相組織

鑄件本體的球化率高，石墨球細(xì)小，基體中珠光體比例高，如表4。典型的金相如圖3、圖 4。

4.3機(jī)械性能

鑄件本體的機(jī)械性能略高于單鑄試棒的機(jī)械性能，如表5。

5結(jié)論

（1）選用優(yōu)質(zhì)原材料、先進(jìn)合理的球化處理、孕育處理工藝是生產(chǎn)鑄態(tài)800-5球鐵的 基礎(chǔ)。

元素的配比。