ADI在工程機械和農業機械上的應用

葛旭東

公司概況：溧陽市金橋機械有限公司地處長江三角經濟區，位于國家AAAAA級旅游風景區天目湖旅游度假區與中國道教圣地茅山風景區的交界處——竹簀鎮，104國道傍鎮而過，距上海、杭州、南京均在2小時車程內，風景優美，水陸交通非常便利。

我公司于2011年起開始生產ADI900-1600及CADI-15、CADI-25的各類出口的工程機械及農業機械用鑄件。

技術背景：隨著裝備制造業的快速發展對鑄件的要求也越來越高，鑄鐵領域出現了許多有著高標準高要求的鑄鐵，ADI.CADI就是其中之一。

影響因素：等溫焠火球墨鑄鐵件生產過程中有很多因素的影響，鑄態組織中球狀石墨的大小和分布對奧氏體的等溫轉變和力學性能有很大的影響，細小，球數多且分布均勻的石墨球會加速針狀鐵素體轉變，使淬火組織變細，疲勞強度和沖擊韌度也較好，所以鑄件應沒有非金屬夾雜物、碳化物、縮松和夾渣。 正確的采購、貯藏和使用爐料能將產生碳化物和氣體缺陷的概率降到最低。 正確的造型控制可以把鑄件的表面和皮下缺陷減到最少。鑄件的澆注系統應正確設計、在澆注過程中應采用穩定和有效的球化和孕育技術以獲得沒有縮松的鑄件。任何與前述不一致的情況都會降低 ADI 零件的“品質”。

鑄件基本要求：

1.化學成分及爐料的選擇

（1）原材料的選用 生鐵選用高純生鐵，其化學成分為：wSi<0.4﹪、wMn<0.2﹪、wP<0.03﹪、wS<0.02﹪，其他有害元素總量（質量分數）不超過0.2﹪，其中包括球化干擾元素（Ti、As、V、Sb、Bi）。

廢鋼為優質碳素廢鋼，主要是沖壓的邊角料壓塊。

增碳劑選用Elkem Elgraph0.5-5mm粒度增碳劑

（2）化學成分

C：3.4-3.8， Si：2.3-2.7， Mn：0.35-0.6， Cu：0.8Max， Mg：0.03-0.06， Ni：2Max， Mo：0.3Max，Cr：0.1Max。

（3）生產過程控制

ADI生產的關鍵點：

第一：我們要高的球化率和石墨球數，以便碳容易在整個基體中容易擴散。

第二：要生產完美的ADI，必須從完美的鑄件開始。如果鑄態組織有缺陷，熱處理是不能解決的，通常變的更差。試驗表明，生產ADI需要有好的球化率和高石墨球數。這需要鐵水能很好的形核，具有合適的鎂含量，從而使得加入孕育劑后能夠獲得理想的金相結構。實踐證明，進行兩次孕育工藝，可以使得鑄件具有非常好的金相結構，以便于后期進行熱處理，進而生產出滿足性能要求的ADI。眾所周知，要生產好的鑄態基體組織，正確的孕育是基本的要求。在ADI或者CADI中含有較高的Mn和Mo或Cr。這些元素晶界偏析傾向嚴重。良好的孕育能夠限制這個問題。低的偏析意味著更好的機械性能和加工性。

第三：預處理劑-爐料的原材料質量對石墨球數和球化率有著直接的影響。在日常生產ADI時，已發現選用好的預處理劑可以保證原鐵水的潛在核心數，從而生產出滿足性能要求的球鐵。

因此為了保證生產出好的ADI，我們必須保證先生產出好的鑄態球鐵。因此我們選用了高品質的預處理劑，球化劑，孕育劑以及增碳劑;

球化孕育處理500kg球化包，球化溫度控制在1500-1530℃，三明治沖入法;

使用0.15﹪的EIkem Preseed預處理劑對鐵水預處理;

球化劑選用EIkem LAMET5922球化劑，加入量為1.1-1.2﹪，球化時間為60-90秒;

再球化劑上覆蓋上優質碳素廢鋼（5mm的細鋼片）;

球化完成，轉包加入0.4﹪Elkem Ressed孕育劑粒度為0.7-3mm;

使用Elkem SMZ孕育劑對鐵水進行隨流孕育粒度為0.2-0.5mm，孕育量為0.1﹪;

對鐵水溫度嚴格控制;澆注溫度為1420±20℃;

性能檢測

產品每一爐的每一包的末箱都需要性能檢測

鑄件外觀以及內部缺陷要求

（1）鑄件表面光滑，鑄件不得有損害性的氣孔、砂眼、毛刺、裂紋;

（2）去毛刺，銳角倒鈍;

鑄件切開無氣孔，縮松，使用著色探傷劑看內部缺陷（見下圖）;

（3）送樣零件需要X光檢測且附上檢測報告;

（4）所有發貨零件百分之百超聲波測厚儀測球化率。

金相檢測

球化率：≥90﹪;

石墨球大小 ：≥6級

石墨球個數：≥200mm2

基體金相組織 ：球狀石墨+富碳奧氏體化鐵素體（針狀鐵素體+富碳奧氏體）

碳化物 ：15﹪

結論：

1、選用高純優質的原材料是生產CADI的重要條件，在經過20多爐次的生產后得出性能合格質量穩定的產品;

2、設計合理的生產工藝，嚴格控制生產過程;嚴格控制出爐溫度、球化溫度、澆注溫度等，是產品質量的重要保證;

3、選用質量效果好的增碳劑、球化劑、預處理劑、孕育劑是生產高端鑄鐵的基本要求。

4、控制合理的合金成分范圍，嚴格控制熱處理工藝，如奧氏體化，淬火溫度，淬火時間也是生產ADI或者CADI的關鍵。