ADI在工程机械和农业机械上的应用

葛旭东

公司概况：溧阳市金桥机械有限公司地处长江三角经济区，位于国家AAAAA级旅游风景区天目湖旅游度假区与中国道教圣地茅山风景区的交界处——竹箦镇，104国道傍镇而过，距上海、杭州、南京均在2小时车程内，风景优美，水陆交通非常便利。

我公司于2011年起开始生产ADI900-1600及CADI-15、CADI-25的各类出口的工程机械及农业机械用铸件。

技术背景：随着装备制造业的快速发展对铸件的要求也越来越高，铸铁领域出现了许多有着高标准高要求的铸铁，ADI.CADI就是其中之一。

影响因素：等温焠火球墨铸铁件生产过程中有很多因素的影响，铸态组织中球状石墨的大小和分布对奥氏体的等温转变和力学性能有很大的影响，细小，球数多且分布均匀的石墨球会加速针状铁素体转变，使淬火组织变细，疲劳强度和冲击韧度也较好，所以铸件应没有非金属夹杂物、碳化物、缩松和夹渣。 正确的采购、贮藏和使用炉料能将产生碳化物和气体缺陷的概率降到最低。 正确的造型控制可以把铸件的表面和皮下缺陷减到最少。铸件的浇注系统应正确设计、在浇注过程中应采用稳定和有效的球化和孕育技术以获得没有缩松的铸件。任何与前述不一致的情况都会降低 ADI 零件的“品质”。

铸件基本要求：

1.化学成分及炉料的选择

（1）原材料的选用 生铁选用高纯生铁，其化学成分为：wSi<0.4﹪、wMn<0.2﹪、wP<0.03﹪、wS<0.02﹪，其他有害元素总量（质量分数）不超过0.2﹪，其中包括球化干扰元素（Ti、As、V、Sb、Bi）。

废钢为优质碳素废钢，主要是冲压的边角料压块。

增碳剂选用Elkem Elgraph0.5-5mm粒度增碳剂

（2）化学成分

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）生产过程控制

ADI生产的关键点：

第一：我们要高的球化率和石墨球数，以便碳容易在整个基体中容易扩散。

第二：要生产完美的ADI，必须从完美的铸件开始。如果铸态组织有缺陷，热处理是不能解决的，通常变的更差。试验表明，生产ADI需要有好的球化率和高石墨球数。这需要铁水能很好的形核，具有合适的镁含量，从而使得加入孕育剂后能够获得理想的金相结构。实践证明，进行两次孕育工艺，可以使得铸件具有非常好的金相结构，以便于后期进行热处理，进而生产出满足性能要求的ADI。众所周知，要生产好的铸态基体组织，正确的孕育是基本的要求。在ADI或者CADI中含有较高的Mn和Mo或Cr。这些元素晶界偏析倾向严重。良好的孕育能够限制这个问题。低的偏析意味着更好的机械性能和加工性。

第三：预处理剂-炉料的原材料质量对石墨球数和球化率有着直接的影响。在日常生产ADI时，已发现选用好的预处理剂可以保证原铁水的潜在核心数，从而生产出满足性能要求的球铁。

因此为了保证生产出好的ADI，我们必须保证先生产出好的铸态球铁。因此我们选用了高品质的预处理剂，球化剂，孕育剂以及增碳剂;

球化孕育处理500kg球化包，球化温度控制在1500-1530℃，三明治冲入法;

使用0.15﹪的EIkem Preseed预处理剂对铁水预处理;

球化剂选用EIkem LAMET5922球化剂，加入量为1.1-1.2﹪，球化时间为60-90秒;

再球化剂上覆盖上优质碳素废钢（5mm的细钢片）;

球化完成，转包加入0.4﹪Elkem Ressed孕育剂粒度为0.7-3mm;

使用Elkem SMZ孕育剂对铁水进行随流孕育粒度为0.2-0.5mm，孕育量为0.1﹪;

对铁水温度严格控制;浇注温度为1420±20℃;

性能檢测

产品每一炉的每一包的末箱都需要性能检测

铸件外观以及内部缺陷要求

（1）铸件表面光滑，铸件不得有损害性的气孔、砂眼、毛刺、裂纹;

（2）去毛刺，锐角倒钝;

铸件切开无气孔，缩松，使用着色探伤剂看内部缺陷（见下图）;

（3）送样零件需要X光检测且附上检测报告;

（4）所有发货零件百分之百超声波测厚仪测球化率。

金相检测

球化率：≥90﹪;

石墨球大小 ：≥6级

石墨球个数：≥200mm2

基体金相组织 ：球状石墨+富碳奥氏体化铁素体（针状铁素体+富碳奥氏体）

碳化物 ：15﹪

结论：

1、选用高纯优质的原材料是生产CADI的重要条件，在经过20多炉次的生产后得出性能合格质量稳定的产品;

2、设计合理的生产工艺，严格控制生产过程;严格控制出炉温度、球化温度、浇注温度等，是产品质量的重要保证;

3、选用质量效果好的增碳剂、球化剂、预处理剂、孕育剂是生产高端铸铁的基本要求。

4、控制合理的合金成分范围，严格控制热处理工艺，如奥氏体化，淬火温度，淬火时间也是生产ADI或者CADI的关键。