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电机铸铁质量关乎电机整机性能

发布时间:2018-04-28      作者:转自《电机技术日参》     阅读量:

关于铸铁

谈论灰铸铁,首先得了解铸铁。铸铁依碳的存在形式不同分为白口铸铁和灰口铸铁。

白口铸铁:碳除少量存在于铁素体外,绝大部分以Fe3C(渗碳体)的形式存在于铸铁中。断口呈银白色、性硬而脆、难以切削加工,局部区域车不起的铸件实际近似白口铸铁。

灰口铸铁:碳全部或大部分以自由碳(石墨)的形式存在,断口呈灰色,是应用最广的一种铸铁。


灰铸铁概述

铸铁的组织包括金属基体和石墨。石墨化程度不同,得到三种不同组织的灰铸铁。

● 铁素体灰口铸铁:碳全部形成石墨,由铁素体基体和石墨组成。

● 铁素体—珠光体灰口铸铁:由珠光体、铁素体基体和石墨组成。

● 珠光体灰口铸铁:由珠光体基体和石墨组成。

 珠光体灰口铸铁强度最高,应用也最多;铁素体灰口铸铁强度低,应用极少。灰口铸铁牌号用HT表示灰口铁,后缀数字表示最低抗拉强度。如HT100、HT150、HT200等。从显微组织上看,灰口铸铁实际上是钢的组织中夹杂着片状石墨。


神奇的石墨

石墨的存在使铸铁拥有良好的切削加工性、减摩性和减震性。但石墨本身强度几乎为零,相当于铸铁基体组织中有许多小裂缝,割断了基体组织。另外石墨的尖端引起应力集中,大大降低了铸铁的机械强度。降低的程度与石墨的形状、大小和分布状况有关。因此在现代铸造生产中广泛采用各种手段改变石墨的形状、大小和分布,减少它的危害作用,大幅提升铸铁的机械性能。孕育铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁就是这种努力的结果。

孕育铸铁:在液体铸铁浇注前,加入孕育剂或变质剂硅铁、硅钙合金等,在铸铁凝固时成为石墨结晶的核心,获得细小而均匀分布的石墨片,提高铸铁的机械性能。为保证孕育铸铁获得珠光体基体,含碳和含硅量均应小于2.5%。


小知识: 铸铁牌号

HT100为铁素体灰口铸铁,HT150为铁素体—珠光体灰口铸铁,HT200~HT250为珠光体灰口铸铁,HT300~HT400为孕育铸铁。

●  可锻铸铁 预先制成的白口铸铁件经长时间退火后,白口铁中的渗碳体分解成团絮状石墨,大大降低了割裂金属基体的作用,故强度和韧性都提高。常用来制造形状复杂、尺寸较小、承受冲击载荷的零件。料硬车不动不妨一试,理应能得到完美解决。

球墨铸铁 浇注前加入球化剂(常用镁)和墨化剂(即孕育剂),使其中的石墨变成球状。球状石墨对基体的割裂作用和应力集中的不良作用大大减小,提高了铸铁的强度。立式电机轴承内外盖常常用球墨铸铁。


灰铸铁化学成分及其影响

● 碳和硅是促进石墨化的元素。碳和硅的含量愈高,铸铁中的石墨数量愈多,渗碳体愈少。为保证铸铁中有一定数量的石墨存在,以免形成白口铸铁,必须具有一定量的碳和硅。灰铸铁中含碳量为3.2~4%,含硅量为1~3%。

● 硫妨碍石墨化,且降低流动性、增加热脆性,必须控制在0.15%以下。锰也妨碍石墨化,但影响不大,可和硫形成MnS,减少了硫的有害作用。铸铁含锰量为0.6~1.3%。

● 磷对石墨化没啥影响,但能改变铸铁的流动性。磷含量过高会使铸件变脆,一般控制在0.3%以下。