Analisis Kesulitan dalam Pemesinan Besi Cor Abu-abu

---

Untuk mengatasi masalah permesinan pengecoran besi abu-abu di suatu perusahaan, komponen dan sifat dari pengecoran pig dan coran dianalisis dengan mikroskop optik, mikroskop elektron pemindaian, kekerasan Brinell, kekerasan mikro Vickers dan analisis spektrum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan S dan P pig iron 26# berada di atas sisi yang tinggi, kandungan Si dari pig iron 22# rendah, sehingga komposisi kimianya tidak memenuhi kriteria. Setara karbon dari coran adalah 4.36%, yang termasuk dalam coran setara karbon tinggi. Rasio Si dan C adalah 0.46, yang berada di sisi rendah. Kandungan Si dan Mn pada hasil coran rendah, selain kandungan Cr tinggi yang cukup untuk menimbulkan fenomena chilling, semakin banyak unsur V dalam coran. struktur mikro dari pengecoran adalah ferit, perlit, grafit dan karbida. Beberapa bagian dari karbida mengandung Cr, V dan elemen paduan mikro lainnya, dan kekerasan mikro lebih dari 1 100 HV, yang merupakan penyebab utama sulitnya pemesinan. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kapasitas pemesinan, pertama, kandungan V dan Cr tidak boleh melebihi standar. Kedua, kandungan Si harus ditingkatkan dan pertama-tama harus memilih untuk menambahkan inokulasi. Untuk pengecoran yang menuntut, karbida dapat didekomposisi dengan anil grafit.

Sudut putih dari coran besi abu-abu berdinding tipis adalah cacat umum pada coran [1-4]. Umumnya, coran kecil memiliki dinding tipis dan dicor di pasir hijau. Meskipun komposisi kimia besi cair memenuhi syarat, karena pengaruh ketebalan dinding casting dan konduktivitas termal casting, bagian tebal dan tipis dari casting yang sama. Baik bagian dalam maupun luar mungkin mendapatkan organisasi yang berbeda. Terutama sudut coran rentan terhadap mulut putih, yang menyebabkan kesulitan dalam pemesinan, menghasilkan apa yang disebut "bahan keras". Sebagian besar bagian "bahan keras" besi cor kelabu terjadi di bagian bagian yang kasar. Seperti: tepi dan sudut, alur, permukaan cembung, permukaan, dll. Kekerasan material banyak berkaitan dengan kecenderungan mulut putih. Bertujuan pada masalah pemesinan yang sulit dalam produksi aktual coran dari perusahaan tertentu, makalah ini melakukan studi sistematis, menganalisis penyebab "bahan keras", dan mengusulkan solusi yang sesuai.

1 Bahan dan metode eksperimental

Pengecoran pig iron 22#, 26# dan mesin cor nomor 0# diambil sampelnya di lokasi. Pengambilan sampel dengan pemotongan kawat dilakukan masing-masing, dan pengamatan jaringan optik dan jaringan pemindaian dilakukan. Kimia pada besi cor dan coran
Uji komposisi untuk mengecualikan pengaruh elemen jejak pada kinerja pemrosesan coran. Coran diambil sampelnya untuk pengamatan metalografi dalam mikroskop optik dan pemindaian ZEISS, alat uji kekerasan Brinell digital HBS-3000 dan penguji kekerasan mikro HTM-1000TM digunakan untuk pengujian kekerasan. Komposisi kimia pig iron dan coran ditunjukkan pada Tabel 1.

C	Si	Mn	P	S	W	Te	Bi	Cr	V	Ce	B	Mo
0 # 3.73	1.75	0.17	0.15	0.12	≤ 0.01		5		5	0.11	0.027	0.01	0.004	4	≤ 0.01
22 # 4.08	1.86	0.055	0.07	0.02	≤ 0.01		5		5	≤ 0.010	≤ 0.010	0.01	0.002	2	≤ 0.01
26 # 3.38	2.51	0.17	0.45	0.095	≤ 0.01		5		5	0.023	0.044	0.01	0.008	9	≤ 0.01

2.1 Analisis komposisi kimia

Ketika karbon besi cor abu-abu ada dalam bentuk karbida, itu meningkatkan kecenderungan pemutihan, yang membuat pemesinan menjadi sulit dan menyebabkan apa yang disebut masalah "bahan keras". Oleh karena itu, besi cor kelabu harus meminimalkan kecenderungan pemutihan, sehingga ada karbon dalam bentuk grafit. Berbagai elemen memiliki efek berbeda pada proses grafitisasi, dan beberapa batu akselerasi
Tinta, beberapa memperlambat grafitisasi. Secara umum, sebagian besar elemen yang dapat melemahkan gaya ikatan antara besi dan atom karbon dan meningkatkan kemampuan difusi atom besi dapat meningkatkan grafitisasi besi tuang; jika tidak, itu akan menghambat grafitisasi besi cor, yaitu, meningkatkan kecenderungan mulut putih. . Untuk menguji besi cor
Kualitas besi kasar dan penghapusan pengaruh elemen jejak pada pemutihan coran. Lima elemen dan elemen pemutih umum dari bahan baku dan coran diuji. Setiap sampel diuji untuk 13 elemen. Sebanyak 39 batch pig iron dan coran diuji. Komposisi kimianya ditunjukkan pada Tabel 1.

Standar pig iron besi cor China (GB/T 718-2005) [5], dalam standar, kandungan Si dari 22# pig iron adalah 2.00% ~ 2.40%, dan kandungan Si dari 26# pig iron adalah 2.40% ~ 2.80%. Berdasarkan Tabel 2, pengujian pig iron 22# dan 26# suatu perusahaan menunjukkan bahwa kandungan Si dari pig iron 22# adalah 1.86 yang tidak memenuhi batas bawah standar.
Memenuhi standar, dan kandungan Mn juga rendah. 26# kandungan P dan S pig iron terlalu tinggi, kandungan P mencapai level 5, kandungan S melebihi standar, dan mengandung sejumlah Cr. Uji komposisi pengecoran 0# menunjukkan bahwa hanya kandungan Cr dari unsur pemutih yang mencapai kecenderungan pemutihan, dan kandungan unsur jejak lainnya belum mencapai kadar minimum yang menyebabkan pemutihan, sehingga pengaruhnya dapat diabaikan. Dibandingkan dengan pemilihan lima unsur pada “Buku Pegangan Pengecoran” [6], dapat diketahui bahwa kandungan karbon pada hasil coran dalam penelitian ini relatif tinggi, kandungan Si relatif rendah, dan kandungan Mn relatif rendah. .

2.2 Uji kekerasan

Dalam uji kekerasan Brinell display digital HBS-3000, pengujian adalah 1875 N, diameter indentor adalah 2.5 mm, dan kekerasan dari 5 pengujian ditunjukkan pada Tabel 2. Pada penguji kekerasan mikro digital, area putih di foto optik ditandai dengan kekerasan mikro. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 3. Oleh karena itu, meskipun kekerasan makroskopik rata-rata matriks sangat rendah, hanya kekerasan Brinell sekitar 145 HB, kekerasan area lokalnya sangat tinggi, mencapai kekerasan Vickers sekitar 1 HV . Semakin kecil lubang, semakin tinggi kekerasannya. Menurut literatur, kekerasan fosfor eutektik adalah 000~500 HV, ledeburite 700 HV, dan karbida> 800 HV.

Oleh karena itu, hasil analisis kekerasan menunjukkan bahwa area putih adalah karbida sementit yang keras dan rapuh, yang pada dasarnya tidak termasuk fosfor eutektik, yang merupakan alasan utama material keras. Untuk menentukan komposisi karbida ini secara akurat, diperlukan analisis spektrum energi.

2.3 Analisis spektrum energi

Pembesaran sebagian daerah putih optik ditunjukkan pada Gambar. 2 dan Gambar. 3. Hal ini ditandai dengan distribusi lubang tersembunyi dalam matriks dan karakteristik eutektik. Oleh karena itu, analisis energi daerah ini menunjukkan bahwa unsur-unsur yang terkandung di bagian tersembunyi dari daerah tersebut adalah unsur Fe, P dan C, sehingga dinilai sebagai Fe3 (C, P), unsur P disimpan
Pemisahan. Elemen P di bagian yang tersembunyi lebih tinggi, bukan produk eutektik, tetapi lubang yang dibentuk oleh pemadatan dan penyusutan akhir. Gambar 4 Hasil analisis spektrum energi menunjukkan bahwa selain unsur Fe, P dan C, daerah putih mengandung Cr dan V, membentuk paduan karbida yang semakin keras.
Ambil pemotongan.

2.4 Analisis organisasi

Foto optik menunjukkan struktur metalografi dari casting yang dibuat dengan etsa dengan alkohol asam nitrat 4%, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Diantaranya, a, b, c, dan d adalah struktur inti casting, dan e, f, g, dan h adalah struktur tepi casting. a, b, c, d dan e, f, g, h sesuai dengan 50, 100, 200, dan 1,000 kali foto jaringan. Foto jaringan yang dipindai ditunjukkan pada Gambar 6, dan panah menunjuk ke area putih di foto jaringan optik yang sesuai, yaitu karbida. Area blok putih adalah karbida, serpihan adalah grafit, dan area abu-abu adalah perlit. Dapat dilihat bahwa struktur metalografinya adalah struktur ferit + perlit + grafit + karbida, berstruktur pitted. Keputihan tepi jelas lebih serius daripada hati. Dibandingkan dengan GB/T7216-2009, dapat dilihat bahwa [7], jaringan jantung adalah yang pertama
Grafit mentah tipe F berbentuk bintang memiliki panjang sekitar 150 m dan lebar sekitar 5 m. Ini dibentuk oleh besi cair karbon tinggi di bawah kondisi subcooling yang relatif besar. Struktur lapisan tepi adalah grafit keriting halus yang dikumpulkan dalam distribusi grafit tipe B seperti krisan. Panjangnya sekitar 100 m dan lebarnya 3 m. Tentukan jumlah karbida
Jumlah karbida di jaringan jantung sekitar 5%, mencapai level 3. Jumlah karbida di jaringan tepi sekitar 10%, mencapai level 4. Ketika karbon dalam bentuk grafit, grafit dapat digunakan untuk pelumasan selama pemesinan, dan pemotongannya mudah. Ketika karbon ada dalam bentuk karbida (Fe3C), karena sementit Fe3C keras dan rapuh, pemesinan sulit, terutama bila mengandung unsur paduan lain (seperti Cr), paduan sementit ((Fe, M) 3C) Senyawa ini lebih keras dan lebih sulit untuk dipotong, dan apa yang disebut masalah "bahan keras" terjadi selama pemesinan [8]. Oleh karena itu, dalam proses pengecoran bagian besi abu-abu, perlu untuk mengurangi jumlah karbon untuk menghindari munculnya karbida, dan mengambil beberapa tindakan untuk mempromosikan grafitisasi karbon jika perlu.

3 Analisis dan diskusi

Faktor utama yang mempengaruhi kinerja pemesinan coran adalah komposisi kimia dari besi cor dan laju pendinginan pemadatan. Kandungan karbon dan kandungan silikon dalam komposisi kimia besi cor adalah dua faktor pengontrol yang paling penting. Tingkat pendinginan casting terutama tergantung pada ketebalan dinding casting. Ketika kandungan karbon dan silikon dalam besi tuang konstan, semakin tipis dinding tuang, semakin besar kecenderungan besi tuang untuk memutih. Ketika ketebalan dinding coran konstan, semakin besar kandungan total karbon dan silikon dalam besi cor, semakin teliti derajat grafitisasi besi cor.

Ekivalen karbon dari pengecoran dalam penelitian ini adalah 4.36%, yang merupakan casting ekivalen karbon tinggi; rasio Si/C adalah 0.46, yang tergolong rendah. Peningkatan ekuivalen karbon membuat serpihan grafit lebih tebal, jumlah meningkat, dan kekuatan dan kekerasan menurun. Peningkatan Si/C dapat mengurangi kecenderungan white mouth.

Dalam produksi besi cor kelabu, pengaruh panas berlebih dan pengaruh kehamilan juga perlu dipertimbangkan. Peningkatan suhu besi cair dalam kisaran tertentu dapat membuat penghalusan grafit, struktur matriks lebih halus, kekuatan tarik meningkat, dan kekerasan menurun. Penting untuk mempertimbangkan secara komprehensif komposisi muatan, peralatan peleburan, dan faktor energi dari komposisi kimia. Perlakuan inokulasi adalah menambahkan inokulan ke besi cair untuk mengubah keadaan metalurgi besi cair sebelum besi cair memasuki rongga pengecoran, dan untuk meningkatkan inti non-spontan adalah penyempurnaan grafit. Dengan demikian meningkatkan struktur mikro dan kinerja besi cor. Inokulan umum termasuk ferrosilicon, kalsium silikon dan grafit. Menggabungkan produk dan biaya produksi kami, disarankan untuk menggunakan ferrosilicon (silikon 75%, jumlah penambahan sekitar 0.4% dari berat besi cair). Kedua, barium ferrosilicon dan strontium ferrosilicon. Ferrosilicon menyuntikkan efek kerja cepat, mencapai puncak dalam 1.5 menit, dan menurun ke keadaan tidak hamil setelah 8 ~ 10 menit, yang dapat mengurangi tingkat pendinginan super dan kecenderungan mulut putih, meningkatkan jumlah kelompok eutektik, membentuk tipe-A grafit, meningkatkan keseragaman bagian, dan meningkatkan ketahanan. Kekuatan tarik adalah 10-20MPa. Kekurangan: resistensi yang buruk terhadap pembusukan. Jika proses inokulasi terlambat tidak digunakan, tidak ideal untuk perbedaan ketebalan dinding yang besar dan waktu penuangan yang lama.

Barium ferrosilicon memiliki kemampuan yang lebih kuat untuk meningkatkan jumlah cluster eutektik dan meningkatkan keseragaman bagian daripada ferrosilicon. Kemampuan untuk menahan penurunan kuat, dan efek inokulasi dapat dipertahankan selama 20 menit. Cocok untuk berbagai tingkat suku cadang besi cor abu-abu, terutama cocok untuk suku cadang berdinding tebal skala besar dan kondisi produksi dengan waktu penuangan yang lama.

Strontium ferrosilicon memiliki 30% sampai 50% kemampuan pengurangan keputihan lebih tinggi dari ferrosilicon, dan memiliki keseragaman bagian yang lebih baik dan kemampuan anti-pembusukan dari ferrosilicon. Pada saat yang sama, itu tidak meningkatkan jumlah cluster eutektik, mudah larut, dan memiliki lebih sedikit terak. Bagian berdinding tipis, terutama bagian yang membutuhkan penyusutan dan kebocoran dengan kelompok eutektik tinggi tidak diinginkan.

Kandungan Mn dari coran dalam penelitian ini rendah. Mangan sendiri adalah elemen yang menghambat grafitisasi, tetapi mangan dapat mengimbangi efek pemutihan belerang yang kuat. Oleh karena itu, dalam batas mengimbangi efek belerang, mangan sebenarnya berperan dalam mempromosikan grafitisasi. Praktek telah membuktikan bahwa peningkatan kandungan mangan tidak hanya dapat meningkatkan dan menghaluskan perlit, tetapi juga tidak berbahaya untuk mengendurkan kontrol belerang dengan tepat. Oleh karena itu, disarankan untuk meningkatkan kandungan Mn secara tepat.

4 Kesimpulan

Alasan utama kesulitan pemesinan coran dalam penelitian ini adalah munculnya karbida sementit, terutama karbida sementit dari paduan yang mengandung Cr, V dan elemen lainnya menjadi alasan utama kesulitan pemesinan. Untuk memperbaiki masalah ini, ide pertama adalah mengurangi atau menghilangkan karbida dalam organisasi. Mengubah komposisi coran dan menyesuaikan proses produksi adalah cara yang efektif. Dikombinasikan dengan situasi produksi tertentu dari coran dalam penelitian ini, saran produksi berikut diajukan:

• (1) Untuk meningkatkan kandungan silikon, pilihan pertama adalah menambahkan inokulan sebelum dituangkan. Untuk ferrosilicon (silikon 75%), barium ferrosilicon dan strontium ferrosilicon juga dapat digunakan sesuai dengan waktu penuangan dan efek di tempat. Disarankan untuk menggunakan inokulan majemuk (Si-Ba dan RE-Si).
• (2) Tingkatkan kandungan mangan dalam pengecoran untuk mengimbangi efek mulut putih yang kuat dari belerang.
• (3) Meningkatkan kualitas besi kasar. 26#Kandungan besi babi P dan S terlalu tinggi.
• (4) Kurangi kandungan Cr dalam coran. Kandungan Cr yang tinggi (>0.1) pada coran sudah dapat menghasilkan efek pemutihan. Cr dapat secara signifikan meningkatkan kekerasan dan merusak kinerja pemesinan.

Tautan ke artikel ini Analisis Kesulitan dalam Pemesinan Besi Cor Abu-abu

Pernyataan Cetak Ulang: Jika tidak ada instruksi khusus, semua artikel di situs ini adalah asli. Harap tunjukkan sumber untuk mencetak ulang: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

---

Toko PTJ CNC memproduksi suku cadang dengan sifat mekanik yang sangat baik, akurasi dan pengulangan dari logam dan plastik. Tersedia penggilingan CNC 5 sumbu.Pemesinan paduan suhu tinggi jangkauan tidak mendung mesin inconel,mesin monel,Mesin Geek Ascology,Mesin Carp 49,Mempercepat pengerjaan mesin,Mesin nitronic-60,mesin Hymu 80,Permesinan Baja Alat, dll.,. Ideal untuk aplikasi luar angkasa.Mesin CNC menghasilkan bagian dengan sifat mekanik yang sangat baik, akurasi dan pengulangan dari logam dan plastik. Tersedia penggilingan CNC 3-sumbu & 5-sumbu. Kami akan menyusun strategi dengan Anda untuk memberikan layanan yang paling hemat biaya untuk membantu Anda mencapai target Anda, Selamat Datang untuk Menghubungi kami ( penjualan@pintejin.com ) langsung untuk proyek baru Anda.