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摘要：采用优质原材料、废钢增碳手段限制铁水P、S含量，加入适量Cu、Mn合金元素，采用冲入法球化处理、多次孕育处理，制订了高强度高伸长率QT600-7球墨铸铁熔炼工艺；多次重复性试验表明，上述熔炼工艺合理，成本低，操作简单，应用范围较广。关键词：高强度；球墨铸铁；熔炼工艺随着轨道交通行业的快速发展和列车时速的不断提升，列车的使用条件对传动系统、制动系统等关键零部件的质量提出了越来越高的要求。例如制动系统中的夹钳、吊架等零件，以往选用的QT500-7、QT600-3等传统球墨铸铁材料已经不能很好地满足使用要求，各类零部件都在不断提出既要具有高强度，又要具有高塑性的性能，因此QT600-7等高强度、高塑性的新型球墨铸铁材料应运而生。目前，国内外生产QT600-7球墨铸铁材料主要途径有[1]-[3]：1、添加合金元素，如Ni、Mo等；2、提高Si含量以获得高Si固溶强化铁素体球墨铸铁，其具有高强度和高伸长率；3、改变铸型散热条件，细化晶粒，如采用铁型覆砂工艺等。然而，上述工艺的也存在局限性：添加合金元素，成本过高；提高Si含量会显著降低材料的低温冲击性能，难以适应一些高寒列车的环境；改变铸型散热条件则工艺宽泛性较低，应用范围有限。因此，本文开展了一系列的材料熔炼试验，旨在研究一种低成本的、操作简单的、适用于普通砂型铸造的铸态QT600-7熔炼成分及工艺。1 试验目标QT600-7的力学性能要求见下表1；同时，表1也列出了GB 中与其接近的2个牌号的材料性能要求。表1 铸态QT600-7球墨铸铁力学性能要求牌号抗拉强度Rm（MPa）屈服强度Rp0.2（MPa）伸长率A（%）布氏硬度HBWQT600-7≥600≥380≥7200-270QT600-3≥600≥370≥3190-270QT500-7≥500≥320≥7170-230上表中可以看出，QT600-7在抗拉强度、屈服强度、伸长率等各个指标上都比传统球墨铸铁要高，兼具了珠光体的高强度和铁素体的高伸长率；为了满足上述性能要求，必须要细化晶粒，并努力提高石墨球的圆整度，因此，试验对QT600-7材料的金相组织做了要求，见下表2。表2 铸态QT600-7材料金相组织要求球化级别球径大小珠光体含量≥2级≥5级≥45%2 试验内容2.1化学成分设计（1）碳和硅对于铸态球墨铸铁件来说，只要不产生石墨漂浮，宜采用高碳当量（4.2%-4.8%之间），可有效促进石墨化，并降低缩孔、缩松倾向。考虑到材料的低温使用要求，应控制Si含量不超过3.0%，因此，试验要求C含量为3.5%-3.8%，Si含量为2.2%-2.5%。（2）锰和铜Mn和Cu都是稳定珠光体的元素，所不同的是，Mn在促进珠光体形成的同时，会使白口倾向增加，而Cu却能促进石墨化，减少白口倾向。因此，试验中，Mn含量不宜过高，应控制在0.3%-0.5%；同时，为促进形成一定量的珠光体组织，Cu含量设定为0.3%-0.5%左右。（3）磷与硫P和S为有害元素，应严格限制这两种元素的含量。本次试验要求P含量不大于0.05%，S含量不大于0.03%。2.2 原材料的选择试验采用优质的生铁和废钢作为主要原材料（其成分见表3），并加入部分低S增碳剂；其他原材料为普通低稀土球化剂，含Ba、Ca等元素的长效硅钡孕育剂，电解Cu板等。表3 原材料化学成分 Wt %炉料CSiMnPSVTi生铁4.60.50.050.0340.0150.010.02废钢0.0510.010.170.0150.0182.3 熔炼工艺采用100kg的中频感应电炉熔炼，依次在炉底加入废钢与增碳剂，最后压上生铁。熔炼温度在℃，并适当保持一定时间后出炉。出炉温度为℃。采用操作简单的冲入法球化处理；采用预处理孕育+出铁随流孕育+浇注随流孕育的多次孕育工艺。2.4 试验方法用上述处理的铁水浇注树脂砂造型的标准Y型试块（GB）若干，并在最后浇注的Y型试块上取样进行分析试验，测试试样的成分、力学性能和金相组织，所采用的检测设备有碳硫分析仪、等离子体发射光谱仪、微控电子万能试验机、金相显微镜等。3 试验结果与分析3.1 Cu与Mn的影响Cu与Mn对于抗拉强度及伸长率的影响见图1。图中可见，在试验的成分范围内，Cu与Mn共存时，Cu对强度的促进作用要强于Mn，Cu含量每增加0.1%，材料强度提高约50Mpa；另一方面，Mn含量较低时，伸长率普通较高，此时增加Cu，材料在强度提高的同时，对于伸长率的影响并不太大。分析原因为， Cu在共晶转变时，促进石墨化，减少渗碳体，在共析转变时，促进珠光体的形成，且对基体起固溶强化作用；而Mn虽然促进珠光体的形成，但由于较大偏析的倾向而易富集于晶界上，影响到材料的韧塑性，因此，Mn含量的提高，强度增加不明显，但对伸长率有一定程度的影响。试验结果还表明，当Cu含量为0.4%，Mn含量为0.3%时，材料的综合性能最高，强度为662Mpa，伸长率10.5%，达到了试验目标。a. &对强度的影响a. &对伸长率的影响图1 Cu、Mn含量对力学性能的影响3.2 废钢增碳熔炼工艺的应用效果在铸态球墨铸铁中，P含量增多，形成的磷共晶会增多，磷共晶呈多角状分布于共晶团边界，会急剧恶化材料的韧塑性；因此，要想获得高伸长率的铸态球铁材料，必须严格控制P含量；S为反球化元素，降低其含量是确保球化效果的前提；试验采用了50%废钢与50%生铁配比的废钢增碳熔炼工艺，得到的P含量不到0.03%，S含量也不到0.015%，远低于设计的成分要求。同时，采用废钢增碳工艺的另一个优点还在于可降低白口倾向，细化珠光体，增加珠光体数量[4]-[5]；因此，废钢增碳熔炼工艺对获得高性能的铸态球墨铸铁材料很有益处。3.3 多次复合孕育工艺的应用效果将采用预处理孕育+出铁随流孕育+浇注随流孕育的复合孕育处理，与未经多次复合孕育处理的试验结果进行对比，其金相结果分别见图2 a）与b）。a）采用复合孕育处理的试样金相 &b）未经复合孕育处理的试样金相图2 复合孕育对金相的影响（x100）石墨球的好坏直接影响到球墨铸铁的力学性能。由于球化前对铁水进行了预处理孕育，且球化后浇注时进行随流孕育，不仅提高了铁水纯净度，为石墨析出和长大提供了良好的环境，更重要的是增加了石墨形核数量，从而减小了石墨球直径，提高了球化效果。图2也可以看出，采用了复合孕育处理的试样，球化级别达到2级以上，石墨大小在6级，无论从大小，还是圆整度方面，都要优于普通试样。因此，采用多次复合孕育处理是获得低合金高性能球墨铸铁的关键。4 生产过程中的验证采用上述工艺批量生产某QT600-7吊架铸件，铸件各项性能仍稳定的满足技术要求，其成分、金相和性能检测结果分别见表4-6。表4 化学成分检测结果序号CSiMnPSCu13.552.390.290.0260.0100.4023.542.270.280.0270.0090.3933.492.170.300.0290.0160.3943.532.340.320.0280.0110.4253.502.320.280.0230.0120.4263.462.380.280.0280.0130.4373.572.300.340.0290.0180.4583.532.300.290.0260.0120.4393.512.330.350.0250.0040.39103.522.380.350.0250.0120.39表5 金相组织检测结果序号球化级别球径大小珠光体含量12级6-7级65%22级6-7级70%32级6-7级65%42级6-7级70%52级6-7级65%62级6级65%72级6级70%82级6-7级65%92级6-7级60%102级6-7级60%表6 力学性能检测结果序号抗拉强度Rm（MPa）规定塑性延伸强度Rp0.2（MPa）断后伸长率A（%）布氏硬度HBW167139011.5229268338710.5229364538510.5209467838810.0225566838411.0219669139110.022577014029.5232867038810.5219966638011.02151065839111.52155 结论1) 铸态QT600-7的合理成分范围为：C 3.5-3.8%、Si 2.2-2.5%、Mn 0.3%左右、Cu 0.4%左右、P＜0.03%、S＜0.02%。 2) 当Cu含量为0.4%左右，Mn含量为0.3%左右时，珠光体数量为60%-70%，此时，材料具有较高的强度和伸长率。3) 废钢增碳熔炼、多次复合孕育处理等是获得预期化学成分和优异的铸态QT600-7材料性能的重要工艺保证。参考文献：1 陈淑梅，潘全章，刘宝安. QT600-7球墨铸铁材料的试验研究[J].铁道机车车辆,2009.08.2 Larker Richard.固溶强化铁素体球墨铸铁[J].铸造，）.3 林钰杰，吴宝成.铸态QT600-10的生产工艺[J].现代铸铁，2014.04.4 封雪平，陈小华.高性能球墨铸铁熔炼工艺[J].机车车辆工艺，2010.02.5 李娄明，朱正锋等.废钢增碳在合成铸铁中的应用探讨[J].铁道机车车辆工人，2012.04资料来源：铸造工业 &感谢
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球铸铁齿轮 QT600-2 什么意思
球铸铁齿轮QT600-2什么意思
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1、T600-2 材料牌号，是球墨铸铁。 2、 600表示抗拉强度为600MPa，2(3）表示延伸率为2%（3%）。 3、齿轮(Gear)是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点，齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平直接影响到工业产品的质量。将两个齿轮分开，也可以应用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮而传送动力。您好，欢迎新老客户咨询洽谈!
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& & & & 基体组织中珠光体占80%以上的球墨铸铁(简称球铁)。中国标准中QT600-2，QT700&2，QT800-2三种牌号球铁属于这一类型。这类球铁通常采用正火处理获得，也可用加入合金元素并配合工艺措施获得。主要用于制造要求强度较高，具有一定疲劳强度和耐磨性能的零件，球墨铸铁在管道、汽车、机车、机床、动力机械、工程机械、冶金机械、机械工具等方面用途广泛。例如，在机械制造业中，球墨铸铁成功代替了不少碳钢、合金钢和可锻铸铁，用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件，如具有高强度与高耐磨性的珠光体球墨铸铁，常用来制造拖拉机或柴油机中的曲轴、连杆、凸轮轴、各种齿轮、机床的主轴、蜗杆、蜗轮、轧钢机的轧辊、大齿轮及大型水压机的工作缸、缸套、活塞等；具有高手的韧性和塑性的铁素体球墨铸铁，常用来制造受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等。针对球墨铸铁的特性，郑州华菱开发研究出加工球墨铸铁专用牌号刀具BN-S30.
BN-S30牌号CBN数控刀片性能
&&&采用非金属粘合剂高温高压烧结而成；其硬度HRC98；适合高速切削灰口铸铁，高强度球墨铸铁的粗加工，半精加工和精加工，常用于车加工HT250，HT200，HT300，合金铸铁材质刹车盘，制动鼓，变速箱壳体，发动机，缸套等。 QT500，QT600，QT700，QT800，QT900以及等温淬火球墨铸铁（ADI）的加工。通过采用锋刃处理能够获得更好的表面光洁度，而且解决了刀具切出时，加工工件边缘和止口部位和撕裂问题，在精车刹车盘制动面时，粗糙度右以达到Ra1.6。
&& &BN-S30牌号CBN刀片与硬质合金数控刀片对比：
&&& 1，从加工效率来讲：相比涂层硬质合金刀片，BN-S30更能实现高速切削，其适合的线速度范围为：粗加工250&450m/min，精加工300&800m/而且适合加工中心中以1500m /线速度进行高速切削。所以，其加工效率是硬质合金数控刀片效率的2倍以上（硬质合金涂层数控刀片的精加工线速度上限为350m/min）。
&&& 2，从刀具耐用度来讲：BN-S30牌号CBN数控刀片的寿命是涂层硬质合金寿命的15倍左右。以日本三菱刀具加工铸铁工件常用数控刀片材质牌号UC5115涂层数控刀片来讲，粗车铸铁工件时，BN-S30寿命是UC5115的6倍以上，精车时寿命是UC5115的20倍左右。
&& &3，铸铁件加工光洁度方面，BN-S30牌号CBN数控刀片能达到Ra1.6以内的粗糙度；明显优于硬质合金刀片。
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华菱超硬前身是河南超硬材料研究所，是专业生产立方氮化硼刀具的高新技术企业，在业内最先针对灰铸铁，各种耐磨铸铁/铸钢，淬火钢等材质进行刀具研发。主导产品焊接复合式立方氮化硼刀具和整体立方氮化硼聚晶刀片，获得多项实用型专利，尤其在间断切削淬火钢、高铬白口铸铁加工等诸多领域，引领着世界一流水平！在超硬刀具学术界享有很高声誉！
公司以国家超硬材料重点实验室和河南科技大学为技术依托，自备超硬刀具研发中心，已承担并完成了国家重点“产学研”工程和CBN制品科技攻关项目，目前正在实施国家示范工程项目和“宝石级金刚石制品”计划项目。
发展历程：
2002年，河南超硬材料研究所创立，主要以立方氮化硼刀具、高品级金刚石为研究方向。有博导2人、教授3人、副教授5人、研发博士、硕士12人；拥有六面顶高压设备及激光热导率仪等多台大型设备，总价值1800余万元。2003年末期，针对高铬白口铸铁、冷硬铸铁材质研发出立方氮化硼刀具BN-K1牌号，2004年，推出针对淬火钢精加工用立方氮化硼刀具BN-H1牌号，在国内焊接复合立方氮化硼刀具领域一直处于领先地位。
在国内首次提出粗加工用“立方氮化硼整体聚晶刀片”概念，产品在粗加工高铬白口耐磨铸铁领域取得业界一致认可。并以立方氮化硼刀具的技术转让和企研合作相结合的模式，对我国超硬材料行业做出了巨大贡献。
2005年，推出淬火钢断续切削用立方氮化硼刀具牌号BN-S10，打破了立方氮化硼刀具不能用于强断续大余量车削淬硬钢的神话，是立方氮化硼刀具行业的世界性突破！
2007年针对灰铸铁加工推出立方氮化硼整体聚晶刀片BN-K30牌号，打破了国外立方氮化硼刀具在高速切削灰铸铁领域的垄断局面！2008年推出高温合金粉末冶金加工专用立方氮化硼刀具牌号BN-S50。
2009年，针对国内机械加工行业特性，推出了适合低速切削用立方氮化硼刀具牌号BN-S20，广泛服务于低速重载型中小企业用户。
2010年，研制出国内首颗1.7克拉重量蓝色宝石级金刚石。至此，共获国家专利25项。
公司服务宗旨：“量体裁衣”每个用户的加工状况，针对性做出最优化的解决方案。
店内热销产品
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