江西有色金属  1989, Vol. 3 Issue (2): 63-64
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多品种重稀土合金在铸造上的应用[PDF全文]

赣州有色所建立的重稀土合金生产线,旨在提供符合要求的产品,供应用单位选择试用。现将多品种合金在包括铸钢、铸铁和有色金属铸造在内的铸造上的应用情况简述如下:

一 钇基重稀土合金在铸造上的应用 1. 在铸铁中作球化剂及蠕化剂

从1973年始,北京有色金属研究院、佛山球墨铸铁研究所、清华大学、中山大学、南京工学院、沈阳铸造所、赣州有色冶金研究所、江西省机械研究所等十多个单位对包基重稀土及钇族各单一重稀土的硅铁含金研制及其球化剂性能进行了系统的研究。并将其应用于大断面球铁件和浇注流水作业线。

轧辊是耗用量很大的冶金工具,乐山轧辊厂和鞍山轧辊厂曾生产过直径ϕ805×1200m/m热轧薄板钇基球铁轧辊,机械性能达到标准要求,使用寿命比原轻稀土镁球铁轧辊提高一倍左右,由冶金部主持通过了技术鉴定。最近江西恒湖轧辊厂采用本省含硫磷较高的生铁,研制出稀土合金球墨铸铁轧辊,轧材量提高幅度在一倍以上,已通过了省级鉴定,在1985年国际稀土应用产品博览会展出,受到了好评。无锡柴油机厂、广州重型机械厂和红耑机器厂用钇基重稀土合金试制成功8300曲轴,效果良好。无锡市压缩机厂浇铸的大断面曲轴,铸造性能由OT60-2提高到QT80-2以上。武汉重型机械厂还生产过一批大吨位钇基重稀土球铁结构件,其中最重的达烈吨,机械性能普遍达到QT70-2水平。佛山球墨铸铁研究所先后浇注过2000吨油压机ϕ670m/m实心活塞,骨牌ϕ20mm 3W-3B高压柱塞泵实心曲轴并试制过大型ZSK-250水环真空泵主轴(直径ϕ273m/m长400mm重2.1T)效果良好。南昌柴油机厂生产的钇基重稀土铸态球铁×4105曲轴,铸态下达到QT70-2要求。江西拖拉机厂用钇基重稀土硅铁合金试制成功丰收—27型拖拉机前轮幅成型冲压模具,该模具外园尺寸ϕ560m/m,厚度300mm,单件重0.4T, 与原钢模比较,工时节约80%,成本降低80%。江西轴承厂研制的钨重稀土合金铸铁光球板,在3M4630机床上软磨效率比铬钼铜板约高一倍,它不但适合磨大中球,也适合磨小球,不但适合磨轴承钢球,也适合磨低碳钢球, 从初磨直到整块板报废时止,始终有一个较高的磨削效率。佛出球铁研究所、郑州机械研究所等单位研制的钇基重稀土合金球铁螺旋伞齿轮具有抗拉强度高,耐磨损、噪音小等优点。齐齐哈尔第一机床厂和沈阳重型机器厂合作,成功浇注出厚大断面重稀土合金球墨铸铁球磨机端盖,毛重37T, 直径ϕ4400m/m, 最大断面厚度达300m/m, 最近通过了专家鉴定,已在江西铜基地德兴铜矿正常运行一年多,效果良好,

红岩机器厂生产6250型系列柴油机,及200—800瓩发电机组,系列大功率柴油机上的一部分部件如曲轴、飞轮联接器、气缸盖等大断面球铁及蠕铁的球化剂和蠕化剂均采用钇基重稀土合金熔制,使用后生产稳定,质量可靠,解决了在该厂生产条件下使用轻稀土所不能解决的质量问题。江西机械研究所研制的含有钇基重稀土合金的蠕化剂具有蠕化效果好,加入量范围宽,白口倾向小等优点,其蠕铁性能为抗拉强度350—480牛顿/毫米2,抗弯强度800牛顿/毫米2,延伸率>1%,用该蠕铁生产了近10吨玻璃模具,其使用寿命比铜铬合金灰铸铁模具寿命提高一倍以上。

2. 在铸铁中作孕育剂

值得注意的是,纪基重稀土合金,无论在铸造厚大断面球铁件作球化剂还是作孕育剂使用,都有优良的抗孕育衰退性能。最近上海压缩机广为新疆泽普石油化工厂生产H228A氮氢气压缩机,压缩机中承受高压气体往复载荷的球铁气缸体是重要部件,两缸体外型尺寸ϕ1000m/m×1400m/m, 最大壁厚为140m/m, 气缸体形状复杂由内外三层组成,曾聘请日本铸造顾问,也为之却步,该厂采用了钇基重稀土合金作孕育剂,共浇注了4只6.2T重的缸体,机械性能完全达到QT42-10要求,抗拉强度达428.8N/mm2, 延伸率达16, 3%,本体无任何衰退迹象。

3. 在铸钢中作添加剂

赣南铸锻厂应用钇基重稀土合金炼制1号耐热钢,铸成热处理炉内使用的吊挂具,经使用证明:适用于950℃以下工作温度的耐热设备及构件等,在750℃持续100小时的强度为11—14kg/mm2; 抗氧化能力:在750℃持续100小时减重为0.78克/米2小时;抗形变能力:在750℃持续100小时承受11—14kg/mm2的载荷下。总变形量不超过0.1%冲击韧性:13kg·M/cm2。利润1800元/吨,产品行销全国。

4. 在有色金属铸造中应用

赣南铸锻厂把钇基重稀土合金在铸铜中应用,铸件导电能力提高25—30%,且提高了耐磨性40%。

三 重稀土镁合金在铸造上的应用

上海压缩机厂把重稀土镁合金和轻稀土镁合金(占)联合使用作球化剂,直接用于铸造高韧性球铁(QT42-10),铸件为压缩机高压气缸体(重量1600kg, 最大壁厚60mm)等压缩机零件,经试验完全达到并超过GB1348-78球墨铸铁件技术条件的规定,使用后该厂认为该球化剂具有优于其它球化剂的抗衰退性能。金相组织:球化类型3级,球墨大小3级,机械性能,抗拉强度547.5-550.8N/mm2, 延伸率为15.1—15.5%。

三 重稀土铜镁合金在铸造上的应用

无锡球墨铸铁研究所使用重稀土铜镁合金作球化剂处理铸铁,经正火处理,在不同壁厚的试块上获得的机械性能为,抗拉强度达80—88kg/mm2, 延伸率为4.5—6.4%,相当于QT80-3材质水平,在不同断面试块上机械性能比较均匀。全相组织中石墨球化等级基本为3级以上。测试结果表明:该球化剂适用于生产珠光体类型球墨铸铁,所获得球铁件经正火处理后,机械性能良好。

四 重稀土铝合金在铸造上的应用

重稀土铝合金在耐热钢中应用有广阔前景。

随着研究工作的深入,重稀土合金的品种将随之增加,必将各自形成系列,重稀土合金在铸造上的应用也会随之得到发展。

(冯拔贤)