灰鑄鐵中尤其是牌號(hào)較高的灰鑄鐵件,并不是硫、磷越低越好,而是應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)牧俊?/span>
1、硫?qū)诣T鐵的影響
(1)含硫量對(duì)灰鑄鐵共晶團(tuán)的影響:
由于硫化物可以作為共晶石墨形核的基底,同時(shí)又能抑制共晶團(tuán)的長(zhǎng)大,但是,硫又是促進(jìn)鑄鐵形成白口的元素,所以,適當(dāng)?shù)牧蛄渴怯欣摹?/span>
從減少白口的角度考慮,含硫量在0.041%時(shí),白口寬度最小,無論孕育與否都一樣,但共晶團(tuán)數(shù)則處于中間狀態(tài)。
(2)硫?qū)诣T鐵機(jī)械性能的影響
試驗(yàn)表明:無論孕育或非孕育鑄鐵,當(dāng)S≤0.04%時(shí),其布氏硬度隨硫量的增加而迅速提高;當(dāng)S>0.04%后,硬度的增加趨緩,含硫量在0.006%時(shí),基體中有40%珠光體,而在含硫0.04%時(shí),珠光體含量為100%,無論對(duì)于孕育或非孕育灰鑄鐵,其抗拉強(qiáng)度在S0.04—0.06%之間達(dá)到最大值,而且相對(duì)硬度達(dá)最低值。
同時(shí),實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)灰鐵的含硫量低于0.04%時(shí),難以使含Sr的Si—Fe發(fā)揮孕育作用。
2、磷對(duì)灰鑄鐵的影響
對(duì)于薄壁的冰箱壓縮殼鑄件,雖然其化學(xué)成分規(guī)定C:3.3—3.7%,Si:1.8—2.7%,Mn0.3—0.7%,而P.S≤0.15%,最好P≤0.12%。
因?yàn)榱自诨诣T鐵中形成二元或三元磷共晶,而這些共晶體熔點(diǎn)比基體低,故容易引起鑄件產(chǎn)生縮松冷裂等缺陷。但是,磷并不是越低越好,而是應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。
磷可以減弱灰鑄鐵件的機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂,從而可使鑄件表面光潔。生產(chǎn)實(shí)踐表明,當(dāng)磷含量在0.02—0.04%時(shí),鑄件出現(xiàn)粘砂,而將含磷量增加至0.09—0.12%時(shí),鑄件粘砂就消失,并且鑄件清砂時(shí)間可以減少35%。磷為什么有減少鑄件粘砂的作用?鑄件粘砂主要產(chǎn)生在熱節(jié)處,尤其是內(nèi)腔的熱節(jié)處,而不是發(fā)生在鐵水靜壓力最大的位置即鑄件的下部。粘砂是發(fā)生在鑄件的凝固過程,它是由鑄鐵共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)生石墨化膨脹引起的。對(duì)于鐵水中磷含量與鐵水滲入深度的測(cè)量表明:含磷量越高,鐵水滲入砂粒之間的深度越小。另外,鑄件粘砂嚴(yán)重必導(dǎo)致強(qiáng)化拋丸,進(jìn)一步造成鑄件表面硬化,惡化加工性能。
(2)磷用于改善鑄件的耐磨性和流動(dòng)性。對(duì)于要求耐磨性較高的鑄件如機(jī)床導(dǎo)軌、活塞環(huán)、缸套等,往往采用含磷的合金鑄鐵,如P—Cu—Ti鑄鐵,含P量也在0.35—0.65%;加磷的目的在于利用磷共晶的耐磨性達(dá)到減磨的目的。對(duì)于一些薄壁鑄件和藝術(shù)鑄件,為了使鑄件輪廓清晰,表面光潔,通常都會(huì)加入適量的磷。如縫紉機(jī)鑄件含P為0.3%,暖氣片含P為0.4—0.5%,一些藝術(shù)鑄件含P量甚至達(dá)1.5%。