铸态球墨铸铁的技术经济效果

三、铸态球墨铸铁的技术经济效果

(一) 铸态球墨铸铁曲轴

铸态珠光体球墨铸铁曲轴与正火曲轴、40Cr调质锻钢曲轴的耐磨性能对比结果示于表9-3中。由此可见,铸态珠光体球墨铸铁曲轴轴颈经高频淬火后,其耐磨性能与40Cr调质锻钢相近。虽然它比40Cr调质锻钢的疲劳性能略差。对此,可通过圆角滚压或喷丸处理等措施提高曲轴本体的疲劳性能。

表9-3 铸态和正火球墨铸铁曲轴与40Cr调质锻钢曲轴耐磨性对比

另外,铸态的195型曲轴与其经正火—回火处理的对比表明,两种铸件中的残余应力无明显区别,其数值大约都是其抗拉强度的1.3倍左右。并且,两者的疲劳强度和小能量多次冲击性能也相近似。还曾对6100型曲轴进行了解剖分析研究,它是铸态珠光体基体,各断面的硬度分布均匀一致,球化等级、石墨大小及珠光体数量的波动很小,虽然在不同厚度的断面上,在薄断面处珠光体组织较细,石墨尺寸较小。由此表明,铸态球墨铸铁曲轴的性能可以满足使用要求。

(二) 铸态球墨铸铁的经济效益

(1)节能效果显著。据俄罗斯卡玛斯汽车厂统计,采用铸态珠光体球墨铸铁,每吨铸件可节约天然气112m3;采用铸态铁素体球墨铸铁,则每吨铸件可节约天然气200m3。我国第二汽车厂统计表明,每年生产1万t铸态球墨铸铁件,则可节约电能760万kW·h。

(2)性能好。在生产铸态铁素体球墨铸铁时,在铁素体含量的体积分数不小于90%的情况下,统计分析的抗拉强度达549~637MPa;此时的断后伸长率为7%~14%,布氏硬度为175~205HBS。由此,可以满足性能要求。

(3)工时缩短。由于取消了高温奥氏体化热处理,由此避免了铸件在高温热处理时形成的氧化皮,因而减少了清理工时,清理工作量随之减少了15%~25%。

(4)废品率降低。由于取消了高温奥氏体化热处理,铸件避免了由此产生的变形和皮下气孔等缺陷,因而可减少废品50%。

当前,在全世界年产量达1800万t的球墨铸铁中,铁素体和珠光体基体的铸件占其产量的90%以上。到目前为止国内外在球墨铸铁铸件的生产工厂中除了牌号QT400-18、QT900-2和部分QT800-2球墨铸铁件的力学性能还通过热处理才能达到以外,其他牌号的球墨铸铁件大多数均在铸态生产实现。从能源、环境和经济考虑,生产铸态球墨铸铁铸件是势在必行。