一、環(huán)節(jié) 1：原材料選型與預(yù)處理（奠定純凈基礎(chǔ)）

1. 原材料構(gòu)成（嚴(yán)苛控制成分）

2. 預(yù)處理操作

• 金屬料破碎至≤150mm，拋丸機(jī)去除鐵銹、油污；回爐料清理粘砂并磁選除雜；
• 球化劑、孕育劑在 120℃烘干 2 小時(shí)，避免水分導(dǎo)致鐵水飛濺或產(chǎn)生氣孔。

二、環(huán)節(jié) 2：鐵水熔煉與脫硫（控制純凈度與溫度）

1. 主流熔煉設(shè)備

• 中頻感應(yīng)爐（優(yōu)先，占比＞80%）：溫度控制精準(zhǔn)（±5℃）、金屬燒損少，可避免沖天爐的硫污染；
• 沖天爐 - 中頻爐雙聯(lián)熔煉：沖天爐初熔，中頻爐升溫、脫硫、成分微調(diào)，適配大批量生產(chǎn)。

2. 熔煉與脫硫流程

1. 裝料熔煉：按 “廢鋼→生鐵→回爐料” 順序裝料，升溫至 1450-1480℃，待完全熔化后取樣檢測初始成分；
2. 強(qiáng)制脫硫：若初始 S＞0.03%，加入脫硫劑（石灰：螢石 = 3:1），機(jī)械攪拌使脫硫劑與鐵水反應(yīng)生成 CaS 爐渣（浮于表面），扒渣后確保 S≤0.02%（硫過高會(huì)破壞球化劑）；
3. 成分調(diào)整：調(diào)整 C、Si 含量至目標(biāo)值（C 3.4%-3.8%，Si 2.0%-2.8%），出鐵溫度控制在 1480-1520℃（高于灰鑄鐵，保障球化劑溶解）。

三、環(huán)節(jié) 3：球化處理（核心：石墨球狀化改造）

1. 主流工藝：沖入法（成熟穩(wěn)定）

• 操作步驟：
  1. 鐵水包底部預(yù)鋪 “球化劑 + 覆蓋劑”：先放球化劑，再鋪珍珠巖（厚度 50mm，防沖散氧化）；
  2. 分兩次出鐵：60%-70% 鐵水快速?zèng)_入包中，利用沖擊力使球化劑與鐵水充分反應(yīng)（伴隨白煙噴濺，需防護(hù)）；
  3. 靜置扒渣：反應(yīng) 1-2 分鐘后，扒除表面浮渣，補(bǔ)充少量硅鐵，靜置 30 秒均勻成分。
• 關(guān)鍵控制：殘余鎂量需在 0.03%-0.08%（過低球化不良，過高產(chǎn)生白口 / 氣孔）；從處理到澆注需≤8 分鐘（避免鎂氧化）。

四、環(huán)節(jié) 4：孕育處理（優(yōu)化石墨質(zhì)量與基體組織）

1. 復(fù)合孕育方案（兩次孕育，精準(zhǔn)調(diào)控）

五、環(huán)節(jié) 5：澆注成型（適配高流動(dòng)性與低收縮需求）

1. 模具與澆注系統(tǒng)

• 模具：以樹脂砂型為主（高強(qiáng)度、低發(fā)氣），大型件需設(shè) “冷鐵”（加速凝固）和 “冒口”（補(bǔ)縮收縮）；
• 離心鑄造：大口徑管道專用工藝，鐵水在旋轉(zhuǎn)模具中成型，石墨球分布更均勻。

2. 澆注關(guān)鍵參數(shù)

• 澆注溫度：1380-1420℃（低于出鐵溫度，保障充型且避免縮孔）；
• 澆注速度：中型件 30-60 秒 / 件，大型件 1-3 分鐘 / 件，采用 “底注式 + 多澆口” 平穩(wěn)充型；
• 保溫開箱：鑄件在砂型中保溫 2-4 小時(shí)，冷卻至 200℃以下再開箱（防裂紋）。

六、環(huán)節(jié) 6：落砂清理與后期處理（保障精度與性能）

1. 落砂與清理

• 落砂：振動(dòng)落砂機(jī)分離鑄件與砂型（樹脂砂可回收）；
• 清理步驟：
  1. 切除澆冒口：氣割（大型件）或液壓剪（小型件），切口打磨平整；
  2. 表面處理：拋丸機(jī)去除粘砂 / 氧化皮，粗糙度達(dá) Ra12.5μm 以下；
  3. 內(nèi)腔清理：高壓水槍 / 壓縮空氣吹掃殘留砂芯。

2. 熱處理（調(diào)控基體，優(yōu)化力學(xué)性能）

3. 質(zhì)量檢測（全流程把控）

• 成分檢測：光譜儀測 C、Si、Mg、S 等元素；
• 金相檢測：顯微鏡觀察石墨球化率（≥85% 合格）、圓整度及基體組織；
• 力學(xué)檢測：拉伸試驗(yàn)測抗拉強(qiáng)度、延伸率；
• 無損檢測：超聲波查內(nèi)部缺陷，管道做水壓試驗(yàn)（1.5 倍工作壓力無泄漏）。

總結(jié)：球墨鑄鐵工藝流程核心邏輯

整個(gè)流程圍繞 “純凈鐵水→球化改造→細(xì)化優(yōu)化→成型調(diào)控” 展開，與灰鑄鐵相比，其核心差異在于增加球化 + 復(fù)合孕育環(huán)節(jié)、嚴(yán)苛控制雜質(zhì)與溫度、強(qiáng)化熱處理調(diào)控。這種精細(xì)化工藝雖使成本提升 30%-50%，但實(shí)現(xiàn)了 “鐵的鑄造性 + 鋼的強(qiáng)韌性” 的結(jié)合，成為高端裝備與基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵材料。

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