一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法技术

本发明专利技术涉及球墨铸铁铸件生产领域，主要用于精准计算球墨铸铁件的总碳当量，本方法是用于辅助球墨铸铁件生产。本发明专利技术公开了一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，包括以下步骤：用CE作为球铁总碳当量值，设计公式CE＝(K

【技术实现步骤摘要】
一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法


[0001]本专利技术涉及球墨铸铁铸件生产
，尤其是涉及一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法。

技术介绍

[0002]铸造业是国家基础工业之一，其产品涉及军工、民用、航天、铁路、汽车、电力设备、基础建设、各种工农机械制造等。铸造件简称铸件，分为有色铸件和黑色铸件，黑色铸件又细分为铸铁件和铸钢件。
[0003]铸铁件通常含2％
‑
4％的碳，常温下铸件中的碳大部分以不同形状的石墨形态出现。根据不同的石墨形态，铸铁件细分为球墨铸铁、灰铸铁、蠕墨铸铁等等。随着技术的不断进步，以及使用要求不断提高，球墨铸铁铸件在黑色铸件中的占比越来越高。
[0004]在球墨铸铁件生产过程中，铸件成分的碳当量是及其重要的。各元素的碳当量是指将铸铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响，折算成碳的数值。铸造工作者实际使用的是各元素碳当量的总和。例如，在纯铁碳二元相图中，共晶点的碳含量是4.26
‑
4.27。从理论上看，铁水成分的总碳当量值越接近共晶点，铁水的疏松/缩松倾向越小。但是，实际生产的铸件，除了含有Fe、C元素以外，还含有Si、Mn、P、S、Cu、Sn等等元素，有的铸件还刻意加入Ni、Mo、Sb、Cr等元素来使铸件达到特定的性能。元素之间是否存在相互影响，各合金元素是以固溶态存在还是以化合物态析出，在这种情况下，计算铸件总碳当量时就不能按照理论来计算，这是一个方面。
[0005]另一个方面，相图中所给出的值是在无限缓慢冷却的情况下计算的平衡值。实际铸件生产过程中，铸件的冷却情况有较大的差异，是动态凝固。在这种动态凝固的过程中，残余铁水成分一直在变化。因此，计算总碳当量的值就和理论有一定出入。
[0006]正是由于以上因素的复杂性，铸造工作者往往是根据过往经验，简单计算。有的仅使用C和Si的值来计算，有的直接使用炉前碳硅仪的显示结果。这两种方法都有较大的风险，前一个在合金铸铁中往往不能反映铁水真实的情况，而球铁往往又需要添加大量合金；后一个过于依赖仪器，仪器既有实际检测误差和诸多干扰因素，又有误操作风险。取同一飘铁水在同一仪器上同时检测，出来的结果90％都有差异。因此，需要一套较全面的理论结合实际的计算方法，此方法还需要能够得到验证。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，其可以有效的适用于多组分球墨铸铁件的总碳当量计算。通过此方法可以更符合实际的指导球墨铸铁件的生产和研究。铸造工作者可以根据实际生产成分、热分析数据进行统计、验证和优化系数。以达到有效指导铸造工作者生产、研发、质控等要求。
[0008]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0009]一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，包括以下步骤：用CE作为球铁总碳当
量值，设计公式CE＝(K
C
×
C％)+(K
Si
×
Si％)+(K
Mn
×
Mn％)+(K
P
×
P％)+(K
S
×
S％)+(K
Cr
×
Cr％)+(K
V
×
V％)+(K
Al
×
Al％)+(K
Cu
×
Cu％)+(K
Ni
×
Ni％)+(K
Mo
×
Mo％)。
[0010]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：C％是实测铁水中碳的含量，质量百分比；K
C
是铁水中碳的“碳当量”系数；
[0011]Si％是实测铁水中硅的含量，质量百分比；K
Si
是铁水中硅的“碳当量”系数；
[0012]Mn％是实测铁水中锰的含量，质量百分比；K
Mn
是铁水中锰的“碳当量”系数；
[0013]P％是实测铁水中磷的含量，质量百分比；K
P
是铁水中磷的“碳当量”系数；
[0014]S％是实测铁水中硫的含量，质量百分比；K
S
是铁水中硫的“碳当量”系数；
[0015]Cr％是实测铁水中铬的含量，质量百分比；K
Cr
是铁水中铬的“碳当量”系数；
[0016]V％是实测铁水中钒的含量，质量百分比。K
V
是铁水中钒的“碳当量”系数；
[0017]Al％是实测铁水中铝的含量，质量百分比；K
Al
是铁水中铝的“碳当量”系数；
[0018]Cu％是实测铁水中铜的含量，质量百分比；K
Cu
是铁水中铜的“碳当量”系数；
[0019]Ni％是实测铁水中镍的含量，质量百分比；K
Ni
是铁水中镍的“碳当量”系数；
[0020]Mo％是实测铁水中钼的含量，质量百分比；K
Mo
是铁水中钼的“碳当量”系数。
[0021]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：K
C
默认为1，K
Si
范围在0.25至0.33。
[0022]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：K
Mn
范围在0.025至0.030，K
P
范围在0.28至0.35。
[0023]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：K
S
范围在0.32至0.38，K
Cr
范围在
‑
0.07至
‑
0.06。
[0024]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：K
V
范围在
‑
0.14至
‑
0.13，K
Al
范围在0.2至0.3。
[0025]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：K
Cu
范围在0.06至0.08，K
Ni
范围在0.05至0.06。
[0026]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0027]本专利技术公开了一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，其可以有效的适用于多组分球墨铸铁件的总碳当量计算。通过此方法可以更符合实际的指导球墨铸铁件的生产和研究。铸造工作者可以根据实际生产成分、热分析数据进行统计、验证和优化系数。以达到有效指导铸造工作者生产、研发、质控等要求。
[0028]本专利技术中的公式适用于常规球墨铸铁件的生产。厂家有条件的情况下，可以根据实际生产结果和检测的情况进行长期验证和修正。检测数据包括铁水的实测化学成分、热分析仪测出的共晶温度和液相温度、碳硅仪测试出来的碳当量、碳硫仪测试出来的碳和硫含量，有条件的话可以使用DSC仪器(差式扫描量热仪)测出实际DSC和TG(热重)曲线。通过不同成分的铁水数据，做统计验证和校正，最终得到最适合本厂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：用CE作为球铁总碳当量值，设计公式CE＝(K
C
×
C％)+(K
Si
×
Si％)+(K
Mn
×
Mn％)+(K
P
×
P％)+(K
S
×
S％)+(K
Cr
×
Cr％)+(K
V
×
V％)+(K
Al
×
Al％)+(K
Cu
×
Cu％)+(K
Ni
×
Ni％)+(K
Mo
×
Mo％)。2.根据权利要求1所述的一种用于球墨铸铁件的碳当量计算的方法，其特征在于，C％是实测铁水中碳的含量，质量百分比；K
C
是铁水中碳的“碳当量”系数；Si％是实测铁水中硅的含量，质量百分比；K
Si
是铁水中硅的“碳当量”系数；Mn％是实测铁水中锰的含量，质量百分比；K
Mn
是铁水中锰的“碳当量”系数；P％是实测铁水中磷的含量，质量百分比；K
P
是铁水中磷的“碳当量”系数；S％是实测铁水中硫的含量，质量百分比；K
S
是铁水中硫的“碳当量”系数；Cr％是实测铁水中铬的含量，质量百分比；K
Cr
是铁水中铬的“碳当量”系数；V％是实测铁水中钒的含量，质量百分比。K
V
是铁水中钒的“碳当量”系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，潘尚敏，
申请(专利权)人：上海铸米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：