球铁件缩孔、夹渣(zhā)、石墨漂(piāo)浮(fú)三大(dà)缺(quē)陷(xiàn)处理
发布(bù)时间(jiān): 2020-04-09 来源:洛阳 JDB公司的主业是以基础设施建设工程和冶金矿山等为主题的装备制造业。公司主要产品有凿岩机、凿岩钻车钻架、凿岩钎具和气动工具等四个大类。产品广泛应用于交通设施、水电工程、能源开发、国防建设和机械制造等领域。和顺祥机(jī)械有限(xiàn)公司(sī) 点击:938
一、缩孔缩松(sōng)
1.影响因素
(1)碳(tàn)当量:提(tí)高碳量(liàng),增(zēng)大了(le)石墨化膨(péng)胀,可(kě)减少缩孔缩松。此外,提高碳当量还(hái)可(kě)提高球铁的(de)流动性,有利于补缩。生产优质铸件的经验公式为(wéi)C%+1/7Si%>3.9%。但提高(gāo)碳(tàn)当量(liàng)时,不应使铸件产生(shēng)石墨(mò)漂浮等其他缺(quē)陷。
(2)磷:铁液中含磷量偏高,使凝固范围(wéi)扩大,同时低熔点磷共晶在zui后凝固时得不到补给,以及使铸件外(wài)壳(ké)变(biàn)弱,因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。一般(bān)工厂控制含磷量小(xiǎo)于(yú)0.08%。
(3)稀土和镁:稀土残(cán)余量过高会恶(è)化石墨(mò)形状,降低球(qiú)化率,因(yīn)此稀土含量不宜太高(gāo)。而镁又是一个强烈稳定(dìng)碳化物的元素,阻(zǔ)碍石墨化。由此可(kě)见,残余镁量及残余(yú)稀(xī)土量会增加(jiā)球铁的白口倾向,使石(shí)墨膨胀减小,故当它们的含量较高(gāo)时,亦会增加缩孔、缩松(sōng)倾向。
(4)壁厚:当铸件(jiàn)表面形(xíng)成硬壳以后,内部的金属液温度越高(gāo),液态收缩就越大,则缩孔、缩松的容积不(bú)仅绝对值(zhí)增加,其相对值也增加。另外(wài),若壁厚变化太突然,孤立(lì)的厚断(duàn)面得(dé)不(bú)到(dào)补(bǔ)缩,使产生缩孔缩松倾向增大。
(5)温度:浇注(zhù)温度高,有利于(yú)补缩(suō),但太高会增加液态(tài)收缩量,对消除(chú)缩孔、缩松不利,所(suǒ)以应根据具体情(qíng)况合(hé)理选择浇注温度,一般(bān)以1300~1350℃为(wéi)宜。
(6)砂型的紧实度:若砂型的紧实度太低(dī)或不均匀,以致浇(jiāo)注后在金属静压力或膨(péng)胀力的作用下,产生型腔扩大的(de)现象,致使原来的(de)金(jīn)属(shǔ)不够(gòu)补缩而(ér)导(dǎo)致铸件(jiàn)产生缩孔缩松。
(7)浇冒口及冷铁(tiě):若浇注系(xì)统、冒口和冷铁设置不(bú)当(dāng),不能保证金属液(yè)顺序凝固;另外,冒口的数量(liàng)、大小以及与铸件的连接(jiē)当否(fǒu),将(jiāng)影响冒口的补缩效果。
2.防止措施
(1)控(kòng)制铁液成分:保持较高的碳当量(>3.9%);尽量降低磷含量(liàng)(<0.08%);降低残留镁量(<0.07%);采用稀(xī)土镁合金来(lái)处(chù)理,稀土(tǔ)氧化(huà)物残余量控制在(zài)0.02%~0.04%。
(2)工(gōng)艺设计要确保铸件在凝固中能从(cóng)冒口(kǒu)不断(duàn)地补充高温金属液,冒口的尺寸和数量要适当,力求做到顺序凝固(gù)。
(3)必要时采用冷铁与补贴来(lái)改(gǎi)变铸(zhù)件的(de)温度分布,以利于(yú)顺序凝固。
(4)浇注(zhù)温度应(yīng)在1300~1350℃,一包铁液的浇注时间不应超过(guò)25min,以免产生球化衰退。
(5)提(tí)高砂型的紧(jǐn)实度,一般不(bú)低(dī)于(yú)90;撞(zhuàng)砂(shā)均匀,含水(shuǐ)率(lǜ)不(bú)宜(yí)过高,保证铸型有足够的刚(gāng)度。
二、夹渣
1.影响因素
(1)硅:硅(guī)的氧化(huà)物(wù)也是夹(jiá)渣的(de)主要组成部分(fèn),因此尽可能降低含硅量。
(2)硫:铁(tiě)液中的硫化物是(shì)球铁件形成(chéng)夹渣(zhā)缺陷的主要原因之(zhī)一。硫化物的熔点比铁液熔点低(dī),在铁液(yè)凝固(gù)过程中(zhōng),硫化物将从(cóng)铁液中析出,增大了铁(tiě)液的粘度,使铁液中(zhōng)的熔渣或金属氧化物等(děng)不易上(shàng)浮。因而铁液中硫含量太高时,铸件易(yì)产生(shēng)夹渣。球墨铸铁(tiě)原(yuán)铁液含硫量(liàng)应(yīng)控制在0.06%以(yǐ)下,当它在0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺陷会急剧(jù)增加。
(3)稀土和镁(měi):近(jìn)年来研究认(rèn)为夹渣主(zhǔ)要(yào)是由于(yú)镁、稀(xī)土等(děng)元素(sù)氧化而(ér)致(zhì),因此残(cán)余镁(měi)和稀土不应太高。
(4)浇注温度:浇(jiāo)注温(wēn)度太(tài)低时,金属液(yè)内的金属氧化物(wù)等因金(jīn)属液的粘度(dù)太高,不易上浮至表面而残留在金属(shǔ)液内;温度太高时,金属液表面的熔渣变得太稀薄,不(bú)易自(zì)液体(tǐ)表(biǎo)面(miàn)去(qù)除(chú),往往随金属液流入型内。而实(shí)际生产(chǎn)中,浇注(zhù)温度太低是引起夹渣的(de)主要原因之一。此外,浇(jiāo)注温度(dù)的选取还应(yīng)考虑(lǜ)碳(tàn)、硅含量的(de)关系。
(5)浇注(zhù)系统:浇注系统设(shè)计应合理,具有挡渣功能(néng),使(shǐ)金属液能平稳地充填铸型,力求避免飞溅及紊流。
(6)型砂:若型砂表面粘附(fù)有多余的砂(shā)子或涂(tú)料,它们(men)可与(yǔ)金属液中的(de)氧化物合成熔渣(zhā),导致夹渣(zhā)产生;砂型的(de)紧实度不均(jun1)匀,紧实度低的型壁表(biǎo)面容(róng)易(yì)被金属液侵蚀和形(xíng)成(chéng)低熔点的化合物(wù),导致铸件产生夹渣。
2.防止措施
(1)控制铁液成分:尽量降低铁液中的含硫量(liàng)(<0.06%),适(shì)量加入(rù)稀土合金(jīn)(0.1%~0.2%)以净(jìng)化铁液,尽可能降低含硅量和残镁量。
(2)熔炼(liàn)工艺(yì):要(yào)尽量提高(gāo)金属液的出(chū)炉温度(dù),适宜(yí)的镇静(jìng),以利于(yú)非金属夹杂物(wù)的上浮、聚集。扒干净铁液表面的渣子,铁液(yè)表(biǎo)面应放覆盖剂(珍珠岩、草木灰(huī)等),防止铁液氧化。选择合适(shì)的浇注温度,zui好不低于1350℃。
(3)浇注系统要使铁液流(liú)动平稳,应(yīng)设有集渣包和挡渣(zhā)装置(如滤渣(zhā)网等(děng)),避(bì)免直浇道冲砂。
(4)铸(zhù)型紧实度应均匀,强度足(zú)够;合箱时应吹净铸型(xíng)中的砂(shā)子。
三、石墨漂浮
1.影响因素
(1)碳当(dāng)量:碳当量(liàng)过高,以(yǐ)致铁液在高温时就析出(chū)大量石墨(mò)。由(yóu)于石墨的密度比铁液小,在镁蒸(zhēng)汽的带(dài)动下,使石(shí)墨漂浮到(dào)铸件上部。碳当(dāng)量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出,碳当量太高是产(chǎn)生石墨漂浮的主(zhǔ)要原因,但不是单(dān)一原因,铸件大小(xiǎo)、壁厚(hòu)也是影响石墨漂浮的重要因素(sù)。
(2)硅:在碳当量不变的条件下,适(shì)当降低含硅量,有助于降低(dī)产生石(shí)墨漂浮(fú)的倾向。
(3)稀土:稀土含量过少时,碳(tàn)在铁液(yè)中(zhōng)的溶解度会降低,铁液将析出大量石墨,加重(chóng)石墨漂浮(fú)。
(4)球化温度与孕育温(wēn)度(dù):为(wéi)了提高镁及稀土(tǔ)元(yuán)素的吸收率,国内(nèi)试验研究(jiū)表明(míng),球化处理(lǐ)时zui适当的铁(tiě)液温度(dù)是(shì)1380~1450℃。在(zài)此(cǐ)温(wēn)度区间,随着(zhe)温度(dù)升(shēng)高(gāo),镁和稀土的吸收率增(zēng)加。
(5)浇注温度:一般(bān)情况下(xià),浇注温度越高,出(chū)现石墨漂浮的倾向(xiàng)越大,这是因为铸件长时(shí)间处于液态有(yǒu)利于(yú)石墨(mò)的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现(xiàn),若缩短凝固时间,随(suí)着(zhe)浇注温度升高,石墨(mò)漂浮倾向降低。
(6)滞(zhì)留时间:孕育处理后至浇注(zhù)完毕之间的停留时间(jiān)太长,为石墨的析(xī)出提供了条件,一般这(zhè)段时间应控制在10min以(yǐ)内。
2.防止措施
(1)调整化学成分,在保证球(qiú)化级别的前提下,降(jiàng)低铁液(yè)的碳当量,夏天高温(wēn)季节碳(tàn)当量(liàng)在4.3%~4.5%,冬天寒冷季节碳当量在4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
(2)严格高温(wēn)熔炼(liàn),低(dī)温浇(jiāo)注的(de)原则。铁液球化处理(lǐ)前,将铁液进行(háng)一段过热,铁液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处理(lǐ)时再将温度降至(zhì)1490~1510℃之间。
(3)严格控(kòng)制球化剂和孕(yùn)育剂颗(kē)粒度,球化剂粒(lì)度在(zài)Ø3~Ø15mm,孕(yùn)育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂(jì)和孕育剂(jì)的烘烤工序,坚持随(suí)流孕(yùn)育和多次孕育的原则,保证球化剂(jì)和孕育剂的吸收率,以及良好的孕(yùn)育效果。
(4)严格浇包(bāo)烘烤环节,通过浇包烘烤,保证球化处理过程中所需补充的(de)热量,降低铁(tiě)液的出炉温度,减少球化剂和孕育剂(jì)的烧损,保证球化剂和孕育剂在铁(tiě)液中的吸(xī)收率。
(5)通过培训,提(tí)高各工序操作人员(yuán)的知识、质量意识(shí),特别是调高浇注工的熟(shú)练程度,缩(suō)短球化处理后的(de)浇注时间。
(6)严格控制(zhì)消失模浇注过程中和浇注后的真空负压,以及浇注后真空负压的保(bǎo)持时间,保证浇(jiāo)注后铸件的凝固时(shí)间;及时清理真空管道,保证抽真空时气(qì)流畅(chàng)通,同时(shí),可根据浇注(zhù)实际情况,调整负压气体流量,尽(jìn)可能(néng)使模(mó)样(yàng)发气量与负压气体流量(liàng)比接近1:1。
(7)严格(gé)控制消失模(mó)模样的密度,在保证模样(yàng)强度的前提下,尽(jìn)可能降低模(mó)样(yàng)的密度,减少浇注过程中模样的发气(qì)量。
(8)高温季节,严格控制(zhì)干(gàn)砂(壳型)温度≤35℃,保证铸件的凝固速度,缩短(duǎn)铁液在(zài)液体停留的(de)时间(jiān)。
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