球铁件缩孔、夹渣、石(shí)墨(mò)漂浮(fú)三大缺陷处(chù)理(lǐ)
发布时间: 2020-04-09 来源:洛阳欧宝官方web站和顺祥机(jī)械有(yǒu)限公司(sī) 点(diǎn)击:954
一、缩(suō)孔缩松
1.影响因素(sù)
(1)碳当量:提高碳量,增大了石(shí)墨化膨胀,可减(jiǎn)少缩孔缩松。此外(wài),提高碳当量(liàng)还可提高球铁(tiě)的流动性,有利于(yú)补缩(suō)。生产优质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提(tí)高碳当量时,不应使铸(zhù)件(jiàn)产生石(shí)墨漂(piāo)浮等其他缺陷。
(2)磷:铁液(yè)中(zhōng)含磷量偏高,使凝固(gù)范围扩大,同时低熔点磷(lín)共晶在zui后(hòu)凝固时得不(bú)到补给,以及使铸件外壳(ké)变弱,因此有增(zēng)大缩孔、缩松产生的倾向。一般工厂控制含磷量小于0.08%。
(3)稀(xī)土和镁(měi):稀土残(cán)余量过高(gāo)会(huì)恶化石(shí)墨形(xíng)状(zhuàng),降低(dī)球化率(lǜ),因此(cǐ)稀土含量不宜(yí)太高(gāo)。而(ér)镁又是(shì)一个强(qiáng)烈稳定碳化物的(de)元素,阻(zǔ)碍石墨化。由此可见,残余镁量及残余稀土量(liàng)会增加(jiā)球铁的白口倾向,使(shǐ)石墨(mò)膨胀(zhàng)减小,故当它们(men)的(de)含量较高时,亦会增加缩孔、缩松倾向。
(4)壁厚:当铸件表面形成硬壳以后,内部的(de)金属液温度越高,液态(tài)收缩就越大,则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加(jiā),其(qí)相对值也增加。另外,若壁(bì)厚变化太突然(rán),孤立(lì)的厚断面得不到补缩,使产生缩孔缩松(sōng)倾向增大。
(5)温度:浇注温度高,有利于补缩,但太高会增加液态收缩量,对消除缩孔、缩松不利,所以应根据具体情况合(hé)理选择浇注温度,一般以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(zhì)浇注后在金属静压力或(huò)膨(péng)胀力的作用下,产生(shēng)型腔扩大的现(xiàn)象,致(zhì)使原来的金属不够补缩(suō)而导致铸件(jiàn)产生缩孔缩(suō)松。
(7)浇冒口及冷铁:若浇注系统、冒口和(hé)冷铁设置不当,不能保证金属液顺序凝固(gù);另外,冒口的数量、大小(xiǎo)以及与铸件的连接当否,将(jiāng)影响冒口的(de)补缩效果。
2.防止措施
(1)控制铁液成分(fèn):保持较高的(de)碳当量(>3.9%);尽量(liàng)降低磷含量(<0.08%);降(jiàng)低残(cán)留(liú)镁量(<0.07%);采用稀土镁(měi)合金来处理(lǐ),稀土氧化物残余量(liàng)控制在0.02%~0.04%。
(2)工艺(yì)设(shè)计要确保铸(zhù)件(jiàn)在凝固(gù)中能从冒口不(bú)断地补充高温金属液,冒口(kǒu)的尺寸和数(shù)量(liàng)要适当(dāng),力求做到顺序凝固。
(3)必要时采用冷铁与补贴来(lái)改变(biàn)铸件的温度分布,以利(lì)于顺序凝固。
(4)浇(jiāo)注温(wēn)度应在1300~1350℃,一包铁液的浇注时间不(bú)应(yīng)超过(guò)25min,以免产生球化衰(shuāi)退(tuì)。
(5)提高(gāo)砂型的(de)紧(jǐn)实(shí)度,一般不低于90;撞砂均(jun1)匀,含水率不宜过高(gāo),保证铸(zhù)型有(yǒu)足(zú)够的(de)刚度。
二、夹渣
1.影(yǐng)响因素
(1)硅:硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分,因(yīn)此尽可能降低含硅(guī)量(liàng)。
(2)硫:铁液中的硫化物是(shì)球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。硫化物(wù)的(de)熔点比铁液熔点低(dī),在(zài)铁液凝(níng)固(gù)过程中,硫化物将从铁液中析出,增大了铁液(yè)的粘度,使铁液(yè)中的熔渣或金属氧化物等(děng)不易上(shàng)浮。因而铁液中硫含量(liàng)太(tài)高时,铸件易产生夹(jiá)渣(zhā)。球(qiú)墨铸(zhù)铁(tiě)原铁液含(hán)硫(liú)量应(yīng)控制在0.06%以下,当它在0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺陷会急剧增加。
(3)稀土和镁:近年来研究认为夹渣主要(yào)是由于镁、稀土等元素氧化而致,因此残(cán)余镁和稀土不应(yīng)太高。
(4)浇注温度:浇注温(wēn)度太低时,金属液内的(de)金属氧化物等因金(jīn)属液的(de)粘度太(tài)高,不(bú)易上浮至(zhì)表面(miàn)而残(cán)留在(zài)金属液内;温(wēn)度太高时,金属(shǔ)液表(biǎo)面的熔渣变(biàn)得太稀(xī)薄,不(bú)易自液体表面去除,往往随金属液流入型内。而实际生产中,浇(jiāo)注温度太(tài)低是引(yǐn)起夹渣的主要原因之一。此外,浇(jiāo)注温(wēn)度的选取还应(yīng)考虑碳、硅含量的关系(xì)。
(5)浇注系统:浇注系统(tǒng)设计应合理,具有挡(dǎng)渣(zhā)功能,使金属液能平稳地充填铸型,力(lì)求避免飞溅及(jí)紊流。
(6)型砂:若型(xíng)砂表面粘附有(yǒu)多(duō)余的(de)砂子或涂(tú)料(liào),它们可(kě)与金属液中的氧化物合成熔渣,导致夹渣产生;砂型的紧实度(dù)不均匀,紧实度(dù)低的型壁表面容易被金属(shǔ)液侵蚀和(hé)形(xíng)成低(dī)熔点(diǎn)的化(huà)合物,导(dǎo)致铸件产生(shēng)夹渣。
2.防止(zhǐ)措施
(1)控制铁液成(chéng)分:尽量(liàng)降低铁液中的(de)含硫量(<0.06%),适量加入稀土合金(jīn)(0.1%~0.2%)以净化铁液,尽可能(néng)降低(dī)含硅量和残镁量。
(2)熔炼工(gōng)艺(yì):要(yào)尽(jìn)量提高金属液的(de)出炉温度,适宜的镇静(jìng),以利于非金属(shǔ)夹杂物的上浮、聚集。扒干(gàn)净铁液表面的(de)渣子,铁液表面应(yīng)放覆(fù)盖剂(珍珠岩(yán)、草木(mù)灰等(děng)),防止(zhǐ)铁液氧化(huà)。选择合适的浇注温度,zui好不(bú)低于1350℃。
(3)浇注系统(tǒng)要使铁液流动平稳,应设有集渣(zhā)包和挡渣装置(如滤(lǜ)渣网等),避免直浇道(dào)冲砂。
(4)铸型紧实度应均匀,强度(dù)足够;合箱时应吹净(jìng)铸型中的砂子。
三、石(shí)墨(mò)漂浮
1.影响(xiǎng)因素
(1)碳当量(liàng):碳当量过高,以致铁液(yè)在高温时就析出大量石(shí)墨。由于石(shí)墨的密度比铁液(yè)小(xiǎo),在镁蒸汽的带动下,使(shǐ)石墨漂(piāo)浮到铸件上部。碳当(dāng)量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出,碳当量太高(gāo)是产生石墨漂浮(fú)的(de)主(zhǔ)要原因,但不是单一原(yuán)因(yīn),铸件大小、壁厚也是影响(xiǎng)石墨漂浮的重(chóng)要因素。
(2)硅:在碳(tàn)当量(liàng)不变(biàn)的条(tiáo)件(jiàn)下,适当降低含硅量,有助于降低产生石墨漂浮的(de)倾(qīng)向。
(3)稀土:稀土含量过少(shǎo)时(shí),碳在铁液中(zhōng)的溶解度会降低,铁(tiě)液将析出大量石墨,加重石(shí)墨(mò)漂浮。
(4)球化温度与孕育温(wēn)度:为了提(tí)高镁及稀土元素的吸(xī)收率,国内试验(yàn)研究表(biǎo)明(míng),球(qiú)化处理时(shí)zui适当(dāng)的铁液温度是1380~1450℃。在此温度区间,随着温度升(shēng)高,镁和稀土的吸收率(lǜ)增加。
(5)浇注温度:一(yī)般情况(kuàng)下(xià),浇注温度越高,出现石(shí)墨漂(piāo)浮的倾向越大,这是因(yīn)为(wéi)铸件(jiàn)长时间处于液态有(yǒu)利于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现,若缩(suō)短凝固时间,随着浇注温度升高,石墨(mò)漂(piāo)浮倾向降低。
(6)滞留时间:孕育处理后至浇注完毕之间的停留时(shí)间(jiān)太长,为(wéi)石墨的析出(chū)提(tí)供了条件,一(yī)般这(zhè)段时间应控制在(zài)10min以内(nèi)。
2.防止措施
(1)调整化(huà)学成分,在保证球化级(jí)别的前提下,降(jiàng)低铁液(yè)的(de)碳当量,夏(xià)天高温季(jì)节碳当量在4.3%~4.5%,冬天寒(hán)冷季(jì)节碳当(dāng)量在4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
(2)严(yán)格高温熔炼,低(dī)温浇注的原则。铁液球化处理前,将铁液进行一段过(guò)热,铁液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处理时再(zài)将温(wēn)度降至1490~1510℃之间。
(3)严格控制球化剂和孕育剂颗粒度,球(qiú)化剂粒度在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒(lì)度在Ø3~Ø10mm以及球化剂和(hé)孕育剂的(de)烘烤工序,坚(jiān)持(chí)随流孕育和多(duō)次孕育的原则(zé),保证球化(huà)剂(jì)和孕育剂的吸收(shōu)率(lǜ),以及(jí)良(liáng)好(hǎo)的孕育效(xiào)果。
(4)严格浇包(bāo)烘烤(kǎo)环节,通过浇包烘烤,保(bǎo)证球(qiú)化(huà)处理(lǐ)过程中所需补充的热量,降低铁(tiě)液的(de)出炉温度,减(jiǎn)少球(qiú)化剂和孕(yùn)育剂的烧损,保证球化剂和(hé)孕(yùn)育(yù)剂(jì)在铁液中的吸(xī)收率。
(5)通过培训,提高(gāo)各工序操(cāo)作人员的知识、质量意识,特(tè)别是(shì)调高浇(jiāo)注(zhù)工(gōng)的(de)熟练程(chéng)度,缩短(duǎn)球(qiú)化处(chù)理后的浇(jiāo)注时间。
(6)严格控制消失模浇注过程中和浇注后的真空负压,以及浇注(zhù)后真(zhēn)空负压的保持时间(jiān),保(bǎo)证浇注后铸件的凝固(gù)时间;及时(shí)清理真空管道,保证抽真空(kōng)时气流畅通,同(tóng)时(shí),可根据浇注实际情况,调整(zhěng)负压(yā)气体流量,尽可能使模样发气量与负(fù)压气体(tǐ)流量比(bǐ)接(jiē)近1:1。
(7)严(yán)格控制消失模模样(yàng)的密(mì)度,在(zài)保证(zhèng)模样强度的前提下,尽可(kě)能降低模样的密(mì)度,减少浇注过程中模样的(de)发气量。
(8)高温(wēn)季节,严格控制干砂(壳型)温度≤35℃,保证铸件的凝固速(sù)度,缩短铁液在液体停(tíng)留的时(shí)间。
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