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      球铁(tiě)件缩孔、夹渣(zhā)、石墨漂浮(fú)三大缺陷处理(lǐ)

      发(fā)布时间: 2020-04-09 来源:洛阳米兰官方网页版和顺祥机械有限公司 点击:953

      球(qiú)铁件(jiàn)缩孔、夹渣、石墨漂浮三大缺陷处理

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      一、缩孔缩松

      1.影响因(yīn)素(sù)

      (1)碳当量(liàng):提高碳量,增大了石墨化膨胀,可(kě)减少缩孔(kǒng)缩松。此外(wài),提高碳当量还可提高球铁的流动(dòng)性,有利于补缩。生产优质铸件的(de)经(jīng)验公(gōng)式为(wéi)C%+1/7Si%>3.9%。但提(tí)高(gāo)碳当量时,不应使铸件产(chǎn)生(shēng)石墨漂浮(fú)等其他缺陷(xiàn)。

      (2)磷(lín):铁液(yè)中含(hán)磷量(liàng)偏高,使凝固(gù)范围扩大,同时低熔点磷共(gòng)晶在zui后凝固(gù)时得不到补给,以及使铸件(jiàn)外壳变弱,因此有增大缩孔、缩松(sōng)产生的倾向。一般工厂控制含磷量小于(yú)0.08%。

      (3)稀土和(hé)镁:稀土残余量过(guò)高会恶化石墨形状,降低球化(huà)率,因此稀土含量不宜太高(gāo)。而镁(měi)又是一个强烈稳定碳化物的元素,阻碍(ài)石墨(mò)化。由此可(kě)见,残余镁量及残余稀土量会增加(jiā)球铁的(de)白(bái)口倾向,使石(shí)墨膨胀减(jiǎn)小(xiǎo),故当它们的含量较高时(shí),亦会增加缩孔、缩(suō)松(sōng)倾向。

      (4)壁厚:当铸件表(biǎo)面形成硬壳以后(hòu),内部的(de)金属液温度越高,液态收缩就(jiù)越大,则缩孔、缩松的(de)容积不仅(jǐn)绝对值(zhí)增加,其相对值也增加。另(lìng)外,若壁(bì)厚(hòu)变化太突然,孤立的(de)厚断面得(dé)不(bú)到补缩,使(shǐ)产生缩孔缩松倾向增大。

      (5)温度:浇注温度高,有利于补缩,但太高(gāo)会增加液态(tài)收缩量,对消(xiāo)除缩孔、缩松不利,所以(yǐ)应(yīng)根据(jù)具体情况(kuàng)合理选择浇注(zhù)温度,一般以1300~1350℃为宜。

      (6)砂(shā)型的紧(jǐn)实度(dù):若砂型的(de)紧实度(dù)太低(dī)或不均匀,以致浇注后在(zài)金属静压力或膨(péng)胀力的作用(yòng)下,产生型腔(qiāng)扩大的(de)现象,致使原来(lái)的金属不够补(bǔ)缩而(ér)导(dǎo)致(zhì)铸件产生缩孔缩松(sōng)。

      (7)浇冒口及冷(lěng)铁:若浇(jiāo)注系统、冒口和冷铁设(shè)置(zhì)不当(dāng),不能(néng)保证金属(shǔ)液顺序凝固;另外,冒口的数量(liàng)、大小(xiǎo)以及与铸(zhù)件的(de)连接当否,将影(yǐng)响(xiǎng)冒口的(de)补缩(suō)效果。

      2.防(fáng)止(zhǐ)措施

      (1)控制铁液成(chéng)分:保(bǎo)持(chí)较高的碳当(dāng)量(>3.9%);尽量降低磷含量(liàng)(<0.08%);降低残留(liú)镁量(<0.07%);采用稀土镁合金来处理,稀(xī)土氧化(huà)物残余量控(kòng)制在0.02%~0.04%。

      (2)工艺(yì)设计(jì)要确保铸件在凝固中能(néng)从冒口不断地补充高温金属液,冒口的尺寸和数量要(yào)适当,力求做到顺序凝固。

      (3)必(bì)要时(shí)采用(yòng)冷(lěng)铁与补贴(tiē)来改(gǎi)变铸件的温度分布,以利于(yú)顺序凝(níng)固。

      (4)浇(jiāo)注温度应在1300~1350℃,一包铁液的浇注时间不(bú)应超过25min,以免产生球化衰退。

      (5)提高砂(shā)型的紧实度,一般不(bú)低于90;撞砂均匀,含水(shuǐ)率不宜过高,保证铸型有(yǒu)足够的刚度。

      二、夹渣

      1.影响因素

      (1)硅:硅的氧化物也是夹渣的(de)主要组成部(bù)分(fèn),因(yīn)此(cǐ)尽可能降低(dī)含硅(guī)量。

      (2)硫:铁液(yè)中的(de)硫化物(wù)是球(qiú)铁件形成夹渣缺(quē)陷的主要(yào)原因之(zhī)一。硫化物的熔点比铁液熔点低,在(zài)铁液凝固过程中(zhōng),硫(liú)化物将从铁液中(zhōng)析出,增大了铁液的(de)粘度,使铁液(yè)中(zhōng)的熔渣或金属(shǔ)氧化物等(děng)不易(yì)上浮。因而铁(tiě)液中(zhōng)硫含量太(tài)高(gāo)时,铸件易产生夹渣(zhā)。球墨铸铁原铁液(yè)含硫量应控(kòng)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(jiā)。

      (3)稀土(tǔ)和镁:近年来研(yán)究认为夹(jiá)渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而(ér)致,因此残余镁和稀(xī)土(tǔ)不(bú)应(yīng)太(tài)高。

      (4)浇注(zhù)温(wēn)度(dù):浇注温度(dù)太(tài)低(dī)时,金属液内的金属氧(yǎng)化物等因金属液的粘度太高,不易上浮至表面而残留在金属液内;温(wēn)度太(tài)高时(shí),金属液表面的(de)熔(róng)渣变得太稀薄(báo),不易自液体表面(miàn)去(qù)除,往往随金属液流入型内(nèi)。而(ér)实际生产中,浇注(zhù)温度太低是引起夹渣的主要原(yuán)因之一。此外,浇注(zhù)温度的选取(qǔ)还应考虑碳、硅含量的关系。

      (5)浇注系统(tǒng):浇注系统设计应合理,具有挡渣(zhā)功能,使金属液能平(píng)稳地充(chōng)填铸型,力求避免飞(fēi)溅(jiàn)及紊流。

      (6)型(xíng)砂:若型砂表面(miàn)粘附有多(duō)余的砂子或涂料,它们可与金属液中的(de)氧化物合成熔渣(zhā),导致夹渣产(chǎn)生;砂型的(de)紧实度不均匀,紧(jǐn)实(shí)度低的型(xíng)壁表面容易被金属液(yè)侵蚀和(hé)形成低熔点的化合物(wù),导致铸件产生夹渣。

      2.防止(zhǐ)措施

      (1)控制(zhì)铁液成分:尽量降低(dī)铁液中(zhōng)的含硫量(<0.06%),适量加入稀土合(hé)金(0.1%~0.2%)以净化铁液,尽(jìn)可(kě)能(néng)降(jiàng)低含硅量和残(cán)镁(měi)量。

      (2)熔(róng)炼工艺:要尽量(liàng)提高金属液的出炉温度,适宜(yí)的镇静,以利(lì)于非金属夹杂物的上浮、聚(jù)集。扒干净铁液(yè)表(biǎo)面的渣子(zǐ),铁液(yè)表面应放覆盖剂(珍珠岩、草木灰等),防止铁液氧化(huà)。选(xuǎn)择合(hé)适(shì)的浇注(zhù)温度(dù),zui好不低于(yú)1350℃。

      (3)浇注系(xì)统要使铁液流动平稳,应设有集渣(zhā)包和挡渣装置(如(rú)滤渣网等),避(bì)免直浇道冲砂。

      (4)铸型紧实(shí)度(dù)应均匀,强(qiáng)度足够;合(hé)箱时应吹净铸(zhù)型中的砂(shā)子(zǐ)。

      三、石墨漂浮

      1.影响(xiǎng)因(yīn)素

      (1)碳当量(liàng):碳(tàn)当量过高(gāo),以(yǐ)致(zhì)铁液(yè)在高温时就(jiù)析出大量石墨。由于石墨的密(mì)度比铁液小,在镁(měi)蒸汽的带动下,使石墨漂浮(fú)到铸件上部(bù)。碳当量越高,石墨漂浮现象(xiàng)越严重。应当(dāng)指出,碳当量太高是(shì)产生石墨漂浮的主要原因,但不是(shì)单一原因,铸件大小、壁厚(hòu)也是影响石(shí)墨漂浮的重要(yào)因素。

      (2)硅:在碳当量不变的条(tiáo)件下,适当降低含硅量,有助于降低(dī)产生(shēng)石墨漂浮(fú)的倾向(xiàng)。

      (3)稀土:稀土(tǔ)含量过少时,碳在铁(tiě)液中的溶(róng)解度会降(jiàng)低,铁液将析出大量石墨,加重石墨漂浮。

      (4)球化温度与孕育温度:为了提高(gāo)镁及(jí)稀土(tǔ)元(yuán)素的吸收率,国内试验研(yán)究表明,球化处理时zui适当的(de)铁液温度是(shì)1380~1450℃。在(zài)此温度区间,随着温(wēn)度(dù)升高,镁和稀土的吸收率增加。

      (5)浇(jiāo)注温度:一般情况下,浇注温度(dù)越高,出现(xiàn)石墨漂浮的倾向越大(dà),这是因为铸件(jiàn)长时间处于液态(tài)有利于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现(xiàn),若缩短凝固时间,随(suí)着浇注(zhù)温度升高,石墨(mò)漂浮倾向(xiàng)降低。

      (6)滞留时(shí)间(jiān):孕育处理后至浇注完(wán)毕之间的停留时(shí)间太长(zhǎng),为石墨的析出提供了条件,一(yī)般(bān)这(zhè)段(duàn)时间应控制在10min以内。

      2.防止措施(shī)

      (1)调整(zhěng)化(huà)学成(chéng)分,在保证球化级别的前提下,降(jiàng)低铁液的(de)碳(tàn)当量(liàng),夏天高温季节(jiē)碳(tàn)当量在4.3%~4.5%,冬天(tiān)寒冷季节碳当量在4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。

      (2)严格高(gāo)温熔(róng)炼,低温浇注的原则。铁液球化处理前,将铁液进行一段过热,铁(tiě)液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处理时(shí)再将温度降至(zhì)1490~1510℃之间。

      (3)严格控制球化(huà)剂和孕育剂颗粒(lì)度,球化剂粒(lì)度在Ø3~Ø15mm,孕(yùn)育剂粒度在(zài)Ø3~Ø10mm以(yǐ)及球(qiú)化(huà)剂和孕育剂的烘烤工序,坚持随流(liú)孕(yùn)育和多次孕育的(de)原则,保(bǎo)证球化剂(jì)和孕育剂的(de)吸收率,以及良好的孕(yùn)育效果。

      (4)严格(gé)浇包烘烤环节,通过浇包(bāo)烘烤,保证球化处理(lǐ)过程中所(suǒ)需补充的热量,降(jiàng)低铁液的出炉温(wēn)度,减少球化剂(jì)和孕育剂的烧损,保证球化剂和孕育剂在铁液中的吸收率。

      (5)通过培训,提(tí)高各工(gōng)序操作人员的知识、质量意识(shí),特别是调高浇注工的熟练程(chéng)度,缩短球(qiú)化(huà)处理后的浇注时间。

      (6)严(yán)格控制消失模浇注过程中和浇注后的真(zhēn)空负压,以及(jí)浇注(zhù)后真空负压的保(bǎo)持时间,保证浇(jiāo)注后铸(zhù)件的凝固时间;及时清理真空管道,保证抽真空时气(qì)流畅通,同时,可根据浇(jiāo)注(zhù)实际情(qíng)况,调整负压气体流量,尽可能(néng)使(shǐ)模(mó)样(yàng)发(fā)气(qì)量与负压气体(tǐ)流量比接近1:1。

      (7)严格控(kòng)制消失模模样的密度,在(zài)保证模样强度的前提(tí)下,尽可能降低模样的密度(dù),减少浇注(zhù)过(guò)程中模样(yàng)的发气量。

      (8)高温季(jì)节(jiē),严格控制干砂(壳型)温度(dù)≤35℃,保证铸件的(de)凝固速度,缩短铁液在(zài)液体(tǐ)停留(liú)的(de)时间。

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