球铁件缩孔(kǒng)、夹渣、石(shí)墨漂浮三(sān)大缺陷处理
发布时间: 2020-04-09 来源:洛阳PG电子和顺祥机(jī)械有限公司 点击:939
一、缩孔缩松(sōng)
1.影响因素
(1)碳当量:提高(gāo)碳量,增(zēng)大了石墨(mò)化膨(péng)胀,可减少缩孔缩松。此外,提(tí)高碳当量还可提(tí)高球铁的流(liú)动性,有利(lì)于补缩(suō)。生产(chǎn)优(yōu)质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳当量(liàng)时,不(bú)应使铸件产(chǎn)生石墨漂浮等其(qí)他缺陷。
(2)磷:铁液中含磷量偏高,使凝固范围扩大,同时低熔点磷共晶在zui后凝固(gù)时得不到补给,以及使铸件外壳变弱,因此有增大缩孔、缩松(sōng)产生的(de)倾向。一般(bān)工厂(chǎng)控制含磷量小于0.08%。
(3)稀土和(hé)镁:稀土残余量过(guò)高会恶化(huà)石墨形状(zhuàng),降(jiàng)低球化率,因此稀土含量(liàng)不宜太高。而镁又是一个强(qiáng)烈稳定碳化(huà)物的元素,阻碍石墨化(huà)。由此(cǐ)可见,残余镁量及残余稀土量会增加球铁(tiě)的白(bái)口倾向,使石墨膨胀减小,故当它(tā)们(men)的(de)含(hán)量较高时,亦(yì)会(huì)增(zēng)加缩孔、缩松倾(qīng)向。
(4)壁厚(hòu):当铸(zhù)件表(biǎo)面(miàn)形成(chéng)硬壳(ké)以后,内部的金属(shǔ)液(yè)温度越高,液态收缩就(jiù)越大,则(zé)缩孔、缩松的容积不(bú)仅绝对值增加,其相对值也增加。另(lìng)外,若壁厚变化太突(tū)然,孤(gū)立的(de)厚断面(miàn)得不到补缩,使产生缩孔缩松倾向增大。
(5)温度:浇注温(wēn)度高,有(yǒu)利于补(bǔ)缩,但太高会增加液态收缩量(liàng),对消(xiāo)除缩孔、缩松不(bú)利,所以应根据具体情(qíng)况合理选择浇(jiāo)注温度,一般以1300~1350℃为宜。
(6)砂型的紧实度:若砂型的(de)紧实(shí)度太低或不均匀(yún),以致浇(jiāo)注后在金属静压力或膨胀力的作用下,产生型腔(qiāng)扩大的(de)现(xiàn)象,致使原来的金属不够补缩而导致铸件(jiàn)产(chǎn)生缩孔缩松(sōng)。
(7)浇(jiāo)冒口及(jí)冷铁:若浇注系统、冒口和冷铁(tiě)设置(zhì)不当,不能保证金属液顺序凝固;另外,冒口的(de)数量、大小以及与铸件的连接当否,将影响冒口(kǒu)的补(bǔ)缩效果(guǒ)。
2.防止(zhǐ)措施(shī)
(1)控制铁液成分:保持较高的碳当量(>3.9%);尽量降低磷(lín)含量(<0.08%);降低残留镁(měi)量(<0.07%);采用稀土(tǔ)镁合金来处理,稀土氧化(huà)物残余量控制在0.02%~0.04%。
(2)工艺设计要确保铸件在(zài)凝(níng)固中能从冒口不断地(dì)补充高温(wēn)金属液,冒口的尺寸和数量要适当,力求做到(dào)顺序凝固。
(3)必(bì)要时采用冷铁与补(bǔ)贴来改变铸件的温度分布,以利于顺序凝固。
(4)浇注温度(dù)应在1300~1350℃,一包铁液的(de)浇注时间不应超过25min,以免(miǎn)产生球化衰退。
(5)提高砂(shā)型的紧(jǐn)实度,一般不低(dī)于90;撞砂均匀(yún),含水率不宜过高,保证铸型有足够的刚度。
二、夹渣(zhā)
1.影响因素
(1)硅(guī):硅的氧(yǎng)化(huà)物(wù)也是夹(jiá)渣的主(zhǔ)要组成部分,因此尽可能降(jiàng)低含硅量。
(2)硫(liú):铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要(yào)原(yuán)因(yīn)之(zhī)一。硫化物的(de)熔点比铁液熔(róng)点低,在铁液(yè)凝固(gù)过程中,硫化物将从铁液中析出,增(zēng)大了铁(tiě)液的粘度(dù),使铁(tiě)液中的熔渣(zhā)或金属氧化物等不易(yì)上(shàng)浮。因而铁液中硫含(hán)量(liàng)太高时,铸(zhù)件(jiàn)易(yì)产生(shēng)夹渣。球墨铸铁原铁液含硫量应控制在0.06%以下,当它在0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺陷会急剧(jù)增加。
(3)稀(xī)土和镁:近年(nián)来(lái)研究(jiū)认(rèn)为夹渣主要是由于镁、稀土等(děng)元素氧化(huà)而(ér)致,因此(cǐ)残余镁和稀土不应(yīng)太(tài)高。
(4)浇注温度:浇注温度太低(dī)时,金属液内的金属氧化物等(děng)因金属(shǔ)液的(de)粘度太(tài)高,不易上浮(fú)至表面而残留(liú)在(zài)金(jīn)属液内;温度太高时(shí),金属液表面的熔渣(zhā)变(biàn)得(dé)太稀薄,不易自(zì)液体(tǐ)表面去除,往往随金属液流入型(xíng)内。而实际生产中,浇注温度太低是引起夹(jiá)渣的主要原因之一(yī)。此外,浇注温度的选取还应(yīng)考虑碳、硅含量的关系。
(5)浇注系统(tǒng):浇注系统设计(jì)应合理,具有挡渣功能,使金属液能(néng)平稳地充填铸型,力求(qiú)避免(miǎn)飞溅及紊流(liú)。
(6)型砂:若型砂表面粘附(fù)有(yǒu)多余的砂子或涂料(liào),它们可(kě)与金属液中的氧化(huà)物合成熔(róng)渣,导致(zhì)夹渣产生;砂型的紧实度不均匀,紧实度(dù)低的型壁表(biǎo)面容易被金属液侵蚀和形成(chéng)低熔点的化(huà)合(hé)物,导致铸件产生夹(jiá)渣。
2.防(fáng)止措施
(1)控制铁液成(chéng)分:尽量降低铁液中的含硫量(<0.06%),适量(liàng)加(jiā)入(rù)稀(xī)土合金(0.1%~0.2%)以净化铁液,尽可(kě)能降低含硅量和残镁量。
(2)熔炼工(gōng)艺:要尽量(liàng)提(tí)高金属液的(de)出炉温(wēn)度,适宜的镇静,以利(lì)于非金属(shǔ)夹杂物的上浮、聚(jù)集。扒干净铁液表(biǎo)面的渣子(zǐ),铁液表面应放覆盖剂(珍(zhēn)珠岩(yán)、草(cǎo)木(mù)灰(huī)等),防止铁液氧化。选择(zé)合适的浇注温度,zui好不低(dī)于1350℃。
(3)浇注(zhù)系统要使铁液流(liú)动平稳,应(yīng)设有集渣(zhā)包和挡渣装置(如滤渣网等),避(bì)免直浇道(dào)冲(chōng)砂。
(4)铸(zhù)型紧实度应均匀,强度(dù)足够;合(hé)箱时应吹净铸型(xíng)中的砂(shā)子。
三、石墨漂浮
1.影响因素
(1)碳当量:碳(tàn)当量过(guò)高,以致铁液在高温时就析出大量石墨。由于石墨的密度比铁(tiě)液小,在镁蒸汽的带动下,使石墨(mò)漂浮到铸件上部。碳当(dāng)量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出,碳当量太高是产(chǎn)生石墨漂浮的主要原因,但不(bú)是单一原因,铸件大(dà)小、壁厚也是影响石墨漂浮的重要(yào)因素。
(2)硅:在(zài)碳当量不变的条件(jiàn)下,适当降低含硅量,有(yǒu)助于降低产生石墨漂(piāo)浮的(de)倾向。
(3)稀(xī)土:稀土含量过少时,碳在铁液中的溶(róng)解度(dù)会降低,铁液将析出大量(liàng)石墨,加(jiā)重石墨(mò)漂浮(fú)。
(4)球化温度与孕育(yù)温度:为了提高(gāo)镁及(jí)稀(xī)土元素的吸(xī)收率(lǜ),国内试验(yàn)研究表明,球化处理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温度区(qū)间,随着温度升(shēng)高,镁和稀土(tǔ)的吸收率增加(jiā)。
(5)浇注(zhù)温度:一(yī)般情况下,浇(jiāo)注温度越高,出现石墨漂浮的倾向越大,这是因为铸(zhù)件长时间(jiān)处于液态有利于石墨的析(xī)出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发(fā)现,若缩短凝(níng)固时间(jiān),随着(zhe)浇注(zhù)温度(dù)升高,石墨漂浮倾向降(jiàng)低。
(6)滞留时间:孕育处理后至浇(jiāo)注完毕(bì)之间的停留时间太长,为(wéi)石墨(mò)的析出提供了(le)条件(jiàn),一般这段时间应控制在10min以内。
2.防止措(cuò)施
(1)调(diào)整化学成分,在保证球化级别(bié)的前提下,降低铁液的碳当(dāng)量,夏天(tiān)高(gāo)温季节碳当量在4.3%~4.5%,冬天寒冷季节(jiē)碳当量在(zài)4.4%~4.7%,铁(tiě)液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
(2)严格高(gāo)温熔(róng)炼,低(dī)温浇注的原(yuán)则。铁液球化处理前(qián),将铁液进行一段(duàn)过热,铁液温度可(kě)在1530~1550℃保持3~5min,球(qiú)化处理时再将温度(dù)降(jiàng)至1490~1510℃之(zhī)间。
(3)严格控(kòng)制球化剂(jì)和孕育剂颗(kē)粒度,球化剂粒度在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒度在Ø3~Ø10mm以(yǐ)及球化剂和孕育(yù)剂的烘烤(kǎo)工序,坚持(chí)随流孕育(yù)和多次孕育的原则,保证球化剂和孕育剂的吸收(shōu)率,以及(jí)良好(hǎo)的孕(yùn)育效果。
(4)严格浇(jiāo)包烘烤(kǎo)环节,通过浇包烘烤(kǎo),保(bǎo)证(zhèng)球化处(chù)理过(guò)程中所需补充的热量,降低铁液(yè)的出炉(lú)温度,减少球化剂(jì)和孕育剂的烧(shāo)损,保证球化剂(jì)和孕育剂在铁液中的吸收率。
(5)通过培(péi)训,提高各(gè)工(gōng)序操作人员的知识、质量意识,特别是调高浇注工的熟(shú)练程度,缩短球化(huà)处理后的浇注(zhù)时间(jiān)。
(6)严(yán)格控(kòng)制消(xiāo)失模(mó)浇注(zhù)过程中和浇注后(hòu)的真空负压,以及(jí)浇注后真空(kōng)负压的保持(chí)时间,保证浇注后铸件(jiàn)的凝固时间;及时清(qīng)理真空管道,保证抽真空(kōng)时气流畅通(tōng),同时(shí),可根据浇注实(shí)际情况,调(diào)整负压气体流量,尽可能使模样发(fā)气量与负压气(qì)体(tǐ)流量比接近1:1。
(7)严格控制消失模模样(yàng)的密(mì)度,在(zài)保证模样强度的前提(tí)下,尽可能降(jiàng)低模样的密度(dù),减少浇注(zhù)过程中模样的发气量。
(8)高温季节,严格控制干砂(壳型)温度≤35℃,保证铸件(jiàn)的(de)凝固速度(dù),缩短铁液(yè)在(zài)液体(tǐ)停留的时间(jiān)。
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