球铁件缩孔(kǒng)、夹渣、石墨漂浮三大缺陷处理
发布时间: 2020-04-09 来源:洛(luò)阳CQ9电子和顺祥机械有限公司 点击:948
一、缩孔缩松
1.影响(xiǎng)因素(sù)
(1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨(péng)胀,可减少缩孔缩松。此外,提高碳当量还可提高球铁的(de)流动性,有利于补(bǔ)缩。生产优(yōu)质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳当量时,不应使(shǐ)铸件产生石(shí)墨漂浮等其他(tā)缺陷。
(2)磷:铁液中含磷(lín)量(liàng)偏(piān)高,使(shǐ)凝(níng)固范围扩大,同时低熔(róng)点磷共晶在zui后凝固时得不到补给,以及使(shǐ)铸(zhù)件外(wài)壳变弱,因此有增大缩孔(kǒng)、缩松产生(shēng)的倾向。一般工(gōng)厂控(kòng)制含(hán)磷(lín)量小于0.08%。
(3)稀土和镁:稀(xī)土残(cán)余量过高会恶化(huà)石墨形状,降低球化率,因此稀土含量不宜太高。而镁又是(shì)一个(gè)强烈稳定碳化物(wù)的元素,阻(zǔ)碍石墨化。由此可见,残余镁量及残余稀土量会(huì)增加球铁的(de)白口倾向,使石墨膨胀(zhàng)减小,故当它们(men)的含量较高(gāo)时,亦会增加缩孔、缩松倾向。
(4)壁(bì)厚:当铸件表面形成硬壳以(yǐ)后,内(nèi)部的金属液温度(dù)越高,液(yè)态收缩就(jiù)越大,则(zé)缩孔(kǒng)、缩松的容(róng)积(jī)不仅绝对值增加,其相对值也增加。另外,若壁(bì)厚变化太突然,孤立的厚(hòu)断(duàn)面得不到(dào)补缩,使产生缩孔缩松倾向增(zēng)大(dà)。
(5)温度:浇(jiāo)注温度高,有利于补缩,但太高会(huì)增加液态收缩量,对消除缩孔、缩(suō)松不利,所以应根据具体情况合理选择浇注温度,一般以1300~1350℃为宜。
(6)砂型的紧实度(dù):若砂型的紧实度太低或不均匀,以致浇注后在金属静(jìng)压力或膨胀力的(de)作用下,产(chǎn)生型腔扩大的现(xiàn)象,致使原来的金属不够补缩而导(dǎo)致铸件产生缩孔缩(suō)松(sōng)。
(7)浇冒(mào)口及冷铁:若浇注系统、冒口和冷(lěng)铁设置不当,不能保证金属液顺(shùn)序凝固(gù);另外,冒(mào)口(kǒu)的数量(liàng)、大小以及与铸件的(de)连接当否,将影响冒口的补缩效果。
2.防止措施
(1)控(kòng)制(zhì)铁液成分:保(bǎo)持较(jiào)高的碳当量(>3.9%);尽量(liàng)降(jiàng)低磷含量(liàng)(<0.08%);降(jiàng)低残留镁量(<0.07%);采用(yòng)稀土镁合(hé)金来处理,稀土氧化物(wù)残余量控制在0.02%~0.04%。
(2)工(gōng)艺设计(jì)要确保铸件(jiàn)在凝固中能从(cóng)冒口不断地(dì)补充高温金属(shǔ)液,冒口的尺寸(cùn)和数(shù)量要适当,力(lì)求做(zuò)到顺(shùn)序凝固。
(3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸(zhù)件的温度分布,以利于(yú)顺序(xù)凝固。
(4)浇(jiāo)注温度应在(zài)1300~1350℃,一包铁液的浇注时间不应(yīng)超过25min,以免产生球化衰退。
(5)提高砂型(xíng)的紧(jǐn)实度,一般不低于90;撞砂(shā)均匀,含水(shuǐ)率不宜过高,保证铸型有足够(gòu)的刚度。
二、夹渣
1.影响因素(sù)
(1)硅(guī):硅的氧化物(wù)也是夹渣的主要组成部分,因此尽可能降低含硅量。
(2)硫(liú):铁液中(zhōng)的硫化物(wù)是球铁件形(xíng)成夹渣缺陷的主要原因之一。硫化物的(de)熔点(diǎn)比铁液熔点(diǎn)低,在铁液凝固过程中,硫化物将从(cóng)铁液(yè)中析出,增大了铁液(yè)的粘度,使(shǐ)铁液中的熔渣或金(jīn)属氧化物(wù)等不易上浮。因而铁液中硫含(hán)量太高时,铸件(jiàn)易产生夹(jiá)渣。球墨铸(zhù)铁原铁液含硫量(liàng)应控(kòng)制在0.06%以(yǐ)下,当它在0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺(quē)陷会急剧(jù)增加。
(3)稀土和镁:近年来研究认为(wéi)夹渣主(zhǔ)要是由于镁、稀(xī)土等元素氧化而(ér)致,因此残余镁和稀土不应太高(gāo)。
(4)浇注温(wēn)度:浇注温度太低时,金属(shǔ)液内的(de)金(jīn)属氧化(huà)物等因(yīn)金属(shǔ)液的(de)粘度太(tài)高(gāo),不易(yì)上浮至表面而残留在(zài)金属液内(nèi);温度太高时,金属液表面(miàn)的熔渣变得太稀(xī)薄,不易自液体表面去除(chú),往往随金属液流入型内。而实际生(shēng)产中(zhōng),浇注温度太低是引起夹渣的主要(yào)原因之一。此外,浇注温度的选取(qǔ)还应考虑碳、硅(guī)含量的关系(xì)。
(5)浇注系统:浇注系统设计应(yīng)合理,具有挡渣功(gōng)能,使金属液能平稳地充填铸型(xíng),力求避免飞溅及紊流。
(6)型砂:若型砂表(biǎo)面粘(zhān)附有多余(yú)的砂子或涂料,它们可与金属液中的氧化物合(hé)成熔渣,导致(zhì)夹渣产生;砂(shā)型的紧实度不(bú)均匀,紧实度低的(de)型壁表面容易(yì)被金(jīn)属液(yè)侵蚀和形成低熔点的化合物(wù),导致(zhì)铸件产生夹渣。
2.防止措施(shī)
(1)控制铁液成分:尽量降低(dī)铁(tiě)液中的含(hán)硫(liú)量(<0.06%),适(shì)量加入稀土合金(jīn)(0.1%~0.2%)以净(jìng)化铁(tiě)液,尽可能降(jiàng)低含硅量和残(cán)镁量。
(2)熔炼工艺:要尽(jìn)量(liàng)提(tí)高金属液的出炉温度(dù),适宜的镇静(jìng),以(yǐ)利于非金属夹杂(zá)物的上浮、聚集。扒干净铁液表(biǎo)面的渣子,铁液表(biǎo)面应放覆盖剂(珍珠岩、草(cǎo)木灰等),防止铁液(yè)氧化。选择合适的浇注(zhù)温度,zui好不低于1350℃。
(3)浇注系统要使铁液流(liú)动平稳,应(yīng)设有集渣包和挡渣装(zhuāng)置(如滤渣网(wǎng)等),避免直浇道(dào)冲砂。
(4)铸型紧实度(dù)应均匀,强度足够(gòu);合箱(xiāng)时应吹净铸型(xíng)中的砂子。
三(sān)、石墨漂浮
1.影响因素
(1)碳当(dāng)量:碳当量过高(gāo),以致(zhì)铁液在高温时就析(xī)出大量(liàng)石墨(mò)。由于石墨的密度比铁液小,在(zài)镁(měi)蒸汽(qì)的带动下,使石墨漂浮到铸(zhù)件上(shàng)部(bù)。碳当量越高,石墨漂(piāo)浮现象越严重。应当(dāng)指出,碳当(dāng)量太高(gāo)是产生石墨漂浮的主要原因(yīn),但不是单一原因,铸件大小、壁厚也是影响石墨(mò)漂浮(fú)的重要因素(sù)。
(2)硅(guī):在碳当量(liàng)不变的条件下,适当降低含(hán)硅(guī)量,有助于(yú)降低产生石(shí)墨漂浮的倾向。
(3)稀(xī)土(tǔ):稀(xī)土含量过少时,碳(tàn)在铁(tiě)液(yè)中的溶解度会降低,铁液将析出大量石(shí)墨(mò),加重石墨漂(piāo)浮。
(4)球化温度与孕育(yù)温度(dù):为了提高镁及稀土元素的吸收率,国内试验研究表明,球化(huà)处(chù)理时zui适当(dāng)的铁(tiě)液(yè)温度(dù)是1380~1450℃。在(zài)此温度区(qū)间,随着温度升高,镁和稀(xī)土的吸收率增加。
(5)浇注温度:一般(bān)情况(kuàng)下,浇注(zhù)温度越(yuè)高,出现(xiàn)石墨漂(piāo)浮的倾向越(yuè)大(dà),这是因为铸件长时(shí)间处于液态有利(lì)于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究(jiū)发现,若缩(suō)短凝固时(shí)间,随(suí)着浇注温度升高,石墨漂浮倾向降低。
(6)滞留时(shí)间:孕育处理后至浇注完毕之间的停留时间太长,为石墨的析出提供了条件,一(yī)般这段(duàn)时间(jiān)应控制在10min以内。
2.防止措(cuò)施
(1)调整化(huà)学成(chéng)分,在保证球化级(jí)别(bié)的前提下,降(jiàng)低铁(tiě)液的碳当量,夏天高(gāo)温季节碳当量在4.3%~4.5%,冬天(tiān)寒冷季节(jiē)碳当量在4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
(2)严格高温熔炼,低温浇注(zhù)的原则。铁液球化处理前,将铁液进行一段过热(rè),铁液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处理时再将温(wēn)度降(jiàng)至1490~1510℃之间。
(3)严格控制(zhì)球化剂(jì)和(hé)孕育剂颗粒度,球(qiú)化剂粒度在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂(jì)和孕育(yù)剂的烘(hōng)烤工(gōng)序,坚持随流孕育和多次孕育的原则(zé),保证(zhèng)球化剂和(hé)孕育剂(jì)的吸(xī)收(shōu)率(lǜ),以及良好的孕育效果。
(4)严(yán)格浇(jiāo)包烘(hōng)烤环节,通过(guò)浇(jiāo)包(bāo)烘烤,保证球化处理过(guò)程中所需补充的热量,降(jiàng)低铁液的(de)出炉温度,减少(shǎo)球化(huà)剂和孕育剂的烧损,保证(zhèng)球化剂和孕育剂在铁液(yè)中的吸收率。
(5)通过培训,提高各工序操(cāo)作人员(yuán)的(de)知识、质量意识,特别(bié)是调高浇注工的熟练程度,缩短球化处理后的浇注(zhù)时间。
(6)严格控制消(xiāo)失(shī)模浇注过程中和浇注后的真空(kōng)负压,以及(jí)浇注后真空负压(yā)的保持(chí)时间(jiān),保证浇注后铸件(jiàn)的凝固(gù)时间;及时(shí)清理真空管道,保证抽(chōu)真空(kōng)时气流畅通,同(tóng)时,可根据浇注实(shí)际情(qíng)况,调整负压气体流量,尽可(kě)能使模样(yàng)发(fā)气量与负压气体(tǐ)流量比(bǐ)接近1:1。
(7)严格控制消失模模样的密度,在保证模样强度(dù)的前提下,尽可能降低模样的密(mì)度,减少浇注过(guò)程中模样的发气量。
(8)高(gāo)温(wēn)季(jì)节,严格控制干砂(壳型(xíng))温度≤35℃,保证铸件(jiàn)的凝固速度,缩(suō)短铁液(yè)在液体停(tíng)留的时间。
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