球铁件缩孔、夹渣、石墨漂浮三大(dà)缺陷处理
发布时间: 2020-04-09 来源:洛阳公司成立以来,重视企业文化。以“真诚”为核心理念,以“客户信得过、自身干得实、员工留得住”的经营理念,始终坚持以“重质量为本、应民生所需、解顾客之忧”的服务宗旨,探索实践“走在前列、屡创新篇,干在实处、永无止境”的企业战略。和顺祥机械有限公司 点击:937
一、缩孔(kǒng)缩松
1.影响因素
(1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减(jiǎn)少缩孔缩松。此外(wài),提高碳当量(liàng)还可(kě)提(tí)高球铁的流动性,有利于补缩。生产优(yōu)质铸件的经验公式(shì)为C%+1/7Si%>3.9%。但(dàn)提高碳当量时,不应使铸(zhù)件产生石墨(mò)漂浮等其(qí)他缺陷(xiàn)。
(2)磷(lín):铁液中(zhōng)含(hán)磷量偏高,使凝(níng)固范围扩大,同时低熔点磷共晶在zui后凝(níng)固(gù)时(shí)得不到补给,以及(jí)使铸件外壳(ké)变(biàn)弱(ruò),因此(cǐ)有增(zēng)大缩孔、缩松产生的倾向(xiàng)。一般工(gōng)厂控制含磷量小于0.08%。
(3)稀土(tǔ)和镁:稀(xī)土残余(yú)量过高会恶化石(shí)墨形状,降(jiàng)低球化率,因此(cǐ)稀土含量不宜太(tài)高。而镁又是一个强烈(liè)稳定碳(tàn)化物的元素,阻碍石墨化。由此(cǐ)可见,残余镁(měi)量及残(cán)余稀(xī)土(tǔ)量会增加(jiā)球铁的(de)白口倾向(xiàng),使(shǐ)石墨膨胀(zhàng)减小,故当它(tā)们的(de)含量较(jiào)高时,亦会增(zēng)加缩孔(kǒng)、缩松倾(qīng)向。
(4)壁厚:当(dāng)铸(zhù)件表面形成硬壳以后,内部的金属液温(wēn)度越高(gāo),液态收缩就越大,则缩(suō)孔、缩松的容积不仅绝对值增(zēng)加,其相对值也增加(jiā)。另外,若壁厚变化太突然,孤立(lì)的厚断(duàn)面得不到补缩,使(shǐ)产生缩孔缩松(sōng)倾向增大。
(5)温度:浇注(zhù)温度高,有利于(yú)补缩,但太高会(huì)增加液态收缩量,对消除缩孔、缩松不利,所(suǒ)以应根(gēn)据具体情况合(hé)理选(xuǎn)择(zé)浇注温度,一般以(yǐ)1300~1350℃为宜。
(6)砂型的紧实度(dù):若砂型的紧实度太(tài)低或不均(jun1)匀,以致浇注(zhù)后在(zài)金(jīn)属静(jìng)压力或膨(péng)胀力的作(zuò)用(yòng)下,产生型(xíng)腔扩大的现象,致使原来的金属不够补(bǔ)缩而(ér)导(dǎo)致铸件(jiàn)产生缩(suō)孔(kǒng)缩松。
(7)浇冒口及冷铁:若浇注系统、冒口和(hé)冷铁设置(zhì)不当,不(bú)能保(bǎo)证金(jīn)属液顺序凝固(gù);另外,冒口的数量、大小以及(jí)与铸件的连接(jiē)当否,将影响冒(mào)口的补缩效果(guǒ)。
2.防(fáng)止(zhǐ)措施
(1)控制铁液成分:保持较高的碳当量(>3.9%);尽量降低磷含量(liàng)(<0.08%);降低(dī)残留镁量(<0.07%);采用稀土镁合(hé)金来处理,稀(xī)土氧(yǎng)化(huà)物残余量控制在0.02%~0.04%。
(2)工艺(yì)设计要(yào)确(què)保(bǎo)铸件在凝固中能从冒口(kǒu)不断地补充高温金属液,冒口的(de)尺寸和数量要(yào)适当(dāng),力(lì)求(qiú)做到顺序凝固(gù)。
(3)必要时(shí)采用冷铁与补贴来(lái)改(gǎi)变铸(zhù)件的温(wēn)度分布,以利于(yú)顺(shùn)序凝固。
(4)浇注温度应(yīng)在1300~1350℃,一包铁(tiě)液的(de)浇注时间不应超过25min,以免产生(shēng)球化衰退。
(5)提高砂型的(de)紧实度,一般不低于90;撞砂(shā)均匀(yún),含水率不宜过(guò)高,保证铸型有足够的刚(gāng)度。
二、夹渣
1.影响因(yīn)素
(1)硅:硅的氧化物也(yě)是(shì)夹渣的(de)主要组成部分,因此(cǐ)尽可能降低含硅量。
(2)硫:铁液中的硫化(huà)物是球铁件形(xíng)成(chéng)夹渣(zhā)缺(quē)陷的主要原因之一。硫化(huà)物的熔点比铁液(yè)熔点低(dī),在(zài)铁液凝固过程(chéng)中(zhōng),硫化物(wù)将从铁(tiě)液中析(xī)出,增(zēng)大(dà)了铁(tiě)液的粘度,使铁液中(zhōng)的熔渣或金属氧化物等(děng)不(bú)易上浮(fú)。因而铁液中硫含量(liàng)太高时,铸件易产生夹渣。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(shí),铸铁夹渣缺陷会急剧(jù)增(zēng)加。
(3)稀土和镁:近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而(ér)致,因(yīn)此残余镁和(hé)稀土不应太高。
(4)浇注(zhù)温(wēn)度(dù):浇注温度太低时,金(jīn)属(shǔ)液(yè)内的金(jīn)属氧(yǎng)化物等因金(jīn)属液的粘度太高,不易(yì)上浮至表面而残留在(zài)金(jīn)属液(yè)内;温度太高时,金属液(yè)表面的熔渣变(biàn)得太稀薄,不易自液体表面(miàn)去除,往往随金属液流入(rù)型内。而实(shí)际生产(chǎn)中,浇注(zhù)温度太低是(shì)引起夹(jiá)渣的(de)主(zhǔ)要(yào)原因之一。此(cǐ)外,浇注温度的选取(qǔ)还应考虑(lǜ)碳、硅含(hán)量的关系。
(5)浇注(zhù)系统:浇(jiāo)注系统(tǒng)设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型(xíng),力求避(bì)免飞溅及紊流。
(6)型砂(shā):若型(xíng)砂表面粘(zhān)附有多余(yú)的砂子或涂料,它们(men)可(kě)与金属液中的氧化物(wù)合成熔渣,导致夹渣产生;砂型(xíng)的紧实(shí)度不均匀(yún),紧实(shí)度(dù)低的型壁表面容易(yì)被金属(shǔ)液侵蚀和(hé)形成(chéng)低熔(róng)点的化合物,导(dǎo)致(zhì)铸件产生夹渣。
2.防止(zhǐ)措施
(1)控制铁液成分:尽量降低铁液中的含硫量(<0.06%),适量(liàng)加入稀土合金(0.1%~0.2%)以净化铁(tiě)液,尽可能降低含硅(guī)量和残镁量。
(2)熔炼工(gōng)艺:要尽量提高金(jīn)属液的出(chū)炉温度,适宜的(de)镇静,以利(lì)于非金属(shǔ)夹杂物(wù)的上浮、聚集。扒(bā)干净铁(tiě)液(yè)表面的渣子,铁液表(biǎo)面应(yīng)放覆盖剂(珍珠岩(yán)、草(cǎo)木灰(huī)等),防止铁液氧化。选择合(hé)适(shì)的浇注温度,zui好不低于1350℃。
(3)浇注系统(tǒng)要使铁液流(liú)动平稳(wěn),应设有(yǒu)集渣包和挡渣装置(如滤渣网(wǎng)等),避免直浇道冲砂。
(4)铸(zhù)型紧实度(dù)应均匀,强度足够(gòu);合箱时应吹净铸型中的砂子。
三、石墨漂浮(fú)
1.影响因素
(1)碳当量:碳当量过高(gāo),以致(zhì)铁(tiě)液在高温(wēn)时(shí)就析(xī)出大量石墨(mò)。由于石墨的密度比(bǐ)铁液小,在镁蒸(zhēng)汽的带动下,使石墨(mò)漂浮到(dào)铸件上部(bù)。碳当量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出,碳(tàn)当量太高(gāo)是产生石(shí)墨漂浮的主要原因,但不是单一原因(yīn),铸件(jiàn)大小、壁厚也是影响石墨漂浮的重要因素(sù)。
(2)硅:在碳(tàn)当量不变的条件下,适当降(jiàng)低含硅量,有助于降低产生石墨漂(piāo)浮的(de)倾向。
(3)稀土:稀土含量(liàng)过(guò)少时,碳在铁液中的溶解度会降低(dī),铁液将析(xī)出大(dà)量石墨(mò),加(jiā)重石(shí)墨漂浮。
(4)球化温度与孕育温(wēn)度:为了提高镁及稀土元素的吸收(shōu)率,国(guó)内试验研究表(biǎo)明,球化处(chù)理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温度区间,随着(zhe)温度(dù)升高,镁和稀土的吸收率增(zēng)加。
(5)浇注温度(dù):一般情况下,浇注温度越(yuè)高(gāo),出现石墨(mò)漂(piāo)浮的倾(qīng)向越大,这是因为铸件长时间(jiān)处于液(yè)态有利于石墨的析出(chū)。A.P.Druschitz与(yǔ)W.W.Chaput研(yán)究发现,若缩短凝固时间,随着浇注温(wēn)度升高,石(shí)墨漂浮倾向降低。
(6)滞(zhì)留时间:孕育处理(lǐ)后至浇注完毕之间的停(tíng)留时间太长,为(wéi)石墨的析(xī)出提供了(le)条件,一般这段时间(jiān)应控制(zhì)在10min以内。
2.防止措施
(1)调(diào)整化学成分,在保证(zhèng)球化级(jí)别的前(qián)提下,降低铁液(yè)的碳当量,夏天高温(wēn)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%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。
(2)严格高温熔炼,低(dī)温浇注的原则。铁液球化处理(lǐ)前,将铁液进行一段过热,铁液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化(huà)处理时再将温度降(jiàng)至(zhì)1490~1510℃之间。
(3)严格控制(zhì)球化剂和孕育剂颗粒度,球化剂粒度(dù)在Ø3~Ø15mm,孕育剂(jì)粒度(dù)在Ø3~Ø10mm以及(jí)球化剂和孕(yùn)育(yù)剂的烘(hōng)烤工序,坚(jiān)持随流孕育和(hé)多次孕育的原则,保证球化剂和孕育(yù)剂(jì)的(de)吸收(shōu)率,以(yǐ)及良好的孕育效果。
(4)严格浇包烘烤(kǎo)环节,通(tōng)过浇包烘烤,保证球化处理过程中所需(xū)补(bǔ)充的热量,降低(dī)铁(tiě)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(jì)和孕育(yù)剂(jì)在铁(tiě)液中(zhōng)的(de)吸收(shōu)率(lǜ)。
(5)通(tōng)过培(péi)训,提高(gāo)各工序操(cāo)作人员(yuán)的(de)知识、质量意识,特(tè)别是(shì)调高浇(jiāo)注(zhù)工的熟练程度(dù),缩短球化处理后的浇注时(shí)间。
(6)严格(gé)控制(zhì)消(xiāo)失模浇注过程(chéng)中和浇注后的真空负压,以及浇注后真空负压的保持时间(jiān),保证浇注后铸件的凝(níng)固时间;及时(shí)清理真空管道,保证抽真空时(shí)气流畅通,同时,可根据(jù)浇注实际情况,调(diào)整负压气体流(liú)量,尽(jìn)可能(néng)使模样发气(qì)量(liàng)与负压气体流量比接近1:1。
(7)严格控制消失模模样的(de)密度,在保证模(mó)样强(qiáng)度的前提下,尽可能降低模样的密度,减少浇(jiāo)注过(guò)程中(zhōng)模(mó)样的(de)发气(qì)量。
(8)高温季(jì)节(jiē),严格控制干(gàn)砂(壳型)温(wēn)度≤35℃,保证(zhèng)铸件的凝固速度,缩短铁液在液体停留的时(shí)间。