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    球铁件缩孔(kǒng)、夹渣、石(shí)墨漂浮(fú)三大缺(quē)陷处(chù)理

    发布时间(jiān): 2020-04-09 来源:洛阳九州网页版和顺祥机(jī)械(xiè)有限公司 点击(jī):951

    球铁件缩孔、夹渣(zhā)、石墨(mò)漂(piāo)浮三大(dà)缺(quē)陷处理

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    一、缩(suō)孔缩松

    1.影响因素

    (1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少缩(suō)孔缩松。此外,提高碳当量还可(kě)提高球铁的流(liú)动性,有利于(yú)补缩。生产优质(zhì)铸(zhù)件(jiàn)的经验(yàn)公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳当量时,不应使(shǐ)铸件产生石墨漂浮等(děng)其他(tā)缺陷(xiàn)。

    (2)磷(lín):铁液中含磷量偏(piān)高(gāo),使凝固范围扩大,同时低熔点磷共(gòng)晶在zui后凝(níng)固时得不到补给,以及使铸件外(wài)壳变(biàn)弱(ruò),因(yīn)此有增大缩(suō)孔、缩松(sōng)产生(shēng)的倾向(xiàng)。一般工(gōng)厂控制含磷量小于(yú)0.08%。

    (3)稀土和镁:稀土(tǔ)残(cán)余量过高会恶化石墨形(xíng)状,降低(dī)球化(huà)率,因此稀土含量不宜太高。而(ér)镁又(yòu)是一个(gè)强烈稳定(dìng)碳化物的元素,阻碍石墨(mò)化。由此可见,残余镁量及残(cán)余稀土(tǔ)量会增加球铁的白口倾向(xiàng),使(shǐ)石墨膨胀减(jiǎn)小,故当它们的(de)含量较高时,亦会增加(jiā)缩孔、缩松倾向(xiàng)。

    (4)壁(bì)厚(hòu):当铸件表面形成硬(yìng)壳以后,内部的金(jīn)属(shǔ)液温度越高,液态收缩就越大,则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增(zēng)加,其相(xiàng)对(duì)值也增加。另外,若壁(bì)厚变化太突然,孤立的厚(hòu)断面得不(bú)到补缩,使产生(shēng)缩孔缩松倾向增大。

    (5)温度:浇注温度高(gāo),有利于补缩,但太高会增加液态收缩(suō)量,对消除缩(suō)孔、缩松不利(lì),所(suǒ)以应根(gēn)据具体(tǐ)情(qíng)况合理选择浇注(zhù)温度,一般以(yǐ)1300~1350℃为宜。

    (6)砂(shā)型的紧实度:若砂型的紧实度太低或不均匀,以致浇注后(hòu)在金属静(jìng)压力或膨胀(zhàng)力的作用下,产生型腔扩大(dà)的现象,致使原来的金属不够补缩而导致铸件产(chǎn)生(shēng)缩孔缩松。

    (7)浇冒口及(jí)冷铁:若浇注系(xì)统、冒口和冷铁设置不当,不能保证金属液(yè)顺序凝固;另外,冒口的数量、大小(xiǎo)以及与铸件的连接当(dāng)否,将(jiāng)影响(xiǎng)冒(mào)口的补(bǔ)缩效果。

    2.防止(zhǐ)措施

    (1)控(kòng)制(zhì)铁液成分(fèn):保(bǎo)持较高(gāo)的碳当量(>3.9%);尽量(liàng)降低磷(lín)含量(<0.08%);降低残(cán)留镁量(<0.07%);采用稀土镁合(hé)金(jīn)来处理,稀土(tǔ)氧化物残(cán)余量控制在0.02%~0.04%。

    (2)工艺设计要确保(bǎo)铸(zhù)件在(zài)凝固中能从冒口不断(duàn)地(dì)补充高温金属液,冒口的(de)尺(chǐ)寸和数量要适当(dāng),力求做(zuò)到(dào)顺序凝固。

    (3)必要时采用(yòng)冷铁与(yǔ)补贴来改变铸件的(de)温度分布,以利(lì)于顺(shùn)序凝固。

    (4)浇注温度应在1300~1350℃,一(yī)包(bāo)铁液的浇注时间不应超过(guò)25min,以免产生球化(huà)衰退。

    (5)提(tí)高砂型(xíng)的紧实度,一般不低(dī)于90;撞砂均(jun1)匀,含(hán)水率不宜过高,保证铸(zhù)型有足够的刚度。

    二、夹渣

    1.影响因素

    (1)硅:硅的氧化物也是夹渣的主要(yào)组成部(bù)分,因(yīn)此(cǐ)尽可能降低含硅量。

    (2)硫(liú):铁(tiě)液(yè)中的硫化(huà)物是球铁件形(xíng)成夹(jiá)渣缺陷的主要原因之一。硫化(huà)物的(de)熔点比铁(tiě)液(yè)熔点低,在铁液凝固(gù)过程中,硫化物将从铁液中析出,增(zēng)大(dà)了(le)铁液的粘度,使铁(tiě)液中的熔渣或(huò)金属氧化物等不(bú)易上浮(fú)。因(yīn)而铁液(yè)中(zhōng)硫含量太高时,铸(zhù)件易产生夹渣。球墨铸(zhù)铁原(yuán)铁(tiě)液含硫量应控制在0.06%以下(xià),当它在(zài)0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺陷会急剧增加。

    (3)稀土和(hé)镁(měi):近年来(lái)研究认为夹渣(zhā)主(zhǔ)要是由于镁、稀(xī)土等元素氧化而致,因此(cǐ)残余镁和稀土不应(yīng)太(tài)高。

    (4)浇注(zhù)温(wēn)度:浇注温度太低时,金属液(yè)内的(de)金(jīn)属氧化物等因(yīn)金属液(yè)的粘度太(tài)高(gāo),不易上(shàng)浮至(zhì)表面(miàn)而残留在金属液内;温度太高时,金属液表面的熔渣变得(dé)太稀(xī)薄,不易自(zì)液体表面去除(chú),往(wǎng)往随金属液流入型(xíng)内。而实(shí)际生产中,浇注温(wēn)度太低是引起夹渣的主要原因之一(yī)。此(cǐ)外,浇注温度(dù)的选取还应考虑碳、硅含量的关系。

    (5)浇注系(xì)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,力求避免(miǎn)飞溅及紊流。

    (6)型砂:若(ruò)型砂表面粘附有多(duō)余的(de)砂子或涂料,它们(men)可与金属液中的氧化物合成熔(róng)渣(zhā),导致夹渣产生(shēng);砂型的紧实(shí)度不均匀,紧实度(dù)低的型壁(bì)表面容易被金属液(yè)侵(qīn)蚀和形成低熔点的化合物,导致铸件产生(shēng)夹渣。

    2.防(fáng)止措施

    (1)控制铁液(yè)成分:尽量降低铁液中的含硫量(<0.06%),适量加入稀土(tǔ)合金(jīn)(0.1%~0.2%)以(yǐ)净化铁液,尽可(kě)能降低含硅量和残镁量。

    (2)熔炼工艺:要(yào)尽量提高金属液的出炉温度,适宜的镇(zhèn)静,以利于非金属(shǔ)夹杂物的上浮(fú)、聚集。扒干净铁液表(biǎo)面的(de)渣(zhā)子,铁液表面应放覆盖剂(jì)(珍珠岩、草木灰等),防止铁液氧化。选择合适的浇注温度(dù),zui好不低(dī)于(yú)1350℃。

    (3)浇注系统要使铁液流动平(píng)稳,应(yīng)设有集(jí)渣包和挡渣装(zhuāng)置(如滤渣网等(děng)),避免直(zhí)浇道冲砂(shā)。

    (4)铸型紧实(shí)度应均匀,强度足够;合(hé)箱(xiāng)时应吹净铸型(xíng)中的砂子。

    三、石墨(mò)漂浮

    1.影响因素

    (1)碳当量:碳当量过高,以致铁液在高(gāo)温时(shí)就析(xī)出(chū)大量石墨(mò)。由于石墨的(de)密(mì)度比铁液小,在(zài)镁(měi)蒸汽的(de)带动下,使(shǐ)石墨漂浮到(dào)铸件上部。碳当量越高,石(shí)墨(mò)漂浮现象越严重。应当指(zhǐ)出,碳当(dāng)量太高是产生石墨漂浮的主要原因(yīn),但(dàn)不是单一原因,铸件大小、壁厚也是影响石墨漂浮的(de)重要因(yīn)素。

    (2)硅:在碳(tàn)当量不变的(de)条件下,适当降低含硅(guī)量,有助于降低产生石(shí)墨漂浮的倾(qīng)向。

    (3)稀土:稀土含量过少时(shí),碳在(zài)铁液中(zhōng)的溶解度会降(jiàng)低,铁液(yè)将析(xī)出大量石墨,加重石墨(mò)漂浮。

    (4)球化温(wēn)度(dù)与孕育温度:为了提高镁及稀土(tǔ)元素的吸收率(lǜ),国内试验研(yán)究(jiū)表明,球化处(chù)理时(shí)zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此(cǐ)温度区(qū)间,随着温度升(shēng)高,镁和(hé)稀土的吸收率增加。

    (5)浇注温度:一般(bān)情况下,浇注温度越高,出(chū)现石墨漂(piāo)浮(fú)的倾向越大(dà),这是因为铸件长时间处于液态有(yǒu)利于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现,若(ruò)缩短凝固时间(jiān),随着浇注温度升高,石墨(mò)漂浮倾向降低。

    (6)滞(zhì)留时间:孕(yùn)育处理(lǐ)后至浇(jiāo)注完毕之间的停(tíng)留时间太(tài)长,为石墨的析出提供了(le)条(tiáo)件,一般这段时间应控制(zhì)在10min以内。

    2.防止(zhǐ)措施

    (1)调(diào)整化(huà)学成(chéng)分,在保证球(qiú)化级别的前(qián)提下,降低铁(tiě)液的(de)碳当量,夏(xià)天高(gāo)温(wēn)季(jì)节碳当量在4.3%~4.5%,冬天寒冷季节(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(jiāo)注的(de)原则(zé)。铁液球化处理前,将铁(tiě)液进行一段过热,铁液温(wēn)度可(kě)在1530~1550℃保(bǎo)持(chí)3~5min,球化处理时再将温度降至1490~1510℃之间。

    (3)严格控制球化剂和孕育(yù)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(jì)和孕(yùn)育剂的烘烤(kǎo)工序,坚(jiān)持随流孕育和多次(cì)孕育的原则,保证(zhèng)球(qiú)化剂和孕育剂的吸收率,以及(jí)良好的(de)孕育(yù)效果。

    (4)严格浇包烘烤环节(jiē),通过(guò)浇包烘烤,保证(zhèng)球化(huà)处理(lǐ)过程中所需补充的热量,降(jiàng)低铁液的出炉温度,减少球化剂和孕育剂的烧损,保证球(qiú)化剂和孕育剂在(zài)铁液中的吸收(shōu)率(lǜ)。

    (5)通过培训(xùn),提高各工序操作人员的知识、质(zhì)量(liàng)意识,特别是调高(gāo)浇注工的熟练程(chéng)度,缩短球化处理后(hòu)的浇注时间。

    (6)严格控(kòng)制消失模(mó)浇注过程中和浇注后(hòu)的真空(kōng)负压,以及浇注(zhù)后真空负压(yā)的保持时间,保证(zhèng)浇注后铸件的凝固时(shí)间;及时清理真空(kōng)管道,保证抽真空时(shí)气流畅通,同时,可根据浇注实际情况,调整负压气体流量,尽(jìn)可能(néng)使模样(yàng)发气量与负压(yā)气体流量比接近(jìn)1:1。

    (7)严格控(kòng)制消失模模(mó)样的密度,在保证模样强度的前提下,尽可能降低模(mó)样(yàng)的密度,减少(shǎo)浇注过程中模(mó)样的发(fā)气量。

    (8)高(gāo)温(wēn)季节,严格(gé)控制干(gàn)砂(壳型)温度≤35℃,保(bǎo)证铸件的凝固速度(dù),缩短(duǎn)铁液在(zài)液体停留的时(shí)间。

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