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    球铁件(jiàn)缩孔、夹(jiá)渣、石墨漂浮三大缺陷处(chù)理

    发布时间: 2020-04-09 来源:洛阳米兰web版登录入口和顺祥机(jī)械有(yǒu)限公司 点(diǎn)击(jī):943

    球铁件缩孔、夹渣、石墨漂浮三大缺陷处理

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    一、缩孔缩松

    1.影(yǐng)响因素

    (1)碳当量(liàng):提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少(shǎo)缩(suō)孔缩松。此外,提高(gāo)碳当量还可提高球(qiú)铁的(de)流(liú)动性,有利于(yú)补缩。生产(chǎn)优(yōu)质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳当量时,不应使铸件产(chǎn)生石墨(mò)漂浮等其他缺陷。

    (2)磷:铁(tiě)液中(zhōng)含磷量偏(piān)高(gāo),使凝固(gù)范(fàn)围扩(kuò)大,同时低熔点磷共晶在zui后凝固(gù)时(shí)得不(bú)到补(bǔ)给(gěi),以及(jí)使铸件外壳变弱,因此有增(zēng)大缩孔、缩松(sōng)产生(shēng)的倾(qīng)向。一般(bān)工厂控制含磷量小于0.08%。

    (3)稀土和镁:稀土残余量(liàng)过高会恶(è)化石墨形状,降低球(qiú)化率(lǜ),因此稀(xī)土含量不宜太高。而镁又是一个强烈稳(wěn)定碳(tàn)化物的元素,阻(zǔ)碍石墨(mò)化。由此可见,残余(yú)镁量及残余稀土量(liàng)会增加球铁的白口倾向,使石墨膨胀减(jiǎn)小(xiǎo),故当它们(men)的(de)含(hán)量较高时,亦会增加缩孔、缩松倾向。

    (4)壁厚:当铸(zhù)件表(biǎo)面形成硬壳(ké)以(yǐ)后,内部(bù)的金属(shǔ)液温(wēn)度越高,液态(tài)收缩就越大,则缩孔、缩(suō)松的(de)容积不仅绝对值增加,其相对值也增加。另外,若(ruò)壁厚变化太突然,孤立的厚(hòu)断面得不到补缩,使产生缩孔缩松倾向增大。

    (5)温度:浇注温度高,有利于补缩,但(dàn)太(tài)高(gāo)会增加液态收缩量,对消(xiāo)除缩(suō)孔(kǒng)、缩松不利,所以应根据具体情况合理选择浇注温度(dù),一般以1300~1350℃为宜。

    (6)砂型的紧实(shí)度(dù):若砂(shā)型(xíng)的紧实度太低或不均匀,以致浇注后在金属(shǔ)静(jìng)压力或膨胀(zhàng)力(lì)的作用下,产生型腔(qiāng)扩大的现象,致使原来(lái)的(de)金属不够补(bǔ)缩而导致铸件产生缩孔缩松。

    (7)浇(jiāo)冒(mào)口及(jí)冷铁:若浇注(zhù)系统(tǒng)、冒口和冷铁设置不当,不能保证金属液顺序凝固(gù);另外,冒口的数量、大小以及(jí)与铸件的连接(jiē)当否(fǒu),将影响冒口的补缩效果。

    2.防(fáng)止措施

    (1)控制铁液成分:保持(chí)较高的碳当量(liàng)(>3.9%);尽(jìn)量降(jiàng)低(dī)磷含量(liàng)(<0.08%);降低残留镁量(liàng)(<0.07%);采(cǎi)用稀土镁合金来处理,稀土氧化物残(cán)余量控制在0.02%~0.04%。

    (2)工艺设计要确(què)保铸件在凝固中能从(cóng)冒口不断地补充(chōng)高温(wēn)金属液(yè),冒口(kǒu)的尺寸和数量要适当,力求做到顺(shùn)序凝(níng)固。

    (3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸(zhù)件的温度分布,以利于顺序凝固(gù)。

    (4)浇注温度应(yīng)在1300~1350℃,一包铁液的(de)浇(jiāo)注时间不应超(chāo)过25min,以免产生球化衰退(tuì)。

    (5)提高砂型(xíng)的紧实(shí)度(dù),一般(bān)不(bú)低于(yú)90;撞(zhuàng)砂均匀,含水率(lǜ)不宜过高(gāo),保(bǎo)证铸型有足(zú)够的刚度。

    二、夹渣(zhā)

    1.影响因素

    (1)硅:硅的(de)氧化物也(yě)是夹渣的(de)主要组成部分,因此尽(jìn)可能降低含硅量。

    (2)硫:铁液中的(de)硫化(huà)物是球铁件形(xíng)成夹渣缺陷的主要原因之一。硫化(huà)物的熔(róng)点比铁(tiě)液熔点低,在铁液凝固过程(chéng)中(zhōng),硫化物将从铁液(yè)中析出,增大了铁(tiě)液的粘(zhān)度,使铁(tiě)液中的熔渣或金属(shǔ)氧化物(wù)等不易上浮。因而(ér)铁液中硫(liú)含量(liàng)太高时,铸件(jiàn)易(yì)产生夹(jiá)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(zhù)铁夹渣缺陷(xiàn)会急剧增加(jiā)。

    (3)稀土和镁:近年来研究认为夹(jiá)渣主要是由于镁、稀土等(děng)元素氧(yǎng)化而致,因(yīn)此残(cán)余镁和(hé)稀土不应太高。

    (4)浇(jiāo)注(zhù)温(wēn)度:浇注温(wēn)度太低时,金(jīn)属液(yè)内的金属氧化物等因金属液的(de)粘度太高,不易上浮(fú)至表(biǎo)面而残留(liú)在金属液内;温度太高时,金(jīn)属液表面(miàn)的熔渣(zhā)变得太稀薄(báo),不易自液体表(biǎo)面去除(chú),往往随金属液(yè)流入型(xíng)内。而实际生产中,浇注(zhù)温度太低是引起夹渣(zhā)的主要原因之一。此(cǐ)外(wài),浇注(zhù)温度的选取还应考虑碳、硅(guī)含(hán)量的关系。

    (5)浇(jiāo)注系统:浇注系统(tǒng)设计(jì)应合理,具有挡(dǎng)渣功(gōng)能,使金属液能平稳(wěn)地充填铸型,力求避免飞溅及紊(wěn)流。

    (6)型砂:若(ruò)型砂表面粘附有多余的(de)砂子或涂料,它们可与金属液中的氧(yǎng)化(huà)物(wù)合成熔渣,导致(zhì)夹渣(zhā)产生;砂(shā)型的(de)紧实(shí)度不均匀(yún),紧实度低的(de)型壁表面(miàn)容易被(bèi)金(jīn)属液侵蚀和形成低(dī)熔点的(de)化合物,导(dǎo)致铸件(jiàn)产(chǎn)生夹渣。

    2.防止措施

    (1)控(kòng)制铁液成分:尽量降低(dī)铁液(yè)中的含(hán)硫量(<0.06%),适量(liàng)加入稀土(tǔ)合金(0.1%~0.2%)以净化铁液,尽可能降低(dī)含硅(guī)量和残(cán)镁量。

    (2)熔(róng)炼工艺:要尽量提高金属液的出炉(lú)温度(dù),适(shì)宜的镇静,以利于非金属夹杂物的上浮、聚集。扒干净铁液表面的渣子,铁液表面应放覆盖剂(jì)(珍(zhēn)珠岩、草木灰(huī)等),防止铁液氧化(huà)。选择(zé)合适的浇注温度,zui好不低于(yú)1350℃。

    (3)浇(jiāo)注系统要使铁液流动平(píng)稳,应设有集渣包和挡渣装置(如(rú)滤渣网等),避免直浇道冲砂。

    (4)铸(zhù)型紧实(shí)度(dù)应均(jun1)匀,强度足(zú)够;合箱时应吹净铸型(xíng)中的砂子(zǐ)。

    三、石墨漂浮

    1.影响因(yīn)素

    (1)碳(tàn)当量:碳当量过高(gāo),以(yǐ)致铁液在高温时就析出大量石墨(mò)。由于(yú)石墨(mò)的密度比铁液小,在镁蒸汽的带动下,使石墨漂浮到铸件上部。碳(tàn)当量越高(gāo),石墨(mò)漂浮现(xiàn)象越严(yán)重。应当(dāng)指出,碳当量太高是产(chǎn)生(shēng)石墨漂浮的主要原因(yīn),但不是单一原因,铸(zhù)件大小、壁厚也(yě)是影响(xiǎng)石(shí)墨漂浮的重要因素。

    (2)硅(guī):在碳(tàn)当量(liàng)不变的条(tiáo)件下,适当(dāng)降低含(hán)硅量(liàng),有助于降(jiàng)低产生石墨漂浮的倾向。

    (3)稀(xī)土:稀(xī)土含(hán)量过少时,碳在铁液中的溶(róng)解度会降低,铁液将析出大量石墨,加重石墨漂(piāo)浮。

    (4)球化温(wēn)度与孕育温度:为了提(tí)高镁及稀土元(yuán)素的吸(xī)收率,国内试验(yàn)研(yán)究表明,球化处(chù)理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温(wēn)度区间,随着温度升高,镁和稀土的吸收率增加。

    (5)浇注温度:一般情况(kuàng)下,浇注温(wēn)度越高,出现石墨漂浮的(de)倾向越大,这是(shì)因为(wéi)铸件长时间处于液态有利于石墨(mò)的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现,若缩短凝(níng)固时(shí)间,随着浇注温度升高,石墨漂浮(fú)倾向降低。

    (6)滞留时间(jiān):孕育处(chù)理后至浇注完毕之间的停留时间(jiān)太长,为石墨的析出(chū)提供了条(tiáo)件,一般这段时间应控(kòng)制(zhì)在10min以内。

    2.防止(zhǐ)措施

    (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(tàn)当量,夏天高温季(jì)节(jiē)碳当量(liàng)在4.3%~4.5%,冬(dōng)天寒冷季节碳(tàn)当量在(zài)4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。

    (2)严格高(gāo)温熔炼,低温浇注的原则。铁液球化(huà)处理前,将铁液进行一段过热,铁液温(wēn)度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处(chù)理时再将温度降(jiàng)至1490~1510℃之间。

    (3)严格控制球化(huà)剂和(hé)孕育剂颗粒度,球化剂粒度(dù)在Ø3~Ø15mm,孕(yùn)育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及(jí)球化剂和孕育剂的烘烤工序,坚持(chí)随流孕育和多次孕育的原则,保证球(qiú)化剂和孕育剂的吸收率,以(yǐ)及良好的孕(yùn)育效(xiào)果。

    (4)严格浇(jiāo)包烘烤(kǎo)环节,通过浇包烘烤,保(bǎo)证球化处理过程中所需补充的热量(liàng),降低铁液的出炉温(wēn)度,减(jiǎn)少(shǎo)球化剂和孕育剂的烧损,保(bǎo)证球化剂和孕育剂在铁液中的(de)吸收率。

    (5)通过(guò)培训,提(tí)高各(gè)工序(xù)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(duǎn)球化处理后的浇注时间。

    (6)严(yán)格控制消失(shī)模浇注过程中和浇注后(hòu)的(de)真空负压,以及浇注(zhù)后(hòu)真空负压的保(bǎo)持时间,保(bǎo)证浇注后(hòu)铸件的凝(níng)固时间(jiān);及(jí)时清(qīng)理真(zhēn)空管(guǎn)道,保证抽(chōu)真(zhēn)空(kōng)时气(qì)流(liú)畅通,同时,可根据浇注实际(jì)情况(kuàng),调整负(fù)压气体流量,尽可能使模样(yàng)发(fā)气量与(yǔ)负压气体流量比接近1:1。

    (7)严格控制消失模模样的密度,在保证模样强度的前(qián)提(tí)下,尽可能(néng)降低(dī)模样的(de)密度,减(jiǎn)少浇注过程中模样的发气量。

    (8)高温季节,严格(gé)控制干砂(shā)(壳(ké)型)温度(dù)≤35℃,保(bǎo)证铸件(jiàn)的凝(níng)固速度,缩短铁液在(zài)液(yè)体停留的(de)时间。

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