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    球铁件(jiàn)缩孔、夹渣、石墨漂浮三大(dà)缺陷处理

    发布时间: 2020-04-09 来源:洛阳多宝平台网页版登录入口和顺祥机械有限公司 点(diǎn)击:941

    球铁件缩孔、夹(jiá)渣、石墨(mò)漂浮三大缺陷处理

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    一、缩孔缩(suō)松

    1.影响因素(sù)

    (1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少缩孔(kǒng)缩松(sōng)。此外,提高(gāo)碳当量还可(kě)提高球(qiú)铁的流动性,有利于补(bǔ)缩。生产优质铸件的经验(yàn)公式为(wéi)C%+1/7Si%>3.9%。但(dàn)提高碳当量时,不(bú)应使(shǐ)铸件产生石墨漂浮等其他缺(quē)陷(xiàn)。

    (2)磷:铁液中含磷量偏高(gāo),使凝固范(fàn)围扩(kuò)大,同时低熔点磷共晶在zui后凝固时得不到(dào)补(bǔ)给(gěi),以及使(shǐ)铸(zhù)件外壳变弱,因此有增大缩孔、缩松(sōng)产生的(de)倾向。一般工厂控制含磷量小于0.08%。

    (3)稀土和镁:稀土残(cán)余量过高会恶化石墨形状,降低球化率,因此稀土含量不宜太(tài)高。而镁又是一个(gè)强烈稳(wěn)定碳化物的元素,阻碍(ài)石(shí)墨化。由(yóu)此可见,残余(yú)镁量及残余(yú)稀土量会增加球铁的(de)白(bái)口倾向,使石墨膨(péng)胀(zhàng)减小,故(gù)当它们的含量较高时(shí),亦会增(zēng)加缩孔、缩松倾向。

    (4)壁厚:当铸件表面形成硬(yìng)壳(ké)以后,内部(bù)的金属(shǔ)液温度越高,液态收(shōu)缩就(jiù)越大,则缩(suō)孔(kǒng)、缩松的(de)容积不仅绝(jué)对值增(zēng)加,其(qí)相对值(zhí)也增(zēng)加(jiā)。另外,若壁厚变化太突(tū)然,孤(gū)立的厚断面得不到补缩(suō),使产(chǎn)生缩孔缩松倾向增大。

    (5)温度:浇注温度(dù)高,有利(lì)于补缩,但太高会增加液态收缩量,对消除缩孔、缩松不利,所以应根据具体情况合理选择浇(jiāo)注温(wēn)度,一般以1300~1350℃为宜。

    (6)砂型的紧实度:若(ruò)砂(shā)型的紧实度太低(dī)或(huò)不均(jun1)匀,以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下(xià),产生型腔扩大的现象,致使原来的金属不够(gòu)补缩而导致铸件产生缩孔缩松。

    (7)浇冒口(kǒu)及冷铁:若浇注系统、冒(mào)口和(hé)冷铁设置不当,不能保(bǎo)证金属液顺序凝固;另外,冒口的数量、大小以(yǐ)及与铸件的(de)连接(jiē)当否,将(jiāng)影响(xiǎng)冒口的补缩效果。

    2.防止措施(shī)

    (1)控制铁液(yè)成分:保持较高的碳当(dāng)量(>3.9%);尽(jìn)量降低(dī)磷含量(liàng)(<0.08%);降低残(cán)留镁(měi)量(<0.07%);采用稀(xī)土镁合金来处理,稀土氧化物残余量控制在0.02%~0.04%。

    (2)工艺(yì)设计要确保铸件在凝固中(zhōng)能从冒口(kǒu)不断(duàn)地补充高温(wēn)金属液,冒口(kǒu)的尺寸和数量(liàng)要适当,力(lì)求做(zuò)到顺序凝固。

    (3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸件的温度分布,以(yǐ)利(lì)于顺序凝固。

    (4)浇注温度应在1300~1350℃,一包铁(tiě)液的(de)浇注时间(jiān)不应(yīng)超过25min,以(yǐ)免产生球化衰退。

    (5)提高砂型的紧实度(dù),一般不低于90;撞(zhuàng)砂均匀,含(hán)水(shuǐ)率不宜(yí)过高,保证铸型(xíng)有足(zú)够的刚度(dù)。

    二、夹渣

    1.影响因素

    (1)硅(guī):硅的氧化物(wù)也是夹渣(zhā)的主(zhǔ)要组成(chéng)部分,因此尽(jìn)可能(néng)降低含硅量。

    (2)硫:铁液中的硫化物是(shì)球铁(tiě)件形(xíng)成夹渣(zhā)缺陷的主(zhǔ)要原(yuán)因(yīn)之一。硫化物的(de)熔点比铁(tiě)液熔点低,在铁液凝固过(guò)程中(zhōng),硫化物(wù)将从铁液中(zhōng)析(xī)出(chū),增大了(le)铁(tiě)液的粘度,使铁液中的熔渣或金属(shǔ)氧(yǎng)化物等(děng)不易上浮。因(yīn)而铁(tiě)液中硫含量太高时(shí),铸件易产生夹渣(zhā)。球墨铸铁原铁液含硫(liú)量应控制在0.06%以下,当它(tā)在(zài)0.09%~0.135%时,铸(zhù)铁夹渣缺陷会(huì)急剧增加。

    (3)稀土和镁:近年来(lái)研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等(děng)元素氧化而致,因此残余镁(měi)和稀土不应太高。

    (4)浇注温度:浇注温度太(tài)低时,金属液内的金属氧化物等因(yīn)金属液的粘度太高,不(bú)易上浮(fú)至(zhì)表面而残留在金属液(yè)内;温度太高时(shí),金属液表面的熔渣变得太稀(xī)薄,不易(yì)自液体表面(miàn)去除,往往随金属液流(liú)入型(xíng)内。而实际生产(chǎn)中,浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一。此外,浇注温度的(de)选取还应(yīng)考虑碳、硅含量的关(guān)系。

    (5)浇注系(xì)统(tǒng):浇注系统设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型,力求避(bì)免飞溅及紊流(liú)。

    (6)型砂:若型砂表面粘附(fù)有(yǒu)多余的砂子或涂料,它们可与金(jīn)属液中的氧化(huà)物合成熔渣(zhā),导致夹渣产生;砂型的紧实度不均匀,紧(jǐn)实度低的型壁表面容易被金属液(yè)侵蚀和形成低熔点的化合(hé)物,导致铸件(jiàn)产生夹渣。

    2.防止措(cuò)施

    (1)控制铁液成分(fèn):尽量降低铁(tiě)液中的含硫量(<0.06%),适量加入稀(xī)土(tǔ)合金(0.1%~0.2%)以净化铁液(yè),尽(jìn)可能降低含硅量和残镁量。

    (2)熔炼工艺:要尽量提高金属液的出炉温度,适(shì)宜的镇静(jìng),以(yǐ)利于非金属(shǔ)夹杂物的上浮、聚集(jí)。扒干(gàn)净铁液表面的渣子,铁液表面应放覆盖剂(珍(zhēn)珠岩、草木(mù)灰等),防止(zhǐ)铁液(yè)氧化。选择合适的浇注温度,zui好不低(dī)于1350℃。

    (3)浇(jiāo)注系统要使(shǐ)铁液流动平稳,应设(shè)有(yǒu)集(jí)渣包和挡渣装(zhuāng)置(如滤渣(zhā)网等),避免直浇(jiāo)道冲砂(shā)。

    (4)铸型紧实(shí)度应均(jun1)匀,强度足够;合箱时应吹净铸型(xíng)中的砂(shā)子。

    三、石墨漂浮(fú)

    1.影响因素

    (1)碳(tàn)当量:碳当(dāng)量(liàng)过高,以(yǐ)致(zhì)铁液在高温时(shí)就(jiù)析出大量石墨。由于石墨的密度比(bǐ)铁(tiě)液小,在镁蒸汽的带动下,使石墨漂(piāo)浮到铸件上(shàng)部。碳当量越高(gāo),石墨(mò)漂浮现象越严重。应(yīng)当指出,碳当量太高是产生(shēng)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(yǐng)响石墨漂浮的(de)重要因(yīn)素。

    (2)硅:在碳当量不变的条件下,适当降(jiàng)低含硅量,有助于降低产生(shēng)石墨漂浮的(de)倾向。

    (3)稀(xī)土:稀(xī)土含量过少(shǎo)时,碳在铁液中(zhōng)的溶解度会降(jiàng)低(dī),铁液将析(xī)出大量石墨,加重石(shí)墨漂(piāo)浮(fú)。

    (4)球化温度与孕育温度:为了(le)提(tí)高镁及稀(xī)土元素的吸收率(lǜ),国内试验(yàn)研究表明,球化处理时zui适当的(de)铁液温度(dù)是1380~1450℃。在此温度(dù)区间,随着温(wēn)度(dù)升(shēng)高,镁和稀土的吸收率增(zēng)加。

    (5)浇(jiāo)注温(wēn)度:一般情况(kuàng)下,浇注(zhù)温(wēn)度越高(gāo),出现石墨漂浮的(de)倾向越大,这是因为铸件长时间(jiān)处(chù)于(yú)液态有利于(yú)石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现,若缩短凝固时间(jiān),随着(zhe)浇注(zhù)温度(dù)升(shēng)高(gāo),石(shí)墨(mò)漂浮倾向降低(dī)。

    (6)滞留时间(jiān):孕育处理后至浇注完(wán)毕之(zhī)间的停留时间(jiān)太长,为(wéi)石墨的析出提供了条件(jiàn),一般这段时间应控制在10min以(yǐ)内(nèi)。

    2.防(fáng)止(zhǐ)措施

    (1)调整(zhěng)化学成分,在保证球(qiú)化级别(bié)的前提下,降(jiàng)低铁(tiě)液的碳当量,夏天高温季(jì)节碳当量在4.3%~4.5%,冬天寒冷季节碳当量在4.4%~4.7%,铁液wC≤3.85%、wSi≤2.7%。

    (2)严格(gé)高温熔炼,低(dī)温浇注的(de)原(yuán)则。铁液球化(huà)处(chù)理前,将铁液进行(háng)一段过热,铁液温度可在1530~1550℃保持3~5min,球化处(chù)理时(shí)再将温度降至1490~1510℃之间(jiān)。

    (3)严格控制球化剂(jì)和孕育剂颗粒度,球化剂粒度(dù)在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂(jì)和孕育剂的烘烤工序,坚(jiān)持随(suí)流孕育和多次孕育的(de)原则,保证球化剂和孕育剂的(de)吸收率(lǜ),以及良好的孕育效果。

    (4)严格浇包(bāo)烘烤环节,通过浇包烘烤,保(bǎo)证球化(huà)处理过程(chéng)中所(suǒ)需补充的热量,降(jiàng)低铁液的出炉温度,减少(shǎo)球(qiú)化剂和孕(yùn)育剂的烧损(sǔn),保证球化(huà)剂(jì)和孕育剂(jì)在铁液中的(de)吸收率。

    (5)通过培(péi)训,提高各工序操(cāo)作人员的知识、质量意识,特(tè)别是(shì)调高浇(jiāo)注工的熟练程度,缩短球化处理后的浇注时间。

    (6)严格控制消失模浇注过程中和浇注后的(de)真空负压,以及浇(jiāo)注后真空(kōng)负压(yā)的保持时间,保证浇注后铸件的凝(níng)固时间;及时清理真空管道,保证抽真空时气(qì)流畅通,同时(shí),可根据浇(jiāo)注实际情(qíng)况,调整负压气体流量,尽可能使模样发气量与(yǔ)负压气体(tǐ)流量比接近1:1。

    (7)严格控制消失模模样的(de)密(mì)度,在保(bǎo)证(zhèng)模样(yàng)强度的前(qián)提下,尽可(kě)能降(jiàng)低模样的密度,减少浇注过程中模样的发(fā)气量。

    (8)高温季节(jiē),严(yán)格控制干(gàn)砂(shā)(壳型(xíng))温(wēn)度≤35℃,保证铸件的凝(níng)固速度,缩短铁液在液体停留(liú)的(de)时(shí)间(jiān)。

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