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              鑄鐵平臺出現鑄件缺陷的原因及解決方法

              發(fā)表時(shí)間:2023年02月24日【

               在鑄鐵平臺等灰鑄鐵件生產(chǎn)中,常見(jiàn)的鑄件缺陷有:氣孔、成分與性能不合格、熱裂與冷裂、縮孔與縮松、渣眼與鐵豆、冷隔與澆不足、砂眼與夾砂、多肉與錯輻、變形等。通常,產(chǎn)生這些缺陷的原因不單是造型制芯問(wèn)題,有時(shí)還有熔煉澆注、配砂質(zhì)量、落砂清理等許多生產(chǎn)工序的問(wèn)題,因此必須具體分析,以便采取相應的合理措施加以解決。

               
              一、砂芯和砂型的剛性
              砂型澆注后,由于鐵液的靜壓力或凝固而引起的膨脹力,常導致型壁移動(dòng)和砂芯潰散,這就會(huì )使鑄鐵平臺鑄件產(chǎn)生內部縮孔和表面縮陷。因此為使鑄件尺寸穩定,要最大限度地使鑄型緊實(shí)。 
               
              為了節約造型材料,造芯時(shí)廣泛采用了空心砂芯,它比實(shí)體芯輕,故熱容量小,凝固速度慢,這會(huì )導致砂型擴張或砂芯潰散。此外,鐵液可能通過(guò)芯頭或砂芯上的裂紋而滲入其中空部分,這也會(huì )使鑄鐵平臺鑄件產(chǎn)生缺陷。
               
              為了提高空心砂芯的剛性,可用濕型砂或水玻璃砂充填;也可將殼芯作成兩半,其內部設置加強筋,造芯后粘合可得到堅硬的砂芯。 
              二、正確選擇澆注溫度 
              1.澆注溫度過(guò)低時(shí)可能形成的缺陷 
               
              (1)硫化錳氣孔 此種氣孔位于鑄鐵平臺鑄件表皮以下且多在上面,常在加工后顯露出來(lái),氣孔直徑約2~6mm。有時(shí)孔中含有少量熔渣,金相研究表明,此缺陷是由MnS偏析與熔渣混合而成,原因是澆注溫度低,同時(shí)鐵液中含Mn和S量高。 
               
              (2)液體夾渣 加工后鑄件表皮之下會(huì )發(fā)現一個(gè)個(gè)單體的小孔,孔的直徑一般為1~3mm。個(gè)別情況下只有1~2個(gè)小孔。金相研究表明,這些小孔與少量的液體夾渣一起出現,但該處未發(fā)現S的偏析。
               
              (3)砂芯氣體引起的氣孔 氣孔和多空性氣孔常因砂芯排氣不良而引起。因為造芯時(shí)砂芯多在芯盒中硬化,這就常使砂芯排氣孔數量不夠。為了形成排氣孔,可在型芯硬化后補充鉆孔。
               
              澆注溫度過(guò)低最常見(jiàn)的原因是澆注前,鐵液在敞口的澆包中長(cháng)時(shí)間運輸和停留而散熱。用帶有絕熱材料的澆包蓋,可以顯著(zhù)地減少熱損失。 
               
              2.澆注溫度過(guò)高 
               
               澆注溫度過(guò)高會(huì )引起砂型漲大,特別是具有復雜砂芯的鑄鐵平臺鑄件,當澆注溫度≥1420℃時(shí)廢品增多,澆注溫度為1460℃時(shí)廢品達50%。在生產(chǎn)中,利用感應電爐熔煉能較好地控制鐵液溫度。 
              三、晶核的形成 
              (1)孕育的影響 
              孕育處理有時(shí)也會(huì )增加鑄造缺陷,因為強烈孕育而急劇生核的鑄鐵件,形成碳化物的傾向增大了。所以建議孕育處理時(shí)孕育劑的用量能防止白口就可以了,健全鑄件中的晶核比有縮孔的鑄件要少的多。
                  
              (2)硫的作用 
              由于大多數廢鋼中含S量低,故電爐熔化廢鋼時(shí),只能獲得含S量低(≤0.05%)的鑄鐵。此種鑄鐵對許多孕育劑來(lái)說(shuō)不起作用,原因是孕育衰退的很快,所以用廢鋼在電爐中熔化時(shí),常常在鑄件中產(chǎn)生白口。
               
              (3)鐵液的保溫和過(guò)熱溫度 
              近年來(lái),人們傾向于用電爐熔化并保溫鐵液,但提高過(guò)熱溫度和增加保溫時(shí)間會(huì )減少晶核的形成,故有產(chǎn)生白口的危險??紤]到經(jīng)濟和材料性能方面的原因,長(cháng)時(shí)間保溫時(shí)其溫度應盡可能低些。 
              四、因砂芯引起的鑄件尺寸誤差
              砂芯受熱時(shí)首先是膨脹,然后產(chǎn)生塑性變形,這種在高溫下所引起的變化與所用的型砂以及粘結劑的分解有關(guān)。 
               
              (1)硬化溫度和硬化時(shí)間的影響 樹(shù)脂砂的最初膨脹和熱塑性同硬化溫度和時(shí)間有關(guān)。硬化時(shí)間長(cháng)的砂芯,其一次和二次膨脹就大,可能帶來(lái)變形問(wèn)題;而硬化時(shí)間短時(shí),砂芯膨脹小且分解快。
               
              (2)砂芯涂料的影響 大部分砂芯表面要刷涂料,經(jīng)試驗發(fā)現,耐火涂料滲入砂芯表面的深度對砂芯變形有很大影響,當涂上含有表面活性劑的涂料時(shí)、因滲透深度大而防止了二次膨脹。 
               
              鑄鐵平臺灰鑄鐵缺陷產(chǎn)生的原因分析
               
              影響灰鑄鐵力學(xué)性能的主要因素:冷卻速度,鐵液的過(guò)熱處理、孕育處理、爐料特性等。
               
               
              1.關(guān)于冷卻速度的影響   
              影響鑄件冷卻速度的因素較多:鑄件壁厚和重量、鑄型材料的種類(lèi)、澆冒口和重量等等。由于鑄件的壁厚、重量和結構取決于工作條件,不能隨意改變,故在選擇化學(xué)成分時(shí)應考慮到它們對組織的影響。
               
              2.關(guān)于鐵液過(guò)熱處理的影響
              提高鐵液過(guò)熱溫度可以:
              ①增加化合碳含量和相應減少石墨碳含量,
              ②細化石墨,并使枝晶石墨的形成,
              ③消除鑄鐵的“遺傳性”,
              ④提高鑄件斷面上組織的均勻性,
              ⑤有利于鑄鐵平臺鑄件的補縮。同樣,鐵液保溫也有鐵液過(guò)熱的類(lèi)似作用。
               
              3.關(guān)于鐵液孕育處理的影響  
              孕育處理就是在鐵液進(jìn)入鑄件型腔前,把孕育劑附加到鐵液中以改變鐵液的冶金狀態(tài),從而可改善鑄鐵的顯微組織和性能。
              對灰鑄鐵而言,進(jìn)行孕育處理是為了獲得A型石墨、珠光體基體、細小共晶團的組織,以及減少鑄件薄壁或邊角處的白口傾向和對鑄件壁厚的敏感性;對可鍛鑄鐵而言,是為了縮短短退火周期,增大鑄件的允許壁厚和改善組織的結構;對球墨鑄鐵而言,是為了減少鑄件白口傾向,提高球化率和改善石墨的圓整性。
               
              4.關(guān)于爐料特性的影響  
              實(shí)際生產(chǎn)中往往發(fā)現改變金屬爐料(例如采用不同產(chǎn)地的生鐵或改變爐料的配比等)而化學(xué)成分似乎無(wú)變化的情況下鑄鐵具有不同的組織和性能,這說(shuō)明鑄鐵平臺原材料的性質(zhì)直接影響著(zhù)用它熔煉出來(lái)的鑄鐵的性質(zhì),稱(chēng)為鑄鐵的:“遺傳性”為此,采用提高鐵液溫度和使用多種鐵料配料可消除這種“遺傳性”,并改善鑄鐵的組織和性能。
               
               
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