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    球铁(tiě)件缩孔、夹渣、石墨漂(piāo)浮三大缺陷处理(lǐ)

    发布时间: 2020-04-09 来源:洛(luò)阳顺(shùn)祥机械有限(xiàn)公司 点(diǎn)击:940

    球铁件缩孔(kǒng)、夹(jiá)渣、石墨漂(piāo)浮三(sān)大缺陷处理(lǐ)

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    一、缩孔缩松

    1.影响(xiǎng)因素

    (1)碳(tàn)当量(liàng):提高碳量(liàng),增大了(le)石墨化膨胀,可减少缩孔缩松(sōng)。此外,提高碳(tàn)当(dāng)量还可提高球铁的流(liú)动性,有利于补缩。生产优质铸件(jiàn)的经验公式为(wéi)C%+1/7Si%>3.9%。但提(tí)高碳当量(liàng)时,不(bú)应使铸(zhù)件产(chǎn)生石墨漂浮等其他缺陷。

    (2)磷:铁液(yè)中含磷量偏(piān)高,使凝固范围扩(kuò)大(dà),同时低熔点磷(lín)共(gòng)晶(jīng)在zui后凝(níng)固时得不(bú)到补给(gěi),以(yǐ)及使铸(zhù)件外壳变(biàn)弱(ruò),因此有(yǒu)增大缩孔、缩松产(chǎn)生(shēng)的倾向。一般工厂控制含磷量小于0.08%。

    (3)稀土和镁:稀(xī)土残余量过高会恶化石墨形状,降低球化率,因(yīn)此稀土含量不宜太高。而镁又是一(yī)个强烈稳定碳化物的元(yuán)素(sù),阻(zǔ)碍石墨(mò)化。由此可(kě)见,残余镁量及(jí)残余(yú)稀土量(liàng)会增加球铁的白口倾(qīng)向,使石墨(mò)膨(péng)胀减小(xiǎo),故当它们的含量较高时,亦会(huì)增(zēng)加缩孔、缩松倾向。

    (4)壁厚:当(dāng)铸件(jiàn)表(biǎo)面形成(chéng)硬壳以后,内部的金属液温度越高,液态收缩就越大,则缩孔、缩松的容积(jī)不(bú)仅绝对值增加,其相对(duì)值也(yě)增加。另外(wài),若壁厚变化太(tài)突(tū)然(rán),孤立的厚断面得不到(dào)补缩(suō),使(shǐ)产生缩(suō)孔缩松倾(qīng)向增大(dà)。

    (5)温度:浇注温度高,有利于补缩,但太高会增(zēng)加液态收缩量(liàng),对消除缩孔、缩松不利,所以应(yīng)根据具体(tǐ)情况(kuàng)合理选择浇(jiāo)注温度,一般以1300~1350℃为宜。

    (6)砂型(xíng)的紧实度:若砂(shā)型(xíng)的紧实度太低或不均匀,以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下,产生型腔扩大的(de)现象,致(zhì)使原来的金属不够补缩(suō)而导(dǎo)致铸(zhù)件产生缩孔缩(suō)松。

    (7)浇冒口及冷(lěng)铁:若浇注系统、冒口和冷铁设置不当,不能(néng)保证金属液顺序凝固;另外,冒口的数(shù)量、大小以及与铸件的连接(jiē)当否,将(jiāng)影响冒口的补(bǔ)缩效果。

    2.防止措(cuò)施

    (1)控(kòng)制铁液(yè)成分:保持较高(gāo)的碳当量(>3.9%);尽量降低磷(lín)含量(liàng)(<0.08%);降(jiàng)低残留(liú)镁量(<0.07%);采用(yòng)稀土镁(měi)合金来处理,稀(xī)土氧化物残余量控制在0.02%~0.04%。

    (2)工艺设计要确保铸件在凝固(gù)中能从冒(mào)口不断地补充(chōng)高温金(jīn)属(shǔ)液,冒口的尺寸和数量要适(shì)当(dāng),力求做到顺序凝(níng)固(gù)。

    (3)必要(yào)时采用冷铁与补(bǔ)贴来改变铸件的(de)温度分(fèn)布,以利于顺序凝固。

    (4)浇(jiāo)注温度应在1300~1350℃,一(yī)包铁液(yè)的浇注时间不应超过25min,以免产生球化衰退。

    (5)提高砂型的紧实度,一般不(bú)低(dī)于90;撞砂均(jun1)匀,含水率不宜过(guò)高,保证铸型有足够的(de)刚度。

    二、夹渣

    1.影响因素

    (1)硅:硅的氧化(huà)物也是夹(jiá)渣的主要(yào)组成部分,因此尽可能(néng)降低含硅量。

    (2)硫:铁液(yè)中的硫化物是(shì)球铁件形成夹(jiá)渣缺陷的主要原因(yīn)之一。硫(liú)化(huà)物的熔(róng)点(diǎn)比(bǐ)铁液熔点低(dī),在铁液凝固过程中,硫化(huà)物将从铁液中析出,增大(dà)了铁液的粘度(dù),使铁(tiě)液(yè)中的熔渣或金属氧化物等不易上浮。因而铁液中硫含量太高时,铸件易产生夹渣。球墨铸铁原(yuán)铁(tiě)液(yè)含硫量(liàng)应控制在0.06%以下(xià),当它在0.09%~0.135%时(shí),铸铁夹渣缺陷会急剧增加(jiā)。

    (3)稀土和镁(měi):近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土(tǔ)等元素(sù)氧化而致,因此(cǐ)残余镁和(hé)稀土(tǔ)不应太高。

    (4)浇注(zhù)温度:浇(jiāo)注温度太低时,金属液内的金属氧化物(wù)等因金(jīn)属液的粘度太(tài)高,不易上(shàng)浮(fú)至表面而残留在(zài)金属(shǔ)液内;温度太高时,金属液(yè)表面的熔渣变得太稀薄,不易自液体表面去除,往往随金属液(yè)流入(rù)型内。而实际生产中,浇注温度(dù)太低是引(yǐn)起夹(jiá)渣的主要原因之(zhī)一(yī)。此外,浇注温度(dù)的选(xuǎn)取还应考虑碳、硅(guī)含量的(de)关系(xì)。

    (5)浇注系统(tǒng):浇注系统设计应合理,具有挡渣功(gōng)能,使(shǐ)金属液能平(píng)稳地充填铸型(xíng),力求避免(miǎn)飞溅及紊流。

    (6)型砂:若型砂表(biǎo)面粘附有多余的(de)砂子或(huò)涂料,它们可(kě)与金属液(yè)中的氧化(huà)物合成熔渣,导致夹渣产生;砂型的(de)紧实度不均匀,紧实度低的型壁表面(miàn)容(róng)易被(bèi)金属液侵蚀(shí)和形成低(dī)熔点(diǎn)的化合物(wù),导致(zhì)铸件产生夹渣。

    2.防止措施

    (1)控制铁液(yè)成分:尽量降低(dī)铁(tiě)液中的含硫量(<0.06%),适量加入(rù)稀土合金(0.1%~0.2%)以(yǐ)净化铁(tiě)液,尽(jìn)可能降低含硅(guī)量和残镁(měi)量(liàng)。

    (2)熔炼工艺(yì):要尽量提高金属液的出炉(lú)温度,适宜的(de)镇静,以利于非金属夹(jiá)杂物的上浮、聚集。扒干净铁液(yè)表面的渣子,铁液表面应放覆盖剂(珍(zhēn)珠岩、草木灰等),防止铁液氧化。选择合适的浇注温度(dù),zui好不低于1350℃。

    (3)浇注系(xì)统要使铁液流动平稳,应设(shè)有集渣包和(hé)挡渣装置(如滤渣网等),避免直浇(jiāo)道冲(chōng)砂。

    (4)铸(zhù)型紧实(shí)度应均匀,强(qiáng)度足够;合箱时应吹净铸型中的砂子。

    三(sān)、石墨漂浮

    1.影(yǐng)响因素(sù)

    (1)碳当量:碳当量过高,以致铁液在高温时(shí)就析出大量石墨。由于石(shí)墨的密(mì)度比铁(tiě)液小,在镁蒸汽的(de)带动下,使石墨漂浮到(dào)铸件上(shàng)部。碳当量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出(chū),碳当量太(tài)高(gāo)是产生石墨漂(piāo)浮的主要原因(yīn),但不是(shì)单一原因(yīn),铸件大小(xiǎo)、壁厚也是影响石墨漂浮的重要因素(sù)。

    (2)硅:在碳当量不变的条(tiáo)件下,适当降低含硅量,有助于降低产生石墨漂浮(fú)的倾(qīng)向(xiàng)。

    (3)稀土:稀土含(hán)量过少时,碳在铁液中的(de)溶解度会(huì)降低(dī),铁液将析出大量(liàng)石墨,加(jiā)重石墨(mò)漂浮。

    (4)球化温度与(yǔ)孕育(yù)温度(dù):为(wéi)了提高镁及(jí)稀(xī)土元素(sù)的吸收率(lǜ),国内试(shì)验研究表明,球化处(chù)理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温度(dù)区间,随着温度升高,镁和稀土(tǔ)的吸收率增加(jiā)。

    (5)浇注温(wēn)度:一般情况下(xià),浇注温度越高(gāo),出现石墨漂浮的倾向越大,这是因为铸件长时间(jiān)处于(yú)液态有(yǒu)利于石墨的析出(chū)。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发(fā)现,若缩短凝固时间(jiān),随着(zhe)浇注温度升高,石墨漂浮倾向降(jiàng)低。

    (6)滞留时间(jiān):孕育处理(lǐ)后(hòu)至(zhì)浇注(zhù)完毕之间的(de)停留时间(jiān)太长,为石墨的析出(chū)提供了条件,一(yī)般这段时间应控制在10min以内。

    2.防止措施

    (1)调整化学成(chéng)分,在保证球化(huà)级别的前提下,降(jiàng)低铁(tiě)液的碳当(dāng)量(liàng),夏天高温季节碳当量在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)严格高温熔炼,低温浇(jiāo)注的(de)原(yuán)则。铁液球化处理(lǐ)前,将铁液进行一段过热,铁液温(wēn)度(dù)可(kě)在(zài)1530~1550℃保(bǎo)持3~5min,球化处理(lǐ)时再将温度降至1490~1510℃之间。

    (3)严格控制球化剂和(hé)孕育剂颗粒度,球化剂(jì)粒度在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂和孕育(yù)剂的烘烤(kǎo)工序,坚持随流孕育和多次孕育的原则,保证球化剂和孕(yùn)育剂的吸收率,以(yǐ)及(jí)良好的孕(yùn)育效果。

    (4)严格(gé)浇包烘(hōng)烤环节,通过浇包烘烤,保证球化处理过程中所需(xū)补充的热量,降(jiàng)低铁液的(de)出炉温度,减少球化剂和孕育剂的(de)烧损,保证球化(huà)剂和孕育剂在铁液中的吸收率。

    (5)通过培(péi)训,提高各(gè)工序操作(zuò)人(rén)员的(de)知识、质(zhì)量(liàng)意识,特别是调高浇注工(gōng)的熟练程(chéng)度,缩短(duǎn)球化处理后的浇(jiāo)注时(shí)间。

    (6)严格控制消失模浇注过程(chéng)中和浇注(zhù)后的真(zhēn)空(kōng)负压,以及浇注后真(zhēn)空负压的保持时间,保(bǎo)证(zhèng)浇(jiāo)注后铸件的凝固时间(jiān);及时清理真空管(guǎn)道,保(bǎo)证(zhèng)抽真空时气(qì)流畅通,同时,可根据浇注(zhù)实际情况,调整负压气体流量,尽可能使模样发气量与负压气(qì)体流(liú)量比接近1:1。

    (7)严格控制消(xiāo)失模模样的密度,在保证模样强度(dù)的(de)前提下(xià),尽可能(néng)降低模样的密度,减少浇注过程中模样的(de)发气量。

    (8)高温(wēn)季节,严格控(kòng)制干砂(壳型)温度(dù)≤35℃,保证(zhèng)铸件的凝(níng)固速度,缩短铁液在液体(tǐ)停留的时间。

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