什么叫淬火? 钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。 淬火的目的: 1)提高金属成材或零件的机械性能。例如:提高工具、轴承等的硬度和耐磨性,提高弹簧的弹性极限,提高轴类零件的综合机械性能等。 2)改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。 淬火冷却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火方法,常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。 钢铁工件在淬火后具有以下特点: ① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即不稳定)组织。 ② 存在较大内应力。 ③ 力学性能不能满足要求。因此,钢铁工件淬火后一般都要经过回火 什么叫回火? 回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度,保温一定时间后,以一定方式冷却的热处理工艺,回火是淬火后紧接着进行的一种操作,通常也是工件进行热处理的zui后一道工序,因而把淬火和回火的联合工艺称为zui终处理。淬火与回火的主要目的是: 1)减少内应力和降低脆性,淬火件存在着很大的应力和脆性,如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。 2)调整工件的机械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,为了满足各种工件不同的性能要求,可以通过回火来调整,硬度,强度,塑性和韧性。 3)稳定工件尺寸。通过回火可使金相组织趋于稳定,以保证在以后的使用过程中不再发生变形。 4)改善某些合金钢的切削性能。 回火的作用在于: ① 提高组织稳定性,使工件在使用过程中不再发生组织转变,从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。 ② 消除内应力,以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。 ③ 调整钢铁的力学性能以满足使用要求。 回火之所以具有这些作用,是因为温度升高时,原子活动能力增强,钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散,实现原子的重新排列组合,从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。一般钢铁回火时,硬度和强度下降,塑性提高。回火温度越高,这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢,在某一温度范围回火时,会析出一些颗粒细小的金属化合物,使强度和硬度上升。这种现象称为二次硬化。 回火要求:用途不同的工件应在不同温度下回火,以满足使用中的要求。 ① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行低温回火。低温回火后硬度变化不大,内应力减小,韧性稍有提高。 ② 弹簧在350~500℃下中温回火,可获得较高的弹性和必要的韧性。 ③ 中碳结构钢制作的零件通常在500~600℃进行高温回火,以获得适宜的强度与韧性的良好配合。 钢在300℃左右回火时,常使其脆性增大,这种现象称为首类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结构钢在高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。在钢中加入钼,或回火时在油或水中冷却,都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度,便可以消除这种脆性。 在生产中,常根据对工件性能的要求。按加热温度的不同,把回火分为低温回火,中温回火,和高温回火。淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调质,即在具有高度强度的同时,又有好的塑性韧性。 1、低温回火:150-250℃ ,M回,减少内应力和脆性,提高塑韧性,有较高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和滚动轴承等。 2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有较高的弹性,有一定的塑性和硬度。用于制作弹簧、锻模等。 3、高温回火:500-650℃ ,S回,具有良好的综合力学性能。用于制作齿轮、曲轴等。 什么是正火? 正火是—种改善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后,保温一段时间出炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火,正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化,不但可得到满意的强度,而且可以明显提高韧性(AKV值),降低构件的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后,材料的综合力学性能可以大大改善,而且也改善了切削性能。 正火有以下目的和用途: ① 对亚共析钢,正火用以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织,轧材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预先热处理。 ② 对过共析钢,正火可以消除网状二次渗碳体,并使珠光体细化,不但改善机械性能,而且有利于以后的球化退火。 ③ 对低碳深冲薄钢板,正火可以消除晶界的游离渗碳体,以改善其深冲性能。 ④ 对低碳钢和低碳低合金钢,采用正火,可得到较多的细片状珠光体组织,使硬度增高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象,改善切削加工性。对中碳钢,在既可用正火又可用退火的场合下,用正火更为经济和方便。 ⑤ 对普通中碳结构钢,在力学性能要求不高的场合下,可用正火代替淬火加高温回火,不仅操作简便,而且使钢材的组织和尺寸稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩散速度较高,可以减少铸件和锻件的成分偏析。高温正火后的粗大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细化。 ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢,常采用正火以获得贝氏体组织,再经高温回火,用于400~550℃时具有良好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材以外,正火还广泛用于球墨铸铁热处理,使其获得珠光体基体,提高球墨铸铁的强度。 由于正火的特点是空气冷却,因而环境气温、堆放方式、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均有影响。正火组织还可作为合金钢的一种分类方法。通常根据直径为25毫米的试样加热到900℃后,空冷得到的组织,将合金钢分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。 什么是退火? 退火是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺。退火热处理分为完全退火,不完全退火和去应力退火。退火材料的力学性能可以用拉伸试验来检测,也可以用硬度试验来检测。许多钢材都是以退火热处理状态供货的,钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计,测试HRB硬度,对于较薄的钢板、钢带以及薄壁钢管,可以采用表面洛氏硬度计,检测HRT硬度。 退火的目的在于: ① 改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。 ② 软化工件以便进行切削加工。 ③ 细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理(淬火、回火)作好组织准备。 常用的退火工艺有: ① 完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。 ② 球化退火。用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。 ③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体zui不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。 ④ 再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃ ,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。 ⑤ 石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。 ⑥ 扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。 ⑦ 去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温后在空气中冷却,即可消除内应力。
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一、变形的原因 钢的变形主要原因是钢中存在内应力或者外部施加的应力。内应力是因温度分布不均匀或者相变所致,残余应力也是原因之一。外应力引起的变形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”,在特殊情况下也应考虑碰撞被加热的工件,或者夹持工具夹持所引起的凹陷等。变形包括弹性变形和塑性变形两种。尺寸变化主要是基于组织转变,故表现出同样的膨胀和收缩,但当工件上有孔穴或者复杂形状工件,则将导致附加的变形。如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀,如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。此外,回火时一般发生收缩,而出现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀,如果进行深冷处理,则由于残余奥氏体的马氏体化而进一步膨胀,这些组织的比容都随着含碳量的增加而增大,故含碳量增加也使尺寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生时段 1.加热过程:工件在加热过程中,由于内应力逐渐释放而产生变形。 2.保温过程:以自重塌陷变形为主,即塌陷弯曲。 3.冷却过程:由于不均匀冷却和组织转变而至变形。 三、加热与变形 当加热大型工件时,存在残余应力或者加热不均匀,均可产生变形。残余应力主要来源于加工过程。当存在这些应力时,由于随着温度的升高,钢的屈服强度逐渐下降,即使加热很均匀,很轻微的应力也会导致变形。 一般,工件的外缘部位残余应力较高,当温度的上升从外部开始进行时,外缘部位变形较大,残余应力引起的变形包括弹性变形和塑性变形两种。 加热时产生的热应力和想变应力都是导致变形的原因。加热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越大,则加热变形越大。热应力取决于温度的不均匀分布程度和温度梯度,它们都是导致热膨胀发生差异的原因。如果热应力高于材料的高温屈服点,则引起塑性变形,这种塑性变形就表现为“变形”。 相变应力主要源于相变的不等时性,即材料一部分发生相变,而其它部分还未发生相变时产生的。加热时材料的组织转变成奥氏体发生体积收缩时可出现塑性变形。如果材料的各部分同时发生相同的组织转变,则不产生应力。为此,缓慢加热可以适当降低加热变形,zui好采用预热。 此外,由于加热中因自重而出现“塌陷”变形的情况非常多,加热温度越高,加热时间越长,“塌陷”现象越严重。 四、冷却与变形 冷却不均时将产生热应力导致变形发生。因工件的外缘和内部存在冷却速度差异,该热应力是不可避免的,淬火情况下,热应力与组织应力叠加,变形更为复杂。加之组织的不均匀、脱碳等,还会导致相变点出现差异,相变的膨胀量也有所不同。 总之,“变形”是相变应力和热应力共同所致,但并非全部应力都消耗在变形上,而是一部分作为残余应力存在于工件中,这种应力就是导致时效变形和时效裂纹的原因。 因冷却而导致的变形表现为以下几种形式: 1.件急冷初期,急冷的一侧凹陷,然后转为凸起,结果快冷的一面凸起,这种情况属于热应力引起的变形大于相变引起的变形。 2.由热应力所引起的变形是钢料趋于球形化,而由相变应力所引起的变形则使之趋于绕线轴状。因此淬火冷却所致的变形表现为两者的结合,按照淬火方式的不同,表现出不同的变形。 3. 仅对内孔部分淬火时,内孔收缩。将整个环形工件加热整体淬火时,其外径总是增大,而内径则根据尺寸的不同时涨时缩,一般内径大时,内孔涨大,内径小时,内孔收缩 五、冷处理与变形 冷处理促进马氏体转变,温度较低,产生的变形比淬火冷却要小,但此时产生的应力较大,由于残余应力、相变应力和热应力等的叠加容易导致开裂。 六、回火与变形 工件在回火过程中由于内应力的均匀化、减小甚至消失,加上组织发生变化,变形趋于减小,但同时,一旦出现变形,也是很难矫正的。为了矫正这种变形,多采用加压回火或喷丸硬化等方法。 七 、重复淬火与变形 通常情况下,一次淬火后的工件未经过中间退火而进行重复淬火,将增大变形。重复淬火引起的变形,经过重复淬火,其变形累加而趋于球状,容易产生龟裂,但形状相对稳定了,不再容易产生变形了,因此重复淬火前应增加中间退火,重复淬火次数应小于等于2次(不含初次淬火)。 八、残余应力与变形 加热过程中,在450℃左右,钢由弹性体转变为塑性体,因此很容易呈上升塑性变形。同时,残余应力在约高于此温度时也将因再结晶而消失。因此,快速加热时,由于工件内外部存在温度差,外部达到450℃变成了塑性区,受而内部温度较低处存在残余应力作用而发生变形,冷却后,该区域就是出现变形的地方。由于实际生产过程中,很难实现均匀、缓慢加热,淬火前进行消除应力退火是非常重要的,除了通过加热消除应力外,对于大型零件采用振动消除应力也是有效的。
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球墨铸铁(NodularCastIron)是一种具有优良力学性能的金属材料,通过在铁液中加入球化剂和孕育剂,让石墨呈球状形核并长大而获得。20世纪40年代,现代球墨铸铁由美国国际锡公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首先研究成功。球墨铸铁在力学性能、物理性能、工艺性能、使用性能上具有独特的优势,生产工艺简单,成本低廉,在机械、冶金、矿山、纺织、汽车及船舶等领域应用广泛。 生产球墨铸铁时夹渣是zui常见的缺陷,其多出现在铸件浇注位置的上平面或型芯上表面部位。夹渣缺陷严重影响铸件的力学性能,特别是韧性和屈服强度,导致承压部位发生渗漏。 笔者所在单位生产的一种发电设备铸件前期经常出现铸件夹渣缺陷而报废,针对此缺陷进行了改进。 1.原工艺及缺陷状况 铸件重量为4500kg,材料为QT400-18,呋喃树脂自硬砂造型。采用15t/h工频电炉熔炼,化学成分为:wC=3.5%~3.7%,wS=2.2%~2.7%,wMn=0.3%~0.47%,wP≤0.06%,wS≤0.2%,浇注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横浇道在分型面的环形底注工艺,内浇道为4道φ35mm的陶瓷管,直浇道为φ80mm,横浇道截面为:70/80mm×100mm,截面比为:F直:F横:F内=1∶2.99∶0.77,工艺方案如图1所示。这样设计出来的铸件缺陷主要为夹渣,位置在法兰背面和轴承上表面,形状不规则,无金属光泽,用渗透液或磁粉检测,有时用肉眼即可发现,如图2所示。 图1 工艺方案 图2 夹渣缺陷分布 2.缺陷原因分析 (1)熔炼或球化处理后,加入的熔剂和形成的熔渣在浇注时随金属液一起注入型腔。 (2)金属液在浇注过程中镁、稀土、硅、锰、铁等二次氧化,产生的金属氧化物和硫化物、游离石墨等上浮到铸件上表面或滞留在铸件内的死角和砂芯下表面等处。 原工艺该铸件的浇注压头为2.5m,铁液从浇口杯进入浇注系统后,直接由内浇道底返进入底法兰,进流速度大,约0.7m/s,进入型腔的铁液紊流严重,且严重卷气,因此铸件表面出现大量的渣,造成该产品的废品率超过10%。 (3)由于含硫量过高,使金属液含有大量硫化物,浇注后在铸件内部形成渣。 (4)金属液中各组元(碳、锰、硫、硅、铝、钛)之间或这些组元与氮、氧之间发生化学反应,其氧化物与炉衬、包衬、砂型壁或涂料之间发生界面反应形成夹渣。 3.改进方案 (1)熔炼时对原材料进行分拣,保证干燥、清洁、无锈蚀。 (2)提高铁液出炉温度和球化处理温度,对浇包进行充分烘烤。 (3)金属液在浇包内应静置一段时间,以利于渣上浮。 (4)降低原铁液含硫量,在保证球化前提下,尽可能减少球墨铸铁的残留镁含量。 (5)浇注系统改进。为保证铁液在充填型腔的过程中平稳、流畅,按大孔出流理论对浇注系统进行了改进,如图3所示。采用开放式浇注系统,通过增大进流截面降低进流速度。铸件整体分散进流,快速充型,保证浇口杯、直浇道及时充满。 图3 改进后的浇注系统 该铸件重4500kg,浇注重量6000kg,根据相关公式计算的浇注时间为60s,阻流截面积为52cm2,即设计的开放式浇注系统的直浇道截面积为52cm2。按照标准的陶瓷管,则选择φ80mm的陶瓷管,截面积是50.24cm2,按照推荐的浇注系统比例,设计的横浇道截面形状是矩形(9cm×6cm),则面积是108cm2,内浇道是13道φ35mm的陶瓷管,截面积是125cm2,则zui终的截面比是F直:F横:F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面计算的参数计算得进流速度为0.28m/s,进流速度降低很多,是原工艺进流速度的40%。充型平稳,避免紊流,大大降低了铁液二次氧化的机会,从而可以减少夹渣缺陷。 4.改进后验证 采用以上措施连续生产15件,铸件没有再出现法兰和轴承上表面部位夹渣缺陷,改进有效。类似的方法在其他产品上运用,也有明显效果。 5.结语 大型球墨铸铁件易于在浇注位置上表面以及铁液流动的一些死角区域产生夹渣缺陷,这些缺陷可以通过熔炼控制和浇注系统的改进来解决。浇注系统形式以及参数选择应能保证铁液平稳充型,为此浇注系统各组成部分面积、浇注时间需按照内浇道低速进流、铸件整体快速充满的原则来计算。
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热处理工艺中淬火的常用方法有十种,分别是单介质(水、油、空气)淬火;双介质淬火;马氏体分级淬火;低于Ms点的马氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬火法等。 一、单介质(水、油、空气)淬火 单介质(水、油、空气)淬火:把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质,使其完全冷却。这种是zui简单的淬火方法,常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。 二、双介质淬火 双介质淬火:把加热到淬火温度的工件,先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点,然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温,以达到不同淬火冷却温度区间,并有比较理想的淬火冷却速度。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件,碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气,一般用水作快冷淬火介质,用油或空气作慢冷淬火介质,较少采用空气。 三、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火:钢材奥氏体化,随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件,高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。 四、低于Ms点的马氏体分级淬火法 低于Ms点的马氏体分级淬火法:浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf时,工件在该浴槽中冷却较快,尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等温淬火法 贝氏体等温淬火法:将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温,使其发生下贝氏体转变,一般在浴槽中保温30~60min。数控微信公号cncdar贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤:①奥氏体化处理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。 六、复合淬火法 复合淬火法:先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体,然后在下贝氏体区等温,使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织,常用于合金工具钢工件。 七、预冷等温淬火法 预冷等温淬火法:又称升温等温淬火,零件先在温度较低(大于Ms)浴槽中冷却,然后转入温度较高的浴槽中,使奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火的工件。 八、延迟冷却淬火法 延迟冷却淬火法:零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于Ar3或Ar1温度,然后进行单介质淬火。常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的零件。 九、淬火自回火法 淬火自回火法:将被处理工件全部加热,但在淬火时仅将需要淬硬的部分(常为工作部位)浸入淬火液冷却,数控微信公号cncdar待到未浸入部分火色消失的瞬间,立即取出在空气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利用心部未全部冷透的热量传到表面,使表面回火。常用于承受冲击的工具如錾子、冲子、锤子等。 十、喷射淬火法 喷射淬火法:向工件喷射水流的淬火方法,水流可大可小,根据所要求的淬火深度而定。喷射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜,这样就能够保证得到比昔通水中淬火更深的淬硬层。主要用于局部表面淬火。
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第1步 材料的选择 铁素体球铁的生产,选择高纯的原材料是非常必要的,原材料中的Si、Mn、S、P含量要少(Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%,P<0.03%),对Cu、Cr、Mo等一些合金元素要严格控制含量。由于很多微量元素对球化衰退zui为敏感,如,钨、锑、锡、钛、钒等。钛对球化影响很大应加以控制,但钛高是我国生铁的特点,这主要与生铁的冶金工艺有关。 第2步 脱硫 原铁液含硫量决定球化剂的加入量,原铁液中的含硫量越高,则球化剂的加入量越多,否则不能获得球化良好的铸件。球化处理前原铁液中的S含量控制在0.02%以下。对球化处理前原铁液的含硫量高时,必须进行脱硫处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化处理,采用涡流工艺,加入量控制在0.5~1.0%,具体根据zui终Mo含量进行调整。为了确保Mo的有效吸收,对合金的粒度应该严格要求。 第4步 球化剂和球化处理 生产厚大断面球铁件时,为了提高抗衰退能力,在球化剂中加入一定比例的重稀土,这样既可以保证起球化作用的Mg的含量,同时也可以增加具有较高抗衰退能力的重稀土元素,如,钇等。根据国内很多工厂的试验和生产实践,采用Re—Mg与钇基重稀土的复合球化剂作为厚大断面球铁件生产的球化剂是非常理想的,使用这种球化剂在实际生产应用过程中也取得了很好的效果。据有关资料表明,钇的球化能力仅次于镁,但其抗衰退能力比镁强的多,且不回硫,钇可过量加入,高碳孕育良好时,不会出现渗碳体。另外,钇与磷可形成高熔点夹杂物,使磷共晶减少并弥散,从而进一步提高球铁的延伸率。在球化处理时,为了提高镁的吸收率,控制反应速度及提高球化效果,采用特有的球化工艺。对球化处理的控制,主要是在反应速度上进行控制,控制球化反应时间在2分钟左右。 对此采用中低Mg、Re球化剂和钇基重稀土的复合球化剂,球化剂的加入量根据残留Mg量确定。 球化衰退防止:球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关,另一方面也和孕育作用不断衰退有关,为了防止球化衰退,采取以下措施: A、铁液中应保持有足够的球化元素含量; B、降低原铁液的含硫量,并防止铁液氧化; C、缩短铁液经球化处理后的停留时间; D、铁液经球化处理并扒渣后,为防止 Mg、RE元素逃逸,可用覆盖剂将铁液表面覆盖严,隔绝空气以减少元素的逃逸。 第5步 孕育剂和孕育处理 球化处理是球铁生产的基础,孕育处理是球铁生产的关键,孕育效果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的园整度,为了保证孕育效果,孕育处理采用多级孕育处理。孕育处理越接近浇注,孕育效果越好。从孕育到浇注需要一定的时间,该时间越长,孕育衰退就越严重。为了防止或减少孕育衰退,采用以下措施: A、使用长效孕育剂(含有一定量的钡、锶、锆或锰的硅基孕育剂); B、采用多级孕育处理(包内孕育、孕育槽孕育、水口瞬时孕育等); C、尽量缩短孕育到浇注时间。 孕育剂的加入量控制在0.6~1.4%,孕育剂加入量过少,直接造成孕育效果差,孕育量过大,导致铸件夹杂。 第6步 浇注工艺控制 浇注应采用快浇,平稳注入的原则。为了提高瞬时孕育的均匀性及防止熔渣进入型腔,水口盆的总容量应与铸件的毛重相当,浇注时将孕育剂放入水口盆中,将铁水一次全部注入水口,使铁水与孕育剂充分混合,扒去表面浮渣,提出水口堵浇注。
+查看全文10 2020-04
一、缩孔缩松 1.影响因素 (1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少缩孔缩松。此外,提高碳当量还可提高球铁的流动性,有利于补缩。生产优质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3.9%。但提高碳当量时,不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。 (2)磷:铁液中含磷量偏高,使凝固范围扩大,同时低熔点磷共晶在zui后凝固时得不到补给,以及使铸件外壳变弱,因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。一般工厂控制含磷量小于0.08%。 (3)稀土和镁:稀土残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高。而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素,阻碍石墨化。由此可见,残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向,使石墨膨胀减小,故当它们的含量较高时,亦会增加缩孔、缩松倾向。 (4)壁厚:当铸件表面形成硬壳以后,内部的金属液温度越高,液态收缩就越大,则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加,其相对值也增加。另外,若壁厚变化太突然,孤立的厚断面得不到补缩,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注温度,一般以1300~1350℃为宜。 (6)砂型的紧实度:若砂型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,产生型腔扩大的现象,致使原来的金属不够补缩而导致铸件产生缩孔缩松。 (7)浇冒口及冷铁:若浇注系统、冒口和冷铁设置不当,不能保证金属液顺序凝固;另外,冒口的数量、大小以及与铸件的连接当否,将影响冒口的补缩效果。 2.防止措施 (1)控制铁液成分:保持较高的碳当量(>3.9%);尽量降低磷含量(<0.08%);降低残留镁量(<0.07%);采用稀土镁合金来处理,稀土氧化物残余量控制在0.02%~0.04%。 (2)工艺设计要确保铸件在凝固中能从冒口不断地补充高温金属液,冒口的尺寸和数量要适当,力求做到顺序凝固。 (3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸件的温度分布,以利于顺序凝固。 (4)浇注温度应在1300~1350℃,一包铁液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,一般不低于90;撞砂均匀,含水率不宜过高,保证铸型有足够的刚度。 二、夹渣 1.影响因素 (1)硅:硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分,因此尽可能降低含硅量。 (2)硫:铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔点比铁液熔点低,在铁液凝固过程中,硫化物将从铁液中析出,增大了铁液的粘度,使铁液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。球墨铸铁原铁液含硫量应控制在0.06%以下,当它在0.09%~0.135%时,铸铁夹渣缺陷会急剧增加。 (3)稀土和镁:近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而致,因此残余镁和稀土不应太高。 (4)浇注温度:浇注温度太低时,金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度太高,不易上浮至表面而残留在金属液内;温度太高时,金属液表面的熔渣变得太稀薄,不易自液体表面去除,往往随金属液流入型内。而实际生产中,浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一。此外,浇注温度的选取还应考虑碳、硅含量的关系。 (5)浇注系统: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,力求避免飞溅及紊流。 (6)型砂:若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料,它们可与金属液中的氧化物合成熔渣,导致夹渣产生;砂型的紧实度不均匀,紧实度低的型壁表面容易被金属液侵蚀和形成低熔点的化合物,导致铸件产生夹渣。 2.防止措施 (1)控制铁液成分:尽量降低铁液中的含硫量(<0.06%),适量加入稀土合金(0.1%~0.2%)以净化铁液,尽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(珍珠岩、草木灰等),防止铁液氧化。选择合适的浇注温度,zui好不低于1350℃。 (3)浇注系统要使铁液流动平稳,应设有集渣包和挡渣装置(如滤渣网等),避免直浇道冲砂。 (4)铸型紧实度应均匀,强度足够;合箱时应吹净铸型中的砂子。 三、石墨漂浮 1.影响因素 (1)碳当量:碳当量过高,以致铁液在高温时就析出大量石墨。由于石墨的密度比铁液小,在镁蒸汽的带动下,使石墨漂浮到铸件上部。碳当量越高,石墨漂浮现象越严重。应当指出,碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因,但不是单一原因,铸件大小、壁厚也是影响石墨漂浮的重要因素。 (2)硅:在碳当量不变的条件下,适当降低含硅量,有助于降低产生石墨漂浮的倾向。 (3)稀土:稀土含量过少时,碳在铁液中的溶解度会降低,铁液将析出大量石墨,加重石墨漂浮。 (4)球化温度与孕育温度:为了提高镁及稀土元素的吸收率,国内试验研究表明,球化处理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温度区间,随着温度升高,镁和稀土的吸收率增加。 (5)浇注温度:一般情况下,浇注温度越高,出现石墨漂浮的倾向越大,这是因为铸件长时间处于液态有利于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研究发现,若缩短凝固时间,随着浇注温度升高,石墨漂浮倾向降低。 (6)滞留时间:孕育处理后至浇注完毕之间的停留时间太长,为石墨的析出提供了条件,一般这段时间应控制在10min以内。 2.防止措施 (1)调整化学成分,在保证球化级别的前提下,降低铁液的碳当量,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,低温浇注的原则。铁液球化处理前,将铁液进行一段过热,铁液温度可在1530~1550℃保持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剂颗粒度,球化剂粒度在Ø3~Ø15mm,孕育剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂和孕育剂的烘烤工序,坚持随流孕育和多次孕育的原则,保证球化剂和孕育剂的吸收率,以及良好的孕育效果。 (4)严格浇包烘烤环节,通过浇包烘烤,保证球化处理过程中所需补充的热量,降低铁液的出炉温度,减少球化剂和孕育剂的烧损,保证球化剂和孕育剂在铁液中的吸收率。 (5)通过培训,提高各工序操作人员的知识、质量意识,特别是调高浇注工的熟练程度,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真空负压,以及浇注后真空负压的保持时间,保证浇注后铸件的凝固时间;及时清理真空管道,保证抽真空时气流畅通,同时,可根据浇注实际情况,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提下,尽可能降低模样的密度,减少浇注过程中模样的发气量。 (8)高温季节,严格控制干砂(壳型)温度≤35℃,保证铸件的凝固速度,缩短铁液在液体停留的时间。
+查看全文09 2020-04
一、气孔(气泡、呛孔、气窝) 特征:气孔是存在于铸件表面或内部的孔洞,呈圆形、椭圆形或不规则形,有时多个气孔组成一个气团,皮下一般呈梨形。呛孔形状不规则,且表面粗糙,气窝是铸件表面凹进去一块,表面较平滑。明孔外观检查就能发现,皮下气孔经机械加工后才能发现。 形成原因: 1、模具预热温度太低,液体金属经过浇注系统时冷却太快。 2、模具排气设计不良,气体不能通畅排出。 3、涂料不好,本身排气性不佳,甚至本身挥发或分解出气体。 4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,液体金属注入后孔洞、凹坑处气体迅速膨胀压缩液体金属,形成呛孔。 5、模具型腔表面锈蚀,且未清理干净。 6、原材料(砂芯)存放不当,使用前未经预热。 7、脱氧剂不佳,或用量不够或操作不当等。 防止方法: 1、模具要充分预热,涂料(石墨)的粒度不宜太细,透气性要好。 2、使用倾斜浇注方式浇注。 3、原材料应存放在通风干燥处,使用时要预热。 4、选择脱氧效果较好的脱氧剂(镁)。 5、浇注温度不宜过高。 二、缩孔(缩松) 特征:缩孔是铸件表面或内部存在的一种表面粗糙的孔,轻微缩孔是许多分散的小缩孔,即缩松,缩孔或缩松处晶粒粗大。常发生在铸件内浇道附近、冒口根部、厚大部位,壁的厚薄转接处及具有大平面的厚薄处。 形成原因: 1、模具工作温度控制未达到定向凝固要求。 2、涂料选择不当,不同部位涂料层厚度控制不好。 3、铸件在模具中的位置设计不当。 4、浇冒口设计未能达到起充分补缩的作用。 5、浇注温度过低或过高。 防治方法: 1、提高磨具温度。 2、调整涂料层厚度,涂料喷洒要均匀,涂料脱落而补涂时不可形成局部涂料堆积现象。 3、对模具进行局部加热或用绝热材料局部保温。 4、热节处镶铜块,对局部进行激冷。 5、模具上设计散热片,或通过水等加速局部地区冷却速度,或在模具外喷水,喷雾。 6、用可拆缷激冷块,轮流安放在型腔内,避免连续生产时激冷块本身冷却不充分。 7、模具冒口上设计加压装置。 8、浇注系统设计要准确,选择适宜的浇注温度。 三、渣孔(熔剂夹渣或金属氧化物夹渣) 特征:渣孔是铸件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所填塞,外形不规则,小点状熔剂夹渣不易发现,将渣去除后,呈现光滑的孔,一般分布在浇注位置下部,内浇道附近或铸件死角处,氧化物夹渣多以网状分布在内浇道附近的铸件表面,有时呈薄片状,或带有皱纹的不规则云彩状,或形成片状夹层,或以团絮状存在铸件内部,折断时往往从夹层处断裂,氧化物在其中,是铸件形成裂纹的根源之一。 形成原因: 渣孔主要是由于合金熔炼工艺及浇注工艺造成的(包括浇注系统的设计不正确),模具本身不会引起渣孔,而且金属模具是避免渣孔的有效方法之一。 防治方法: 1、浇注系统设置正确或使用铸造纤维过滤网。 2、采用倾斜浇注方式。 3、选择熔剂,严格控制品质。 四、裂纹(热裂纹、冷裂纹) 特征:裂纹的外观是直线或不规则的曲线,热裂纹断口表面被强烈氧化呈暗灰色或黑色,无金属光泽,冷裂纹断口表面清洁,有金属光泽。一般铸件的外裂直接可以看见,而内裂则需借助其他方法才可以看到。裂纹常常与缩松、夹渣等缺陷有联系,多发生在铸件尖角内侧,厚薄断面交接处,浇冒口与铸件连接的热节区。 形成原因: 金属模铸造容易产生裂纹缺陷,因为金属模本身没有退让性,冷却速度快,容易造成铸件内应力增大,开型过早或过晚,浇注角度过小或过大,涂料层太薄等都易造成铸件开裂,模具型腔本身有裂纹时也容易导致裂纹。 防治方法: 1、应注意铸件结构工艺性,使铸件壁厚不均匀的部位均匀过渡,采用合适的圆角尺寸。 2、调整涂料厚度,尽可能使铸件各部分达到所要求的冷却速度,避免形成太大的内应力。 3、应注意金属模具的工作温度,调整模具斜度,以及适时抽芯开裂,取出铸件缓冷。 五、冷隔(融合不良) 特征:冷隔是一种透缝或有圆边缘的表面夹缝,中间被氧化皮隔开,不完全融为一体,冷隔严重时就成了“欠铸”。冷隔常出现在铸件顶部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁连接处或在薄的助板上。 形成原因: 1、金属模具排气设计不合理。 2、工作温度太低。 3、涂料品质不好(人为、材料)。 4、浇道开设的位置不当。 5、浇注速度太慢等。 防治方法: 1、正确设计浇道和排气系统。 2、大面积薄壁铸件,涂料不要太薄,适当加厚涂料层有利于成型。 3、适当提高模具工作温度。 4、采用倾斜浇注方法。 5、采用机械震动金属模浇注。 六、砂眼(砂孔) 特征:在铸件表面或内部形成相对规则的孔洞,其形状与砂粒的外形一致,刚出模时可见铸件表面镶嵌的砂粒,可从中掏出砂粒,多个砂眼同时存在时,铸件表面呈桔子皮状。 形成原因: 由于砂芯表面掉下的砂粒被铜液包裹存在与铸件表面而形成孔洞。 1、砂芯表面强度不好,烧焦或没有完全固化。 2、砂芯的尺寸与外模不符,合模时压碎砂芯。 3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。 4、浇包与浇道处砂芯相摩擦掉下的砂随铜水冲进型腔。 防治方法: 1、砂芯制作时严格按工艺生产,检查品质。 2、砂芯与外模的尺寸相符。 3、是墨水要及时清理。 4、避免浇包与砂芯摩擦。 5、下砂芯时要吹干净模具型腔里的砂子。
+查看全文08 2020-04
特征:“内生”式气孔,钢液中气体随温度下降其溶解度急剧减少,气体向较高温度扩散至壁较厚部位,严重时遍布冒口下部部位;“外生”式气孔,这类气孔呈梨形,细颈方向指向气体来源,发生在铸件表面或皮下,热处理后或加工后可发现。原因分析:炼钢过程中脱氧不良 1.1气孔分四种:侵入气孔,抑出气孔,反应气孔,卷入气孔 (1)侵入气孔:尺寸较大,孔壁光滑,表面氧化,多数量梨形或椭圆形,位于铸件表面或内部; (2)抑出气孔:多是细小的,呈现圆形,椭圆形或针状,分布在铸件整体或一部份;内壁光滑而明亮; (3)反应气孔:位于铸件表皮下,有的呈分散状的针形孔,有的隐藏在铸件上部上半百夹渣; (4)卷入气孔:浇注过程中,液态金属由浇注系统或型空卷入气体所造成气孔。 1.2气孔产生的原因: 在常压下凡是增加金属中气体的含量和阻碍气泡逸出金属表面的因素,都可能促使铸件产生气孔。生产中的原因有: (1)铸件结构方面的原因: 1)较大平面铸件,浇注时处于水平位置,液体金属中浮的气泡到达平面时,往往因不平面阻挡不能上浮,如表面已经凝固或气泡不能通过型芯壁逸出型外,将产生气孔; 2)铸件壁较薄,浇速较快,气体压力高而引起沸腾; 3)铸件凹角处圆角半径太小,容易产生凹角气孔。 (2)合金冶炼方面的原因: 1)金属炉料质量低劣,表面严重氧化,带有油污,表面多孔,杂质太多,厚度太薄,的金属材料,使溶炼的液体金属的气体和金属氧化物含量过多,容易使铸件生气孔; 2)炉料潮湿; 3)金属炉料尺寸太小或太松散; 4)冶金过程脱氧不完全,或不定加入量不足,铝锭上浮部份进入炉渣导致实际上用来脱氧的铝量不足; 5)熔炼过程温度控制不当,钢水温度太低或钢渣太高; 6)炉壁、出铁槽、浇包未充分干燥; 7)炉渣控制不良; 8)熔炼时间太长; 9)合金化学成份不合格。 (3)工艺设计方面的原因: 1)芯头设计不良; 2)芯头间隙过大金属流入排气堵塞; 3)砂箱高度太低,静压力低; 4)浇注系统形成或选择不正确。浇注系统和型腔在浇注过程中卷入气体而不能排除 高大铸件采用顶注,落差大,冲击、飞溅,单纯浇注,上部较早凝固,阻碍液体排出; 5)内浇口位置不合理; 6)型腔排气不畅,冒口太少或出气孔太少。 (4)型砂、芯砂、涂料方面的原因: 1)型砂或芯砂,透气性差,砂粒太细粘土含量太高; 2)型砂的水分含量太高; 3)型砂的耐火度太低(型壁发生严重浇注,致使透气性下降) 4)型砂中发气,物质加入量太多; 5)涂料选用不当,涂料中发生物质加入量太多; 6)冷铁涂料处理不当。 (5)造型和造芯方面的原因: 1)砂芯浇有做出排气道或排气不合理; 2)砂型、芯、冷铁、芯撑等温度相差太悬殊; 3)砂型没彻底焊干或返潮; 4)冷铁或芯撑没有焊干表面生锈或沾上油渍; 5)砂型或砂芯局部紧实度太高,透气性太低; 6)浇注原因产生卷入气泡,通常先慢,后快,再慢的浇注方法。
+查看全文07 2020-04
球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷5大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件,还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是,为保证石墨球化,球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。 1.碳及碳当量的选择原则 碳是球墨铸铁的基本元素,碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到zui低程度,球墨铸铁的含碳量一般较高,在3.5%~3.9%之间,碳当量在4.1%~4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限;反之,取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性,对于球墨铸铁而言,碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。碳含量过高,会引起石墨漂浮。因此,球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。 2.硅的选择原则 硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中,硅不仅可以有效地减小白口倾向,增加铁素体量,而且具有细化共晶团,提高石墨球圆整度的作用。硅提高铸铁的韧脆性转变温度,降低冲击韧性,因此硅含量不宜过高,尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时,更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在1.4%~3.0%。选定碳当量后,一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。 球墨铸铁中碳硅含量确定以后,成分设计基本合适。如果高于zui佳区域,则容易出现石墨漂浮现象。如果低于zui佳区域,则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 3.锰的选择原则 由于球墨铸铁中硫的含量已经很低,不需要过多的锰来中和硫,球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性,促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界,对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度,锰含量每增加0.1%,脆性转变温度提高10~12℃。因此,球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好,即使珠光体球墨铸铁,锰含量也不宜超过0.4%~0.6%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。 4.磷的选择原则 磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低,当其含量小于0.05%时,固溶于基体中,对力学性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时,磷极易偏析于共晶团边界,形成二元、三元或复合磷共晶,降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度,含磷量每增加0.01%,韧脆性转变温度提高4~4.5℃。因此,球墨铸铁中磷的含量愈低愈好,一般情况下应低于0.08%。对于比较重要的铸件,磷含量应低于0.05%。 5.硫的选择原则 硫是一种反球化元素,它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力,硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素,形成镁和稀土的硫化物,引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。 6.球化元素的选择原则 目前在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。镁和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用,使石墨按球状生长。镁和稀土的残留量应根据铁液中硫等反球化元素的含量确定。在保证球化合格的前提下,镁和稀土的残留量应尽量低。镁和稀土残留量过高,会增加铁液的白口倾向,并会由于它们在晶界上偏析而影响铸件的力学性能。
+查看全文06 2020-04
铸件粘砂不仅影响铸件的外观质量,甚至引起报废。因此,对铸件的粘砂必须引起足够的重视,以提高产品出品率。那应该如何防止铸件粘砂呢? “治病”当然要找到根源,首先我们先来看一下铸件粘砂的原因 1、足够的压力使金属液渗人砂粒之间较高的金属液静压力头。即由铸件浇注高度和浇注系统形成的压力。如该压力超过砂粒间隙之间毛细现象形成的抵抗压力。即尸毛=QcosO/r,式中P毛为毛细压力;为金属液表面张力;e为金属液毛细管的润湿角;r为毛细管半径。就会形成机械粘砂。静压力头超过500 mm,铸造用砂又较粗,多数会产生机械粘砂,除非上涂料。上式亦说明:越大,即砂粒粒度越粗,尸毛越小,即较易产生机械粘砂。 2、金属液在铸型内流动形成的动压力。 3、铸型“爆”或“呛”。即铸型浇注时释放的可燃气体与空气混合并被炽热金属液点燃所形成的动压力。 4、机械粘砂一经开始,即便压力减小,金属液渗透还会继续进行,直到渗透金属液前沿凝固。即金属液温度低于固相线温度,渗透方可停止。 5、化学粘砂通常的原因是湿型和制芯用原材料耐火度、烧结点低;石英砂不纯;煤粉或代用品加人不足;没有使用涂料或使用不当;浇注温度过高;浇注不当致使渣子进人铸型等因素造成。 容易造成粘砂的原因找到了,接下来我们就来说一下如何防止! 1、预防机械粘砂可采用如下措施 1)避免较高的金属液静压力头;在满足铸件补缩条件下冒口高度不要过高;避免浇包处于高位直接浇到直浇道内,必要时可利用盆形浇口杯缓冲一下金属流,并形成恒高静压力头。 2)尽量使用粒度较细、的铸造用砂。 3)砂型应紧实良好。机器造型不可超载,供给造型机的压缩空气应保持规定压力,避免使用过湿或存放期过长的型砂,因难以紧实,芯盒通气孔(塞)不得堵塞;采用树脂砂造型和制芯不能仅靠型砂的良好流动性,要保证紧实,必要时辅以震动。 4)防止铸型“爆”或“呛”。型砂不可加人过量煤粉和水分。尽量为型和芯开好出气孔、通气孔,增加铸型透气性。 5)减缓型内产生的动压力。铸型应多设出气孔,多扎气眼;高紧实度的铸型分型面上可设排气槽(通气槽或通气沟)。 6)铸型或型芯使用有效的涂料。即充填型、芯表层砂粒的空隙。如涂料过厚可能开裂,使金属液渗入砂中,这时可在第1或第2层中使用较稀的涂料,然后再以正常或较稠的涂料。 2、预防化学粘砂可采用如下措施 1)砂子供应来源不同,铸造用砂的纯度、烧结点;耐火度有很大差异。烧结点在1 200℃以下的低纯度硅砂将促使粘砂;浇结点在1 450℃以上的高纯度硅砂或非石英砂如错砂、铬铁矿砂等将减少粘砂。 2)湿型粘土砂中加人煤粉约5%能防止中小尺寸铸件的粘砂。铸造用煤粉的灰分含量应小于10%。为防止型砂系统中失效煤粉及粉尘的积累,每个生产周期应淘汰一些旧砂并加人一些新材料。旧砂废弃量一般约为10%一15%,薄壁铸件生产取下限,厚壁铸件生产取上限。 3)水玻璃砂由于混合物烧结点低,必须采用涂料。混砂中硅酸钠和旧砂不应过多,混砂中加入1%一2%的煤粉也有助于防止粘砂。
+查看全文03 2020-04