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    球铁件缩孔、夹渣、石墨漂(piāo)浮三大缺陷处理

    发布时间: 2020-04-09 来(lái)源:洛阳pp电子和顺祥机械有限(xiàn)公司 点击:945

    球(qiú)铁件缩(suō)孔、夹渣、石墨漂浮三(sān)大(dà)缺陷处理(lǐ)

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    一、缩孔缩松

    1.影响(xiǎng)因素

    (1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少缩孔(kǒng)缩(suō)松(sōng)。此(cǐ)外,提(tí)高碳当量还可提高球铁的流动性,有(yǒu)利于补缩。生产优质铸件的经验公式为(wéi)C%+1/7Si%>3.9%。但提(tí)高碳当量时,不应使铸件产生石墨漂(piāo)浮等其他缺陷。

    (2)磷:铁液(yè)中含磷量偏高,使凝固范(fàn)围(wéi)扩大(dà),同时低熔点磷(lín)共(gòng)晶在zui后凝固(gù)时得不到(dào)补给,以及使铸件外壳(ké)变弱,因(yīn)此(cǐ)有增大(dà)缩孔、缩松产生(shēng)的倾(qīng)向。一般工厂(chǎng)控制含磷(lín)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(shì)一个强烈稳(wěn)定碳化物的(de)元(yuán)素,阻碍石(shí)墨化。由此可见,残余镁量及残余稀(xī)土(tǔ)量会增加球铁的白口(kǒu)倾向,使石(shí)墨膨胀(zhàng)减(jiǎn)小,故当它们(men)的含量较高时,亦(yì)会增加缩孔、缩松倾向。

    (4)壁厚:当铸件(jiàn)表面(miàn)形成硬壳以后,内部的金属液温度越(yuè)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(jiā)。另外,若壁厚变化太突然,孤立的厚断面(miàn)得不(bú)到(dào)补缩,使(shǐ)产(chǎn)生(shēng)缩孔缩(suō)松倾向增大。

    (5)温度:浇注温(wēn)度(dù)高,有利于补缩,但太高会增加液(yè)态收缩量,对消除(chú)缩孔、缩松不利,所(suǒ)以应根(gēn)据具(jù)体情(qíng)况合理选择浇注(zhù)温度,一般以(yǐ)1300~1350℃为宜。

    (6)砂型的紧实度:若砂型的紧(jǐn)实(shí)度太低或不均匀,以致浇(jiāo)注(zhù)后(hòu)在金属静压力(lì)或膨胀力(lì)的(de)作用下,产生型腔(qiāng)扩大的现(xiàn)象,致使(shǐ)原(yuán)来的金属不(bú)够补缩而导致铸件产生缩孔缩松。

    (7)浇冒(mào)口及(jí)冷铁:若浇注系统、冒口和冷铁(tiě)设置不当,不能保证金属(shǔ)液顺序凝(níng)固;另(lìng)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(zhǐ)措(cuò)施

    (1)控(kòng)制铁(tiě)液成分:保持(chí)较高(gāo)的碳(tàn)当量(>3.9%);尽(jìn)量降(jiàng)低磷含量(<0.08%);降低残留镁量(<0.07%);采用稀土镁(měi)合金(jīn)来处(chù)理,稀土氧化(huà)物残(cán)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(cóng)冒口不断地(dì)补充(chōng)高(gāo)温金属液,冒(mào)口的尺寸和数量要适当(dāng),力求(qiú)做(zuò)到顺(shùn)序凝固。

    (3)必要时采用冷铁与补贴(tiē)来(lái)改(gǎi)变铸件的(de)温度分布,以利(lì)于(yú)顺(shùn)序凝固。

    (4)浇注温度应在1300~1350℃,一包铁液的浇(jiāo)注时间不应超(chāo)过25min,以免产生球(qiú)化衰退。

    (5)提高砂型的(de)紧实度,一般不低于90;撞(zhuàng)砂(shā)均匀,含水率不宜过高,保证铸(zhù)型有足够(gòu)的刚度。

    二、夹渣

    1.影(yǐng)响因素

    (1)硅:硅的氧化物也是(shì)夹渣的主要组成部分,因此(cǐ)尽可(kě)能降低含(hán)硅量(liàng)。

    (2)硫:铁液中(zhōng)的硫化物是球铁(tiě)件形成夹渣缺陷的主要(yào)原因之一。硫化物的熔点比铁液熔点(diǎn)低(dī),在铁液凝(níng)固过程中,硫化物将从铁液中析出,增大了铁液的(de)粘度,使铁(tiě)液中的熔(róng)渣或金属氧(yǎng)化物等不(bú)易上浮。因而铁液中硫含量太(tài)高时,铸件易产生夹渣(zhā)。球墨铸(zhù)铁原铁(tiě)液含(hán)硫(liú)量(liàng)应控制在0.06%以下,当它在0.09%~0.135%时,铸(zhù)铁夹(jiá)渣缺陷会(huì)急剧(jù)增加(jiā)。

    (3)稀土和镁(měi):近年来研究(jiū)认(rèn)为夹渣主要(yào)是由于镁、稀土等元素氧化而致,因此残余镁(měi)和稀土不应太高。

    (4)浇注温度:浇注温度太低(dī)时,金属液内的金属氧化物等因金(jīn)属液的粘(zhān)度(dù)太高(gāo),不易上浮至表面而残留在金属(shǔ)液(yè)内;温度太高时,金属液表面的熔渣(zhā)变得太稀薄(báo),不易自(zì)液体(tǐ)表面去除,往往(wǎng)随(suí)金属(shǔ)液流入型内。而实际生产中,浇(jiāo)注温(wēn)度太低(dī)是(shì)引起夹渣的主要原因之一。此外,浇注温度的选取还应(yīng)考虑碳、硅含量的关系。

    (5)浇注系统:浇(jiāo)注系(xì)统设计(jì)应合理,具(jù)有挡渣功能,使金(jīn)属液能平稳地充填铸型,力求避免飞(fēi)溅(jiàn)及紊流(liú)。

    (6)型砂:若型砂表面粘附有多余的砂子或(huò)涂料(liào),它们(men)可与金属液中(zhōng)的(de)氧(yǎng)化物合成熔渣,导致夹(jiá)渣产(chǎn)生;砂型(xíng)的(de)紧实度不均匀,紧实度低的型壁表面(miàn)容易被(bèi)金属液(yè)侵(qīn)蚀和形成(chéng)低熔点的化合物,导致铸件产生(shēng)夹渣。

    2.防(fáng)止措施

    (1)控(kòng)制铁液成分:尽量降低(dī)铁液中的(de)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(hé)残镁量(liàng)。

    (2)熔炼工(gōng)艺:要尽量提(tí)高金属液的出炉温度,适(shì)宜(yí)的(de)镇(zhèn)静,以利于(yú)非(fēi)金属夹(jiá)杂物的上浮、聚集。扒干净(jìng)铁液表面(miàn)的渣(zhā)子(zǐ),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(jiāo)注(zhù)温(wēn)度,zui好不低于1350℃。

    (3)浇注系统要使铁液流动平(píng)稳,应设有集(jí)渣包和挡渣(zhā)装(zhuāng)置(如滤渣网等),避免直(zhí)浇道冲砂。

    (4)铸(zhù)型(xíng)紧实度应均匀,强度足(zú)够;合箱时应吹(chuī)净铸型中的砂(shā)子(zǐ)。

    三、石墨漂浮

    1.影响因素

    (1)碳当量:碳(tàn)当量过高,以(yǐ)致铁液在高(gāo)温时就析出大(dà)量石(shí)墨。由于石墨的密(mì)度比铁液(yè)小(xiǎo),在镁蒸汽(qì)的带动(dòng)下,使石墨漂浮(fú)到铸件(jiàn)上部。碳当量越高,石墨漂浮现象越严重。应当(dāng)指出,碳(tàn)当量太高(gāo)是产生(shēng)石墨漂浮的主要原因,但不是(shì)单一原因,铸件(jiàn)大(dà)小、壁厚也是影响石(shí)墨漂(piāo)浮的重(chóng)要因素。

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

    (3)稀(xī)土:稀土含量过少时,碳在铁液中的溶解度会降低,铁液将析(xī)出(chū)大量石墨,加重石(shí)墨漂浮。

    (4)球化温度与孕育温度:为了(le)提高(gāo)镁及(jí)稀土元素的吸收率(lǜ),国内试验研究表明(míng),球化(huà)处理时zui适当的铁液温度是1380~1450℃。在此温度区(qū)间,随(suí)着温度升(shēng)高,镁和稀(xī)土的吸收率增(zēng)加。

    (5)浇注(zhù)温度:一般情况下,浇注(zhù)温度越(yuè)高,出现石(shí)墨漂浮(fú)的倾向越大,这是因为铸件长(zhǎng)时间处于(yú)液态有利(lì)于石墨的析出。A.P.Druschitz与W.W.Chaput研(yán)究发(fā)现,若缩(suō)短凝固时(shí)间,随着浇注温度升高,石墨(mò)漂(piāo)浮倾(qīng)向降低。

    (6)滞留时间:孕育处理后至(zhì)浇注完毕之间的停留时间太长,为石墨的析(xī)出提供了条件,一般这段时(shí)间应控制在10min以内。

    2.防(fáng)止(zhǐ)措施(shī)

    (1)调整(zhěng)化学成分(fèn),在保(bǎo)证球(qiú)化(huà)级别的前提下,降低铁液的碳(tàn)当量,夏天高温(wēn)季节碳当(dāng)量在4.3%~4.5%,冬天(tiān)寒(hán)冷季节(jiē)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(jiāng)铁液进(jìn)行一段过热,铁(tiě)液温(wēn)度(dù)可(kě)在1530~1550℃保持3~5min,球化处理(lǐ)时再将温度降至1490~1510℃之间。

    (3)严格控制球化剂和孕育(yù)剂颗粒度,球化剂粒(lì)度在Ø3~Ø15mm,孕育(yù)剂粒度在Ø3~Ø10mm以及球化剂(jì)和孕(yùn)育剂的烘(hōng)烤工序,坚持随流孕育和(hé)多(duō)次孕育的原则,保证(zhèng)球(qiú)化(huà)剂和孕育(yù)剂的吸收率,以及良好的孕育(yù)效果。

    (4)严格浇包烘烤环节,通过浇包(bāo)烘烤,保证(zhèng)球化(huà)处理过程中所需补充的热量,降低(dī)铁液(yè)的(de)出炉温(wēn)度,减少球化剂和孕(yùn)育剂(jì)的(de)烧损,保(bǎo)证球化剂和孕育剂在(zài)铁液中的吸收率。

    (5)通(tōng)过培训,提高(gāo)各工序操作人(rén)员的知识、质量意识,特别(bié)是调(diào)高(gāo)浇(jiāo)注工的熟练程(chéng)度,缩短球(qiú)化(huà)处理后的浇(jiāo)注时间。

    (6)严(yán)格控制消失模(mó)浇注过(guò)程中和(hé)浇注后(hòu)的真空负压,以及浇注后真(zhēn)空负压的保持(chí)时(shí)间,保(bǎo)证浇注后铸件(jiàn)的凝固时间(jiān);及时清理真空管道,保证(zhèng)抽真(zhēn)空时气流畅通,同时,可(kě)根据(jù)浇注实际情况,调整(zhěng)负压气体流量,尽可能使模(mó)样发气量与负压气体流量比接近1:1。

    (7)严格控制(zhì)消(xiāo)失模模(mó)样的密度(dù),在保(bǎo)证模(mó)样(yàng)强(qiáng)度的(de)前提下,尽可能降低模样的密度,减(jiǎn)少浇注(zhù)过程中(zhōng)模样的(de)发气量。

    (8)高温季节,严格控制干砂(shā)(壳型)温度≤35℃,保证铸件的凝固速度,缩(suō)短铁(tiě)液在(zài)液体(tǐ)停留的(de)时(shí)间(jiān)。

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