
大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件鑄造過程中會發生各種不同的鑄造缺陷,常見的缺陷和防止方法一般有以下幾種:
1 氣孔
特征:大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件中的氣孔是指在鑄件內部,表面或接近表面處存在的大小不等的光滑孔洞??妆谕€帶有氧化色澤,由于氣體的來源和形成原因不同,氣孔的表現形式也各不相同,有侵入性氣孔,析出性氣孔,皮下氣孔等。
1.1 侵入性氣孔
這種氣孔的數量較少,尺寸較大,多產生在鑄件外表面某些部位,呈梨形或圓球形。主要是由于鑄型或砂芯產生的氣體侵入金屬液的未能逸出而造成。
防止措施:
(1)減少發氣量:控制型砂或芯砂中發氣物質的含量,濕型砂的含水量不能過高,造型與修模時脫模劑和水用量不宜過多。砂芯要baozheng烘干,烘干后的砂芯不宜存放太長時間,隔天使用的砂芯在使用前要回爐烘干,以防砂芯吸潮,不使用受潮、生銹的冷鐵和芯撐等。
(2)gaishan型砂的透氣性,選擇合適的型空緊實度,合理安排出氣眼位置以利排氣,確保砂芯通氣孔道暢通。
(3)適當提高澆注溫度,開排氣孔和排氣冒口等,以利于侵入金屬液的氣體上浮排出。
1.2 析出性氣孔
這種氣孔多而分散,一般位于大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件表面往往同批澆注的鑄件大部分都發現有。這種氣孔主要是由于在熔煉過程中,金屬液吸收的氣體在凝固前未能全部析出,便在鑄件中形成許多分散的小氣孔。
防止措施:
(1)采用潔凈干燥的爐料,限制含氣量較多的爐料使用。
(2)確保“三干”:即出鐵槽、出鐵口、過橋要chedi烘干。
(3)澆包要烘干,使用前zui好用鐵液燙過,包中有鐵液,yiding要在鐵液表面放覆蓋劑。
(4)各種添加劑(球化劑、孕育劑、覆蓋劑)yiding要保持干燥,濕度高的時候,要烘干后才能使用。
1.3 皮下氣孔
這種氣孔主要出現在鑄件的表層皮下2~3mm處,直徑為1~3mm左右。而且數量較多,鑄件經熱處理或粗加工去除外皮后,_會清晰地顯露出來。
防止措施;
(1)適當提高澆注溫度,嚴格控制各種添加劑的加入量,盡可能縮短澆注時間。
(2)孕育劑的加入量zui好控制在(質量分數)0.4%~0.6%,同時要嚴格控制孕育劑中A1的質量分數,w(Al)偏高容易和型腔表面的水分發生反應:2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑,一般情況下孕育劑含Al量不宜chaoguo1.5%。
(3)防止鐵液氧化,適當加大電流頻率。
(4)在baozheng球化的前提下,盡量減少球化劑的加入量。
(5)澆注時在鐵液表面覆蓋冰晶石粉,防止鐵液氧化。
(6)盡量降低型砂水分。
(7)提高澆注速度。
2 砂眼、渣孔
特征:缺陷處內部或表面充塞著型(芯)砂的小孔,稱為砂眼。若缺陷形狀呈不規則,內部是渣或夾雜物,則稱為渣孔。
砂眼防止措施:
(1)提高型(芯)砂的強度及砂型緊實度,減少砂芯的毛刺和砂型的銳角,防止沖砂。
(2)合型前要吹干凈型腔和砂芯表面的浮砂,合型后要盡快澆注。使用冷芯砂時,盡可能分散進鐵液,避免沖刷造成砂眼。
(3)防止砂芯烘干及存放時間過長。
(4)合理設計澆注系統,避免鐵液對型壁沖刷力太大;澆口杯表面要光滑,不能有浮砂。
渣孔防止措施:
(1)提高鐵液出爐溫度,應該增加扒渣次數,溫度允許的情況下,澆注前靜止一段時間,以利于熔渣上浮。
(2)防止鐵液氧化,嚴格控制孕育劑的加入量。
(3)合理設計澆注系統,放置濾網片提gaodang渣能力,澆注包上zui好安置擋渣系統,澆注時保持不斷流。
3 縮孔、縮松
特征:在大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件的厚斷面,熱節處或軸心等zui后凝固的地方形成表面粗糙的孔洞,并且或多或少帶有樹枝狀結晶??锥创蠖械姆Q為縮孔,小而分散的稱為縮松??s孔與縮松主要是由于金屬液在冷卻凝固時所產生的液態收縮與凝固收縮遠大于固態收縮,并在鑄件zui后凝固的地方得不到金屬液的補充所造成的。
防止措施:
(1)根據鑄件壁厚選擇恰當的化學成分,盡可能降低澆注溫度,
(2)合理設計冒口和澆注系統,使鑄件得到充分補縮,必要時,在鑄件厚斷面部位設置冷鐵或內冷鐵。
(3)爐前孕育不宜過量,一般情況下一次孕育劑加入量控制在0.4%~0.6%。
(4)防止鐵液氧化,爐渣的氧化鐵含量要低于5%(zui好低于3%),電爐鐵液不要在爐內長時間高溫保留。
(5)盡量提高鑄型剛度。
4 粘砂
特征:在大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件的表面粘結著一層很難清理的造型材料。粘砂分機械粘砂和化學粘砂兩種,它們的區別是:機械粘砂是高溫金屬液滲入砂粒間的孔隙中而形成;化學粘砂是金屬氧化和造型材料形成的低熔點化合物,與鑄件牢固地粘結在一起而形成。
防止措施:
(1)選擇耐火度較高的砂,型砂的SiO2含量(質量分數)應高于92%,zui好高于95%。
(2)適當降低澆注溫度和提高澆注速度,減弱金屬液對砂型的熱力學作用和化學作用。
(3)砂型緊實度要高(B型硬度高于85,zui好高于90),而且要均勻。砂芯的修補要到位,不能有局部疏松,同時要防止涂料起皮。
5 裂紋
特征:澆注好的鑄件表面有直線或彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口多呈曲折和不規則的形狀,其斷口表面呈淺黑色,有較深的氧化色。冷裂的裂口較直,鑄件斷口表面有金屬光澤而且比較干凈,有時出現輕微的氧化色。
大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件產生裂紋的主要原因是:冷卻凝固收縮時受到阻礙而產生內應力,當內應力大于金屬材料的強度時,鑄件_開裂形成裂紋。
防止措施:
(1)嚴格控制鐵液的化學成分。其中硫高能使鑄件產生“熱脆性”,造成熱裂,因此灰鑄鐵中w(S)zui好低于0.12%,但也不能太低(不宜低于0.05%),硫太低要影響孕育效果,zui適宜的w(S)為0.05%~0.12%。磷高能使鑄件產生“冷脆性”,造成冷裂,因此灰鑄鐵中w(P)zui好低于0.15%,球鐵中w(P)zui好低于0.08%。
(2)調節鑄件各部位的冷卻速度,避免鑄件局部過熱,在鑄件的厚大斷面或熱節處放置冷鐵,內澆道適當分散,使鑄件各部位溫度趨向均勻。
(3)鑄件澆注好以后,開型不要過早,不要用冷水澆噴高溫鑄件,適宜的開型時間是型內鑄件溫度低于600℃時。
(4)條件允許時,改變鑄件的結構,防止鑄件開裂。如設置加強筋,兩截面交接部位由直角改成圓角,以減少應力集中。
6 變形
特征:長的鑄件比較容易產生變形,如機床床身、柴油機的缸體、缸蓋,由于鑄件壁厚相差太多,冷卻不均,容易造成鑄件變形。還有一些鑄件是在加工好以后,存放一段時間后出現變形。
防止措施:
(1)對于一些容易出現變形的鑄件,除了適當增加加工余量外,還可以把模具做成反向變形(如把模具做成反向彎曲),來糾正鑄件出現的變形。
(2)將鑄件進行去應力退火,消除鑄件的內應力;條件許可時,可采用時效處理。開型時間不要過早,落砂以后的鑄件不要疊放。
7 硬度不均勻
特征:鑄件表面經加工后,出現微觀的凹凸,有的局部地方還有“發亮”的硬質點,鑄件的表面硬度相差較大,達30-50HB,硬質點部位的硬度可能chaoguo標準。鑄件的硬度差大容易造成工作面磨損不均勻,導致機床加工精度差。
防止措施:
(1)提高鐵液的出爐溫度,出爐溫度zui好高于1480℃,以利于消除生鐵遺傳性的影響。
(2)防止C、Si含量因鐵液氧化而降低,嚴格控制孕育劑的加入量及孕育劑的粒度,并且孕育劑加入要均勻,zui好用時間可以控制的震動加料裝置,確保孕育時間占出鐵時間的70%以上。
(3)zui好使用20#以下的廢鋼,避免使用合金鋼,廢鋼使用前zui好作除銹處理。小、輕、薄的廢鋼zui好預先壓成團塊后再使用。
(4)對于厚薄不均的鑄件,要合理設計澆注系統,確保鑄件各部位冷卻均勻,特別厚大部位可放置冷鐵或耐火磚。
8白口
特征:鑄件斷面上,局部或全部出現白亮組織(滲碳體),通常位于薄斷面、棱角、邊緣等部位。硬度高,性脆,難加工。
形成原因:1、碳當量過低,錳硫等阻礙石墨化的元素過多;2、鑄件的冷卻速度太快,如薄壁、冷鐵設計不當,開箱過早,在鑄型內的冷卻時間不足。
預防措施:
(1)正確配料,注意廢鋼、白口鐵、含氣爐料對白口傾向的遺傳性。廢鋼應薄料、小塊進爐;
(2)baozheng碳當量(宜低碳高硅),限制反石墨化元素硫、鉻、碲、釩等;
(3)合理選擇孕育劑及加入量,減少白口,增加共晶團數量;
(4)合理使用涂料、冷鐵,造型起模、修模時不宜多刷水;
(5)復雜薄壁的鑄件延遲開箱。