大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件鑄造過程中會發(fā)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(nèi)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(xiàn)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(shù)量較少,尺寸較大,多產(chǎn)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(chǎn)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(fā)氣量:控制型砂或芯砂中發(fā)氣物質(zhì)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)在鑄件的表層皮下2~3mm處,直徑為1~3mm左右。而且數(shù)量較多,鑄件經(jīng)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(zhì)量分數(shù))0.4%~0.6%,同時要嚴格控制孕育劑中A1的質(zhì)量分數(shù),w(Al)偏高容易和型腔表面的水分發(fā)生反應(yīng):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(nèi)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(guī)則,內(nèi)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(shè)計澆注系統(tǒng),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(yīng)該增加扒渣次數(shù),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(shè)計澆注系統(tǒng),放置濾網(wǎng)片提gaodang渣能力,澆注包上zui好安置擋渣系統(tǒng),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(jié)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(jié)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(chǎn)生的液態(tài)收縮與凝固收縮遠大于固態(tài)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(jù)鑄件壁厚選擇恰當?shù)幕瘜W(xué)成分,盡可能降低澆注溫度,
(2)合理設(shè)計冒口和澆注系統(tǒng),使鑄件得到充分補縮,必要時,在鑄件厚斷面部位設(shè)置冷鐵或內(nèi)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(nèi)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(jié)著一層很難清理的造型材料。粘砂分機械粘砂和化學(xué)粘砂兩種,它們的區(qū)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(xué)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(jié)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(zhì)量分數(shù))應(yīng)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(xué)作用和化學(xué)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(guī)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(xiàn)輕微的氧化色。
大型鑄件、鑄鐵平臺、機床鑄件產(chǎn)生裂紋的主要原因是:冷卻凝固收縮時受到阻礙而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當內(nèi)應(yīng)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(xué)成分。其中硫高能使鑄件產(chǎn)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(chǎn)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(diào)節(jié)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(jié)處放置冷鐵,內(nèi)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(nèi)鑄件溫度低于600℃時。
(4)條件允許時,改變鑄件的結(jié)構(gòu),防止鑄件開裂。如設(shè)置加強筋,兩截面交接部位由直角改成圓角,以減少應(yīng)力集中。
6 變形
特征:長的鑄件比較容易產(chǎn)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(xiàn)變形。
防止措施:
(1)對于一些容易出現(xiàn)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(xiàn)的變形。
(2)將鑄件進行去應(yīng)力退火,消除鑄件的內(nèi)應(yīng)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(jīng)加工后,出現(xiàn)微觀的凹凸,有的局部地方還有“發(fā)亮”的硬質(zhì)點,鑄件的表面硬度相差較大,達30-50HB,硬質(zhì)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(dǎo)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(yù)先壓成團塊后再使用。
(4)對于厚薄不均的鑄件,要合理設(shè)計澆注系統(tǒng),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(xiàn)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(shè)計不當,開箱過早,在鑄型內(nèi)的冷卻時間不足。
預(yù)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(yīng)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(shù)量;
(4)合理使用涂料、冷鐵,造型起模、修模時不宜多刷水;
(5)復(fù)雜薄壁的鑄件延遲開箱。