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球墨铸铁件的浇筑工艺过程和影响因素

日期:2019-07-14 14:00点击:次
球墨铸铁件能通过各种热处理改变其性能,差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。
  球墨铸铁件能通过各种热处理改变其性能,差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。球墨铸铁件是应用十分广泛的铸铁材料,铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁件。
  球墨铸铁件具有高强度的塑韧性,由于碳以球状存在于铸铁基体中,改善其对基体的割裂作用,球墨铸铁件的抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性大大提高。并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点,现已广泛替代可锻铸铁及部分铸钢、锻钢件、如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。球墨铸铁件以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,在机械制造工业中得到广泛应用。
  在球墨铸铁件的铸造的过程中,很容易的产生增碳缺陷,但是就现在国内的球墨铸铁件的铸造水平很难的完全消失这种情况。这个问题也是很多球墨铸铁件生产企业不敢扩大自己生产规模的一个重要的原因。增碳缺陷产生的原因主要是泡沫材料含有碳,浇注时泡沫燃烧分解出游离碳,碳侵入钢水所致。经过试验,发现其增碳有一定的规律性,即铸件表面增碳,而心部几乎不增碳;内浇口附近不增碳,而离内浇口越远,增碳越严重。采取如下相应措施,可使铸件成分基本在工艺要求范围内。利用离内浇口越远,增碳越严重的特点,在离内浇口远端或在铸件的高点设置冒口,使先进入铸件的增碳污染严重的钢水进人冒口内,同时冒口还起到集渣、集气的作用。使用该工艺,可使铸件整体含碳量控制在工艺要求范围内。球墨铸铁件的密度非常重要,只要表面光洁,密度低,可带来增碳低和发气量少的好处。
  球墨铸铁件铸造就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固,清整处理后得到有预定形状,尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。
  球墨铸铁件在铸造工艺中,如果表面粗糙度值高,铸件的表面质量就比较粗糙,所以,在铸造工艺及操作中,需要掌握好降低铸件表面粗糙度值的方法,从事球墨铸铁件制造多年,拿出降低铸件表面粗糙度的经验与大家分享。
  1、降低祷型温度,使充型时产生的气膜在未消失之前,液态金属就凝结出—层硬壳,从而降低砂型铸件表面粗糙度值。例如:薄壁小件的潮模造型的铸件表面粗糙度他要比干模时低。
  2、创造条件,使型壁与液态金届之间能产生气模,这可以显著降低铸件表面粗糙度值。例如,在生产铸铁件所需的型砂配制中,总要添加一定量的煤粉,其目的在于,当高温铁水与煤粉接触时,会生成co气膜,并附着在型壁上,起到把粗糙的型劈与液态金届分开的作用,使铸件表面粗糙度值得以降低。再如深制冷金属型铸造,就是依靠型腔表面的薄霜与液态金属接触时产生的气膜,可以显著改善铸件表面的粗糙程度。
  3、使用涂料可改善砂型铸件表面粗糙程度,能减小型壁表面的运气性,以延长型硅上气膜存在时间而达到降低铸件表面粗糙度值。
  4、在不影响补缩的前提下,适当减小成形时的压力头,这即可减少液态金属浸入砂粒的深度,又可减少排挤气膜的液态金属静压,达到降低铸件表面积糙度值的目的。
  5、增大液态金属与型壁之间的润湿角。
  6、差压铸造件的表面粗糙度值较低,其原因在于:在较高的压力下形成的气膜密度大,当受热后膨胀强烈,因而延长气膜存在时间。
  球墨铸铁件的影响因素:
  (1)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)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最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008%。
  (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)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%>39%。但提高碳当量时,不应使球墨铸铁件产生石墨漂浮等其他缺陷。
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