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文檔簡介
1、鑄鋼件常見鑄造缺陷及預(yù)防措施馮小濤(上海依維柯紅巖商用車有限公司鑄一車間)時間:2009-05-0841鑄鋼件在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會發(fā)生各種不同的鑄造缺陷,如何預(yù)防這些缺陷,一直是鑄件生產(chǎn)廠家關(guān)注的問題。本文主要介紹了筆者在這方面的一些認(rèn)識和實踐經(jīng)驗。我車間主要采用傳統(tǒng)濕型砂鑄造工藝生產(chǎn)鑄鋼件,在長期的生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)鑄鋼件主要出現(xiàn)以下鑄造缺陷,砂眼,粘砂,氣孔,縮孔,夾砂結(jié)疤,脹砂等等。1砂眼砂眼缺陷處內(nèi)部或表面有充塞著型(芯)砂的小孔,砂眼是一種常見的鑄造缺陷,往往導(dǎo)致鑄件報廢。砂眼是由于金屬液從砂型型腔表面沖下來的砂粒(塊),或者在造型,合箱操作中落人型腔中的砂粒(塊)來不及浮入澆冒系統(tǒng),留在鑄
2、件內(nèi)部或表面而造成的。砂眼的預(yù)防措施:(1)嚴(yán)格控制型砂性能,提高砂型芯的表面強度和緊實度,減少毛刺和銳角,減少沖砂。(2)合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂處理干凈,平穩(wěn)合箱,如果是明冒口或貫通出氣眼,應(yīng)避免散砂從中掉人型腔,合箱后要盡快澆注。(3)設(shè)置正確合理的澆冒系統(tǒng),避免金屬液對型壁和砂芯的沖刷力過大。(4)澆口杯表面要光滑,不能有浮砂。2粘砂在鑄件表面上,全部或部分覆蓋著一層金屬(或金屬氧化物)與砂(或涂料)的混(化)合物或一層燒結(jié)構(gòu)的型砂,致使鑄件表面粗糙,難于清理。粘砂多發(fā)生在型、芯表面受熱作用強烈的部位,分機械粘砂和化學(xué)粘砂兩種。機械粘砂是由金屬液滲入鑄型表面的微孔中形成的,當(dāng)滲入深
3、度小于砂粒半徑時,鑄件不形成粘砂,只是表面粗糙,當(dāng)滲入深度大于砂粒半徑時,就形成機械粘砂,化學(xué)粘砂是金屬氧化物和造型材料相互進(jìn)行化學(xué)作用的產(chǎn)物,與鑄件牢固地結(jié)合在一起而形成的。粘砂的預(yù)防措施:(1)選用耐火度高的砂,以提高型砂,芯砂的耐火度,原砂的SiO2含量在96% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上,而且砂粒應(yīng)對粗些。鑄鋼件的澆注溫度越高,壁厚越厚,對原砂中SiO2含量的要求越高。(2)適當(dāng)降低澆注溫度和提高澆注速度,減輕金屬液對砂型的熱力學(xué)和物理化學(xué)作用。(3)砂型緊實度要高(通常大于 85)且均勻,減少砂粒間隙;型、芯修補到位,不能有局部疏松。(4)采用在高溫下不開裂、不燒結(jié)成熔洞的涂料。3氣孔在鑄件內(nèi)
4、部,表面或近于表面處,有大小不等的光滑孔眼,形狀有圓的,長的及不規(guī)則的,有單個的,也有聚集成片的。顏色有白色的或帶一層暗色,有時覆有一層氧化皮。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、析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔。侵入性氣孔體積較大,形狀近似梨形,常出現(xiàn)在鑄件上部靠近型芯壁或澆注位置處,主要是由于砂型芯中產(chǎn)生的氣體侵入金屬中未能逸出造成的,梨形氣孔小端位置表明氣體由該處進(jìn)入鑄人件。析出性氣孔多而分散,一般位于鑄件表面,往往同一爐鑄件幾乎都會出現(xiàn),主要是由于金屬在熔煉過程中吸收的氣體在凝固前未能全部析出,就在鑄件中形成許多分散的小氣孔。反應(yīng)性氣孔是由于金屬一鑄型界面發(fā)生化
5、學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣孔,因其分布均勻且往往在鑄件表皮以下1-3 e處(有時在一層氧化皮下面)出現(xiàn),所以又稱為皮下氣孔。又由于這種氣孔多呈細(xì)長形針孔狀,其長軸與鑄件 表面垂直,又可將其稱為針孔。氣孔的預(yù)防措施:(1)采用潔凈干燥的爐料,限制含氣量較多的爐料的使用,降低熔煉時金屬的吸氣量;澆包要烘干燙包;可以適當(dāng)提高澆注溫度以利于氣體擴散。(2)澆注時控制好壓頭和速度,保證鋼水平穩(wěn)充填砂型型腔,避免產(chǎn)生紊流,防止卷入氣體。(3)減少發(fā)氣量,控制型(芯)砂水分及發(fā)氣原料的含量, 減少砂型在澆注過程中的發(fā)氣量,不使用受潮,生銹或有油污的冷鐵和芯撐等。(4)改善砂型的透氣性,選擇合適的砂型緊實度,提高砂型和
6、型芯的透氣性;合理安排出氣眼,使型(芯) 內(nèi)氣體能順利排出。(5)提高氣體進(jìn)入金屬液的阻力.合理設(shè)計澆注系統(tǒng),避免澆注時卷入氣體,在型(芯)表面涂刷涂料以減少 少金屬一鑄型的界面作用。4縮孔、縮松在鑄件厚斷面內(nèi)部,熱節(jié)處或軸心等最后凝固的地方,形成不規(guī)則的表面粗糙的孔洞,該處晶粒粗大,往往帶有 樹枝晶.孔洞大而集中的為縮孔,孔眼小而分散的稱為縮松.主要是由于鑄件在冷卻凝固時所產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝 固收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮,且在鑄件最后凝固的地方得不到金屬液的補充造成的??s孔、縮松的預(yù)防措施:(1)盡量降低注溫度和澆注速度,澆注后期的補澆要充分到位。(2)合理設(shè)計澆冒系統(tǒng),壁厚小且均勻的鑄件要采用同
7、時凝固,壁厚大且不均勻的鑄件采用由薄向厚的順序凝固,使鑄件得到充分補縮。(3)在鑄件厚斷面部位,合理放置內(nèi),外冷鐵(4)盡量減少鑄件的熱節(jié)部位。5夾砂、結(jié)疤夾砂是指在鑄件表面上,有一層金屬瘤狀物或片狀物,在金屬瘤片和鑄件之間夾有一層型砂或涂料,結(jié)疤是由于金屬液在鑄型表面局部沖去了一塊砂的地方或在發(fā)生攪拌或沸騰現(xiàn)象的地方出現(xiàn)了一塊凸出的疤痕,脫落的砂夾在疤塊中或鑄件的其他部位中。在澆注時,濕型型腔表面的水分因受到鋼液的高溫烘烤而向砂型內(nèi)部發(fā)生遷移,形成強度較低的水分凝聚區(qū),易使型腔表面脫層而造成鑄鋼件結(jié)疤 ,、夾砂等缺陷.o夾砂、結(jié)疤的預(yù)防措施:(1)嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能。(2)澆注時間盡量短
8、;澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使金屬液進(jìn)入型腔時平穩(wěn)而沖擊力不大,內(nèi)澆口的布置要適當(dāng)分散以避免鑄型局部過熱,同時盡快地覆蓋住下型面。(3)大平面的板狀鑄件可采用傾斜澆注;(4)鑄型上扎氣眼以利于水水蒸氣及其他氣體的排除,使水分凝聚區(qū)后移和降低其中的水分,減少氣體壓力對型腔表面的拱托作用。(5)修型時避免用壓勺來回壓大平面,防止分層。6裂紋裂紋分為熱裂和冷裂。熱裂主要由S引起,多為不規(guī)則形狀,裂口處金屬表皮氧化;冷裂主要由P引起,裂口較直,開裂處有金屬光澤,有時出現(xiàn)輕微氧化色。部分鑄件采用水爆清砂工藝,亦可導(dǎo)致裂紋。裂紋的預(yù)防措施:(1)提高砂型和砂芯的退讓性。(2)嚴(yán)格控制爐料及鋼水中的 S、P含量。(3
9、)鑄件壁厚盡量均勻,避免壁厚的突然改變,條件允許時,可適當(dāng)設(shè)置加強筋,兩截面交接部位采用圓角連 接,以減少應(yīng)力集中。(4)調(diào)節(jié)鑄件各部位冷卻速度,避免鑄件局部過熱,在厚大斷面或熱節(jié)處放置冷鐵,內(nèi)澆道適當(dāng)分散,使鑄件各 部位溫度趨向均勻,澆冒口當(dāng)應(yīng)阻礙鑄件的收縮。(5)鑄件澆注后,開型不能過早,采用水爆清砂工藝的鑄件應(yīng)掌握好溫度和時間。7其他鑄造缺陷(1)變形 長、板狀鑄件比較容易變形.某些鑄件加工后,放置一段時間后會出現(xiàn)變形。預(yù)防措施:適當(dāng)添加加強筋;適當(dāng)增加加工余量;采用反變形工藝;將鑄件進(jìn)行去應(yīng)力退火,消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力;采用時效處理。(2)冷隔在鑄件上有未完全融合的縫隙或凹坑 ,其交界邊緣是圓滑的。預(yù)防措施:提高澆注溫度
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