如何改善鑄件的内在與外觀質量,提高鑄件的技術含量,應對(duì)市場的競争,是國(guó)内部分生産企業所面(miàn)臨的課題。鑄件生産中的每個環節對(duì)質量都(dōu)有著(zhe)重要影響,不可忽視。
一、砂芯和砂型的剛性
砂型澆注後(hòu),由于鐵液的靜壓力或凝固而引起(qǐ)的膨脹力,常導緻型壁移動和砂芯潰散,這(zhè)就(jiù)會(huì)使鑄件産生内部縮孔和表面(miàn)縮陷。因此爲使鑄件尺寸穩定,要最大限度地使鑄型緊實。
爲了節約造型材料,造芯時(shí)廣泛采用了空心砂芯,它比實體芯輕,故熱容量小,凝固速度慢,這(zhè)會(huì)導緻砂型擴張或砂芯潰散。此外,鐵液可能(néng)通過(guò)芯頭或砂芯上的裂紋而滲入其中空部分,這(zhè)也會(huì)使鑄件産生缺陷。爲了提高空心砂芯的剛性,可用濕型砂或水玻璃砂充填;也可將(jiāng)殼芯作成(chéng)兩(liǎng)半,其内部設置加強筋,造芯後(hòu)粘合可得到堅硬的砂芯。
二、正确選擇澆注溫度
1.澆注溫度過(guò)低時(shí)可能(néng)形成(chéng)的缺陷
(1)硫化錳氣孔此種(zhǒng)氣孔位于鑄件表皮以下且多在上面(miàn),常在加工後(hòu)顯露出來,氣孔直徑約2~6mm。有時(shí)孔中含有少量熔渣,金相研究表明,此缺陷是由MnS偏析與熔渣混合而成(chéng),原因是澆注溫度低,同時(shí)鐵液中含Mn和S量高。
爲防止這(zhè)種(zhǒng)缺陷,用沖天爐化鐵時(shí)可在多孔材料的澆包中用氣流連續脫S,將(jiāng)S降至0.06%~0.08%。這(zhè)樣(yàng)的含S量和适宜的含Mn量(0.5%~0.65%),可以顯著改善鐵液純度,從而有效地防止這(zhè)類缺陷。
(2)液體夾渣加工後(hòu)鑄件表皮之下會(huì)發(fā)現一個個單體的小孔,孔的直徑一般爲1~3mm。個别情況下隻有1~2個小孔。金相研究表明,這(zhè)些小孔與少量的液體夾渣一起(qǐ)出現,但該處未發(fā)現S的偏析。研究表明,這(zhè)種(zhǒng)缺陷與澆注溫度有關,澆注溫度高于1380℃時(shí),鑄件中未發(fā)現這(zhè)種(zhǒng)缺陷,故澆注溫度應控制在1380—1420℃。值得一提的是改變澆注系統設計,未能(néng)消除此缺陷,故此種(zhǒng)缺陷可以認爲是由于澆注溫度低以及鐵液在微量還(hái)原氣氛下澆注時(shí)形成(chéng)的。
(3)砂芯氣體引起(qǐ)的氣孔氣孔和多空性氣孔常因砂芯排氣不良而引起(qǐ)。因爲造芯時(shí)砂芯多在芯盒中硬化,這(zhè)就(jiù)常使砂芯排氣孔數量不夠。爲了形成(chéng)排氣孔,可在型芯硬化後(hòu)補充鑽孔。
試驗表明,改善型芯通氣系統,可使澆注溫度有較大的調整餘地。
澆注溫度過(guò)低最常見的原因是澆注前,鐵液在敞口的澆包中長(cháng)時(shí)間運輸和停留而散熱。用帶有絕熱材料的澆包蓋,可以顯著地減少熱損失。
2.澆注溫度過(guò)高
澆注溫度過(guò)高會(huì)引起(qǐ)砂型漲大,特别是具有複雜砂芯的鑄件,當澆注溫度≥1420℃時(shí)廢品增多,澆注溫度爲1460℃時(shí)廢品達50%。在生産中,利用感應電爐熔煉能(néng)較好(hǎo)地控制鐵液溫度。
三、晶核的形成(chéng)
(1)孕育的影響孕育處理有時(shí)也會(huì)增加鑄造缺陷,因爲強烈孕育而急劇生核的鑄鐵件,形成(chéng)碳化物的傾向(xiàng)增大了。所以建議孕育處理時(shí)孕育劑的用量能(néng)防止白口就(jiù)可以了,健全鑄件中的晶核比有縮孔的鑄件要少的多。
(2)硫的作用由于大多數廢鋼中含S量低,故電爐熔化廢鋼時(shí),隻能(néng)獲得含S量低(≤0.05%)的鑄鐵。此種(zhǒng)鑄鐵對(duì)許多孕育劑來說(shuō)不起(qǐ)作用,原因是孕育衰退的很快,所以用廢鋼在電爐中熔化時(shí),常常在鑄件中産生白口。故有時(shí)采用含硫量相當高的增碳劑,這(zhè)樣(yàng)可使最終ws≥0.05%,以保證充分吸收孕育劑。
(3)鐵液的保溫和過(guò)熱溫度近年來,人們傾向(xiàng)于用電爐熔化并保溫鐵液,但提高過(guò)熱溫度和增加保溫時(shí)間會(huì)減少晶核的形成(chéng),故有産生白口的危險。考慮到經(jīng)濟和材料性能(néng)方面(miàn)的原因,長(cháng)時(shí)間保溫時(shí)其溫度應盡可能(néng)低些。
四、因砂芯引起(qǐ)的鑄件尺寸誤差
砂芯受熱時(shí)首先是膨脹,然後(hòu)産生塑性變形,這(zhè)種(zhǒng)在高溫下所引起(qǐ)的變化與所用的型砂以及粘結劑的分解有關。
(1)硬化溫度和硬化時(shí)間的影響樹脂砂的最初膨脹和熱塑性同硬化溫度和時(shí)間有關。硬化時(shí)間長(cháng)的砂芯,其一次和二次膨脹就(jiù)大,可能(néng)帶來變形問題;而硬化時(shí)間短時(shí),砂芯膨脹小且分解快。所以嚴格控制硬化時(shí)間和溫度,對(duì)于制造高溫性能(néng)穩定的砂芯是十分重要的。
(2)砂芯塗料的影響大部分砂芯表面(miàn)要刷塗料,經(jīng)試驗發(fā)現,耐火塗料滲入砂芯表面(miàn)的深度對(duì)砂芯變形有很大影響,當塗上含有表面(miàn)活性劑的塗料時(shí)、因滲透深度大而防止了二次膨脹。