球鐵件縮孔,、夾渣,、石墨漂浮三大缺陷處理
發(fā)布時間： 2020-04-09 來源：洛陽順祥機械有限公司 點擊：609
一、縮孔縮松
1.影響因素
(1)碳當(dāng)量：提高碳量,，增大了石墨化膨脹,，可減少縮孔縮松。此外,，提高碳當(dāng)量還可提高球鐵的流動性,，有利于補縮。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的經(jīng)驗公式為C%+1/7Si%>3.9%,。但提高碳當(dāng)量時,，不應(yīng)使鑄件產(chǎn)生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷：鐵液中含磷量偏高，使凝固范圍擴大,，同時低熔點磷共晶在zui后凝固時得不到補給,，以及使鑄件外殼變?nèi)酰虼擞性龃罂s孔,、縮松產(chǎn)生的傾向,。一般工廠控制含磷量小于0.08%。
(3)稀土和鎂：稀土殘余量過高會惡化石墨形狀,，降低球化率，因此稀土含量不宜太高,。而鎂又是一個強烈穩(wěn)定碳化物的元素,，阻礙石墨化。由此可見,，殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向,，使石墨膨脹減小，故當(dāng)它們的含量較高時,，亦會增加縮孔,、縮松傾向。
(4)壁厚：當(dāng)鑄件表面形成硬殼以后,，內(nèi)部的金屬液溫度越高,，液態(tài)收縮就越大，則縮孔,、縮松的容積不僅絕對值增加,，其相對值也增加。另外,，若壁厚變化太突然,，孤立的厚斷面得不到補縮，使產(chǎn)生縮孔縮松傾向增大,。
(5)溫度：澆注溫度高,，有利于補縮，但太高會增加液態(tài)收縮量,，對消除縮孔,、縮松不利，所以應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇澆注溫度,，一般以1300～1350℃為宜,。
(6)砂型的緊實度：若砂型的緊實度太低或不均勻，以致澆注后在金屬靜壓力或膨脹力的作用下,，產(chǎn)生型腔擴大的現(xiàn)象,，致使原來的金屬不夠補縮而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔縮松。
(7)澆冒口及冷鐵：若澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵設(shè)置不當(dāng),，不能保證金屬液順序凝固,；另外，冒口的數(shù)量,、大小以及與鑄件的連接當(dāng)否,，將影響冒口的補縮效果。
2.防止措施
(1)控制鐵液成分：保持較高的碳當(dāng)量(>3.9%),；盡量降低磷含量(<0.08%),；降低殘留鎂量(<0.07%)；采用稀土鎂合金來處理,，稀土氧化物殘余量控制在0.02%～0.04%,。
(2)工藝設(shè)計要確保鑄件在凝固中能從冒口不斷地補充高溫金屬液，冒口的尺寸和數(shù)量要適當(dāng),，力求做到順序凝固,。
(3)必要時采用冷鐵與補貼來改變鑄件的溫度分布，以利于順序凝固,。
(4)澆注溫度應(yīng)在1300～1350℃,，一包鐵液的澆注時間不應(yīng)超過25min，以免產(chǎn)生球化衰退,。
(5)提高砂型的緊實度,，一般不低于90；撞砂均勻,，含水率不宜過高,，保證鑄型有足夠的剛度。
二,、夾渣
1.影響因素
(1)硅：硅的氧化物也是夾渣的主要組成部分,，因此盡可能降低含硅量。
(2)硫：鐵液中的硫化物是球鐵件形成夾渣缺陷的主要原因之一,。硫化物的熔點比鐵液熔點低,，在鐵液凝固過程中，硫化物將從鐵液中析出,，增大了鐵液的粘度,，使鐵液中的熔渣或金屬氧化物等不易上浮。因而鐵液中硫含量太高時,，鑄件易產(chǎn)生夾渣,。球墨鑄鐵原鐵液含硫量應(yīng)控制在0.06%以下，當(dāng)它在0.09%～0.135%時,，鑄鐵夾渣缺陷會急劇增加,。
(3)稀土和鎂：近年來研究認(rèn)為夾渣主要是由于鎂、稀土等元素氧化而致，因此殘余鎂和稀土不應(yīng)太高,。
(4)澆注溫度：澆注溫度太低時,，金屬液內(nèi)的金屬氧化物等因金屬液的粘度太高，不易上浮至表面而殘留在金屬液內(nèi),；溫度太高時,，金屬液表面的熔渣變得太稀薄，不易自液體表面去除,，往往隨金屬液流入型內(nèi),。而實際生產(chǎn)中，澆注溫度太低是引起夾渣的主要原因之一,。此外,，澆注溫度的選取還應(yīng)考慮碳、硅含量的關(guān)系,。
(5)澆注系統(tǒng):澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)合理,具有擋渣功能,使金屬液能平穩(wěn)地充填鑄型,力求避免飛濺及紊流。
(6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料,，它們可與金屬液中的氧化物合成熔渣,，導(dǎo)致夾渣產(chǎn)生；砂型的緊實度不均勻,，緊實度低的型壁表面容易被金屬液侵蝕和形成低熔點的化合物,，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生夾渣。
2.防止措施
(1)控制鐵液成分：盡量降低鐵液中的含硫量(<0.06%),，適量加入稀土合金(0.1%～0.2%)以凈化鐵液,，盡可能降低含硅量和殘鎂量。
(2)熔煉工藝：要盡量提高金屬液的出爐溫度,，適宜的鎮(zhèn)靜,，以利于非金屬夾雜物的上浮、聚集,。扒干凈鐵液表面的渣子,，鐵液表面應(yīng)放覆蓋劑(珍珠巖、草木灰等),，防止鐵液氧化,。選擇合適的澆注溫度，zui好不低于1350℃,。
(3)澆注系統(tǒng)要使鐵液流動平穩(wěn),，應(yīng)設(shè)有集渣包和擋渣裝置(如濾渣網(wǎng)等)，避免直澆道沖砂,。
(4)鑄型緊實度應(yīng)均勻,，強度足夠；合箱時應(yīng)吹凈鑄型中的砂子。
三,、石墨漂浮
1.影響因素
(1)碳當(dāng)量：碳當(dāng)量過高,，以致鐵液在高溫時就析出大量石墨。由于石墨的密度比鐵液小,，在鎂蒸汽的帶動下,，使石墨漂浮到鑄件上部。碳當(dāng)量越高,，石墨漂浮現(xiàn)象越嚴(yán)重,。應(yīng)當(dāng)指出，碳當(dāng)量太高是產(chǎn)生石墨漂浮的主要原因,，但不是單一原因,，鑄件大小、壁厚也是影響石墨漂浮的重要因素,。
(2)硅：在碳當(dāng)量不變的條件下,，適當(dāng)降低含硅量，有助于降低產(chǎn)生石墨漂浮的傾向,。
(3)稀土：稀土含量過少時,，碳在鐵液中的溶解度會降低，鐵液將析出大量石墨,，加重石墨漂浮,。
(4)球化溫度與孕育溫度：為了提高鎂及稀土元素的吸收率，國內(nèi)試驗研究表明,，球化處理時zui適當(dāng)?shù)蔫F液溫度是1380～1450℃,。在此溫度區(qū)間，隨著溫度升高,，鎂和稀土的吸收率增加,。
(5)澆注溫度：一般情況下,澆注溫度越高，出現(xiàn)石墨漂浮的傾向越大,，這是因為鑄件長時間處于液態(tài)有利于石墨的析出,。A.P.Druschitz與Ｗ.Ｗ.Ｃhaput研究發(fā)現(xiàn),若縮短凝固時間，隨著澆注溫度升高,，石墨漂浮傾向降低,。
(6)滯留時間：孕育處理后至澆注完畢之間的停留時間太長，為石墨的析出提供了條件,，一般這段時間應(yīng)控制在10ｍin以內(nèi),。
2.防止措施
（1）調(diào)整化學(xué)成分，在保證球化級別的前提下,，降低鐵液的碳當(dāng)量,，夏天高溫季節(jié)碳當(dāng)量在4.3%～4.5%,，冬天寒冷季節(jié)碳當(dāng)量在4.4%～4.7%，鐵液wC≤3.85%,、wSi≤2.7%,。
（2）嚴(yán)格高溫熔煉，低溫澆注的原則,。鐵液球化處理前,，將鐵液進行一段過熱，鐵液溫度可在1530～1550℃保持3～5min,，球化處理時再將溫度降至1490～1510℃之間,。
（3）嚴(yán)格控制球化劑和孕育劑顆粒度，球化劑粒度在?3～?15mm,孕育劑粒度在?3～?10mm以及球化劑和孕育劑的烘烤工序,，堅持隨流孕育和多次孕育的原則,，保證球化劑和孕育劑的吸收率，以及良好的孕育效果,。
（4）嚴(yán)格澆包烘烤環(huán)節(jié),，通過澆包烘烤，保證球化處理過程中所需補充的熱量,，降低鐵液的出爐溫度,，減少球化劑和孕育劑的燒損，保證球化劑和孕育劑在鐵液中的吸收率,。
（5）通過培訓(xùn)，提高各工序操作人員的知識,、質(zhì)量意識,，特別是調(diào)高澆注工的熟練程度，縮短球化處理后的澆注時間,。
（6）嚴(yán)格控制消失模澆注過程中和澆注后的真空負(fù)壓,，以及澆注后真空負(fù)壓的保持時間，保證澆注后鑄件的凝固時間,；及時清理真空管道,，保證抽真空時氣流暢通，同時,，可根據(jù)澆注實際情況,，調(diào)整負(fù)壓氣體流量，盡可能使模樣發(fā)氣量與負(fù)壓氣體流量比接近1:1,。
（7）嚴(yán)格控制消失模模樣的密度,，在保證模樣強度的前提下，盡可能降低模樣的密度,，減少澆注過程中模樣的發(fā)氣量,。
（8）高溫季節(jié),，嚴(yán)格控制干砂（殼型）溫度≤35℃，保證鑄件的凝固速度,，縮短鐵液在液體停留的時間,。