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灰铁铸件的温控与冷却问题

 
2018-06-26 14:09:24

灰铁铸件高密度造型型砂的基本特点是:黏土含量高,水分低,煤粉的加入量也较低。而灰铁铸件浇注温度过低常见的原因是浇注前,铁液在敞口的浇包中长时间运输和停留而散热。用带有绝热材料的浇包盖,可以显著地减少热损失。接下来,我们就带您一起了解一下灰铁铸件的温度控制与凝固冷却问题。

1、浇注温度过低时可能形成的缺陷

(1)液体夹渣加工后灰铸铁件表皮之下会发现一个个单体的小孔,孔的直径一般为1~3mm。个别情况下只有1~2个小孔。金相研究表明,这些小孔与少量的液体夹渣一起出现,但该处未发现S的偏析。研究表明,这种缺陷与浇注温度有关,浇注温度高于1380℃时,灰铁铸件中未发现这种缺陷,故浇注温度应控制在1380—1420℃。值得一提的是改变浇注系统设计,未能消除此缺陷,故此种缺陷可以认为是由于浇注温度低以及铁液在微量还原气氛下浇注时形成的。

(2)砂芯气体引起的气孔气孔和多空性气孔常因砂芯排气不良而引起。因为造芯时砂芯多在芯盒中硬化,这就常使砂芯排气孔数量不够。为了形成排气孔,可在型芯硬化后补充钻孔。

(3)硫化锰气孔此种气孔位于灰铸铁件表皮以下且多在上面,常在加工后显露出来,气孔直径约2~6mm。有时孔中含有少量熔渣,金相研究表明,此缺陷是由MnS偏析与熔渣混合而成,原因是浇注温度低,同时铁液中含Mn和S量高。

这样的含S量和适宜的含Mn量(0.5%~0.65%),可以显著改善铁液纯度,从而有效地防止这类缺陷。

2、浇注温度过高将大大提高废品比例

浇注温度过高会引起砂型涨大,特别是具有复杂砂芯的灰铸铁件,当浇注温度≥1420℃时废品增多,浇注温度为1460℃时废品达50%。在生产中,利用感应电炉熔炼能较好地控制铁液温度。

下面给大家介绍灰铁铸件凝固冷却技术:

灰铁铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀,这种体积变化往往受到外界和灰铁铸件各部分之间的约束而不能自由地进行,于是便产生了铸造应力。如果产生应力的原因消除后,铸造应力随之消除,这种应力叫做临时铸造应力。如果产生应力的原因消除后铸造应力仍然存在,这种应力叫做铸造残留应力。

灰铁铸件在凝固和随后的冷却过程中,由于壁厚不同,冷却条件不同,其各部分的温度和相变程度都会有所不同,因而造成灰铁铸件各部分体积变化量不同。如果此时铸造合金已经处于弹性状态,灰铁铸件各部分之间便会产生相互制约。铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。

研究表明,铸造残留应力与灰铁铸件冷却过程中各部分的温差及铸造合金的弹性模量成正比。过去很长的时期里,人们认为铸造合金在冷却过程中存在着弹塑性转变温度,并认为铸铁的弹塑性转变温度为400℃左右。基于这种认识,去应力退火的加热温度应是400℃。但是,实践证明这个加热温度并不理想。近期的研究表明,合金材料不存在弹塑性转变温度,即使处于固液共存状态的合金仍具有弹性。

普通灰铸铁去应力退火的加热温度为550℃。当铸铁中含有稳定基体组织的合金元素时,可适当提高去应力退火温度。低合金灰口铸铁为600℃,高合金灰口铸铁可提高到650℃。加热速度一般为60~100℃/h.保温时间可按以下经验公式计算:H=灰铁铸件厚度/25+H",式中灰铁铸件厚度的单位是毫米,保温时间的单位是小时,H"在2~8范围里选择。形状复杂和要求充分消除应力的灰铁铸件应取较大的H"值。随炉冷却速度应控制在30℃/h以下,一般灰铁铸件冷至150~200℃。


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