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铸铁件常见铸造缺陷的防止办法

<strong>大型铸件</strong>,<strong>机床铸件</strong>大型铸件铸铁平台机床铸件铸造过程中会发生各种不同的铸造缺陷,常见的缺陷和防止方法一般有以下几种:
1 气孔
特征:大型铸件、铸铁平台、机床铸件中的气孔是指在铸件内部,表面或接近表面处存在的大小不等的光滑孔洞。孔壁往往还带有氧化色泽,由于气体的来源和形成原因不同,气孔的表现形式也各不相同,有侵入性气孔,析出性气孔,皮下气孔等。
1.1 侵入性气孔
这种气孔的数量较少,尺寸较大,多产生在铸件外表面某些部位,呈梨形或圆球形。主要是由于铸型或砂芯产生的气体侵入金属液的未能逸出而造成。
防止措施:
(1)减少发气量:控制型砂或芯砂中发气物质的含量,湿型砂的含水量不能过高,造型与修模时脱模剂和水用量不宜过多。砂芯要baozheng烘干,烘干后的砂芯不宜存放太长时间,隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干,以防砂芯吸潮,不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
(2)gaishan型砂的透气性,选择合适的型空紧实度,合理安排出气眼位置以利排气,确保砂芯通气孔道畅通。
(3)适当提高浇注温度,开排气孔和排气冒口等,以利于侵入金属液的气体上浮排出。
1.2 析出性气孔
这种气孔多而分散,一般位于大型铸件、铸铁平台、机床铸件表面往往同批浇注的铸件大部分都发现有。这种气孔主要是由于在熔炼过程中,金属液吸收的气体在凝固前未能全部析出,便在铸件中形成许多分散的小气孔。
防止措施:
(1)采用洁净干燥的炉料,限制含气量较多的炉料使用。
(2)确保“三干”:即出铁槽、出铁口、过桥要chedi烘干。
(3)浇包要烘干,使用前zui好用铁液烫过,包中有铁液,yiding要在铁液表面放覆盖剂。
(4)各种添加剂(球化剂、孕育剂、覆盖剂)yiding要保持干燥,湿度高的时候,要烘干后才能使用。
1.3 皮下气孔
这种气孔主要出现在铸件的表层皮下2~3mm处,直径为1~3mm左右。而且数量较多,铸件经热处理或粗加工去除外皮后,_会清晰地显露出来。
防止措施;
(1)适当提高浇注温度,严格控制各种添加剂的加入量,尽可能缩短浇注时间。
(2)孕育剂的加入量zui好控制在(质量分数)0.4%~0.6%,同时要严格控制孕育剂中A1的质量分数,w(Al)偏高容易和型腔表面的水分发生反应:2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑,一般情况下孕育剂含Al量不宜chaoguo1.5%。
(3)防止铁液氧化,适当加大电流频率。
(4)在baozheng球化的前提下,尽量减少球化剂的加入量。
(5)浇注时在铁液表面覆盖冰晶石粉,防止铁液氧化。
(6)尽量降低型砂水分。
(7)提高浇注速度。
2 砂眼、渣孔
特征:缺陷处内部或表面充塞着型(芯)砂的小孔,称为砂眼。若缺陷形状呈不规则,内部是渣或夹杂物,则称为渣孔。
砂眼防止措施:
(1)提高型(芯)砂的强度及砂型紧实度,减少砂芯的毛刺和砂型的锐角,防止冲砂。
(2)合型前要吹干净型腔和砂芯表面的浮砂,合型后要尽快浇注。使用冷芯砂时,尽可能分散进铁液,避免冲刷造成砂眼。
(3)防止砂芯烘干及存放时间过长。
(4)合理设计浇注系统,避免铁液对型壁冲刷力太大;浇口杯表面要光滑,不能有浮砂。
渣孔防止措施:
(1)提高铁液出炉温度,应该增加扒渣次数,温度允许的情况下,浇注前静止一段时间,以利于熔渣上浮。
(2)防止铁液氧化,严格控制孕育剂的加入量。
(3)合理设计浇注系统,放置滤网片提gaodang渣能力,浇注包上zui好安置挡渣系统,浇注时保持不断流。
3 缩孔、缩松
特征:在大型铸件、铸铁平台、机床铸件的厚断面,热节处或轴心等zui后凝固的地方形成表面粗糙的孔洞,并且或多或少带有树枝状结晶。孔洞大而集中的称为缩孔,小而分散的称为缩松。缩孔与缩松主要是由于金属液在冷却凝固时所产生的液态收缩与凝固收缩远大于固态收缩,并在铸件zui后凝固的地方得不到金属液的补充所造成的。
防止措施:
(1)根据铸件壁厚选择恰当的化学成分,尽可能降低浇注温度,
(2)合理设计冒口和浇注系统,使铸件得到充分补缩,必要时,在铸件厚断面部位设置冷铁或内冷铁。
(3)炉前孕育不宜过量,一般情况下一次孕育剂加入量控制在0.4%~0.6%。
(4)防止铁液氧化,炉渣的氧化铁含量要低于5%(zui好低于3%),电炉铁液不要在炉内长时间高温保留。
(5)尽量提高铸型刚度。
4 粘砂
特征:在大型铸件、铸铁平台、机床铸件的表面粘结着一层很难清理的造型材料。粘砂分机械粘砂和化学粘砂两种,它们的区别是:机械粘砂是高温金属液渗入砂粒间的孔隙中而形成;化学粘砂是金属氧化和造型材料形成的低熔点化合物,与铸件牢固地粘结在一起而形成。
防止措施:
(1)选择耐火度较高的砂,型砂的SiO2含量(质量分数)应高于92%,zui好高于95%。
(2)适当降低浇注温度和提高浇注速度,减弱金属液对砂型的热力学作用和化学作用。
(3)砂型紧实度要高(B型硬度高于85,zui好高于90),而且要均匀。砂芯的修补要到位,不能有局部疏松,同时要防止涂料起皮。
5 裂纹
特征:浇注好的铸件表面有直线或弯曲的裂纹。裂纹分热裂和冷裂两种。热裂的裂口多呈曲折和不规则的形状,其断口表面呈浅黑色,有较深的氧化色。冷裂的裂口较直,铸件断口表面有金属光泽而且比较干净,有时出现轻微的氧化色。
大型铸件、铸铁平台机床铸件产生裂纹的主要原因是:冷却凝固收缩时受到阻碍而产生内应力,当内应力大于金属材料的强度时,铸件_开裂形成裂纹。
防止措施:
(1)严格控制铁液的化学成分。其中硫高能使铸件产生“热脆性”,造成热裂,因此灰铸铁中w(S)zui好低于0.12%,但也不能太低(不宜低于0.05%),硫太低要影响孕育效果,zui适宜的w(S)为0.05%~0.12%。磷高能使铸件产生“冷脆性”,造成冷裂,因此灰铸铁中w(P)zui好低于0.15%,球铁中w(P)zui好低于0.08%。
(2)调节铸件各部位的冷却速度,避免铸件局部过热,在铸件的厚大断面或热节处放置冷铁,内浇道适当分散,使铸件各部位温度趋向均匀。
(3)铸件浇注好以后,开型不要过早,不要用冷水浇喷高温铸件,适宜的开型时间是型内铸件温度低于600℃时。
(4)条件允许时,改变铸件的结构,防止铸件开裂。如设置加强筋,两截面交接部位由直角改成圆角,以减少应力集中。
6 变形
特征:长的铸件比较容易产生变形,如机床床身、柴油机的缸体、缸盖,由于铸件壁厚相差太多,冷却不均,容易造成铸件变形。还有一些铸件是在加工好以后,存放一段时间后出现变形。
防止措施:
(1)对于一些容易出现变形的铸件,除了适当增加加工余量外,还可以把模具做成反向变形(如把模具做成反向弯曲),来纠正铸件出现的变形。
(2)将铸件进行去应力退火,消除铸件的内应力;条件许可时,可采用时效处理。开型时间不要过早,落砂以后的铸件不要叠放。
7 硬度不均匀
特征:铸件表面经加工后,出现微观的凹凸,有的局部地方还有“发亮”的硬质点,铸件的表面硬度相差较大,达30-50HB,硬质点部位的硬度可能chaoguo标准。铸件的硬度差大容易造成工作面磨损不均匀,导致机床加工精度差。
防止措施:
(1)提高铁液的出炉温度,出炉温度zui好高于1480℃,以利于消除生铁遗传性的影响。
(2)防止C、Si含量因铁液氧化而降低,严格控制孕育剂的加入量及孕育剂的粒度,并且孕育剂加入要均匀,zui好用时间可以控制的震动加料装置,确保孕育时间占出铁时间的70%以上。
(3)zui好使用20#以下的废钢,避免使用合金钢,废钢使用前zui好作除锈处理。小、轻、薄的废钢zui好预先压成团块后再使用。
(4)对于厚薄不均的铸件,要合理设计浇注系统,确保铸件各部位冷却均匀,特别厚大部位可放置冷铁或耐火砖。
8白口
特征:铸件断面上,局部或全部出现白亮组织(渗碳体),通常位于薄断面、棱角、边缘等部位。硬度高,性脆,难加工。
形成原因:1、碳当量过低,锰硫等阻碍石墨化的元素过多;2、铸件的冷却速度太快,如薄壁、冷铁设计不当,开箱过早,在铸型内的冷却时间不足。
预防措施:
(1)正确配料,注意废钢、白口铁、含气炉料对白口倾向的遗传性。废钢应薄料、小块进炉;
(2)baozheng碳当量(宜低碳高硅),限制反石墨化元素硫、铬、碲、钒等;
(3)合理选择孕育剂及加入量,减少白口,增加共晶团数量;
(4)合理使用涂料、冷铁,造型起模、修模时不宜多刷水;
(5)复杂薄壁的铸件延迟开箱。