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球墨鑄鐵件的使用技術和一些常見問題
一、球墨鑄鐵件的使用技術介紹:
球墨鑄鐵在鑄造過程中此普通灰口鑄鐵的白口傾向大,內應力也較大,鑄鐵件很難純粹的鐵素體或珠光體基體,為提高鑄鐵件的延性或韌性,常將鑄鐵件重新加熱到900-950℃并保溫足夠時間進行高溫退火,再爐冷到600℃出爐變冷。
過程中基體中的滲碳體分解出石墨,這些石墨集聚于原球狀石墨周圍,基體全轉換為鐵素體。
球墨鑄鐵件作為軸類件,如柴油機的曲軸、連桿,要求同時韌性較好的綜合機械械性能,對鑄鐵件進行調質處理。
工藝是:鑄鐵件加熱到860-900℃的溫度,再在油或熔鹽中冷卻實現淬火,后經500-600℃的高溫回火,獲得回火索氏體組織,原球狀石墨形態不變。處理后強度,韌性匹配良好,適應于軸類件的工作條件。
鑄鐵件熱處理只能改變基體組織,不能改變石墨的形態及分布,機械性能的變化是基體組織的變化所致。
普通灰口鑄鐵,石墨片對機械性能(強度、延性)影響很大,灰口鑄鐵經熱處理機械性能不顯著。還需要注意的是鑄鐵的導熱性較鋼差,石墨的存在導致缺口敏感性較鋼高,因此鑄鐵熱處理中冷卻速度(尤其淬火)要嚴格控制。
二、球墨鑄件的常見問題:
1.冷隔和澆不足
液態金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動,將使鑄件產生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時,會使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時,鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未 融合的接縫,鑄件的力學性能嚴重受損。
防止澆不足和冷隔:提高澆注溫度與澆注速度。
2.氣孔
氣體在金屬液結殼之前未及時逸出,在鑄件內生成的孔洞類缺陷。氣孔的內壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產生氣孔后,將會減小其承載面積,且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和性。氣孔還會降低鑄件的致密性,致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外,氣孔對鑄件的蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的高處增設出氣冒口等。
3.粘砂
鑄件表面上粘附有一層難以 的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至會影響機器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞,泵或發動機等機器零件中若有粘砂,則將影響燃料油、氣體、潤滑油和冷卻水等流體的流動,并會玷污和磨損整個機器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在鑄型表面涂刷防粘砂涂料等。
4.夾砂
在鑄件表面形成的溝槽和缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產生。
鑄件中產生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方,型腔上表面受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。
5.砂眼
在鑄件內部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
6.脹砂
澆注時在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動,鑄件局部脹大形成的缺陷。
為了防止脹砂,應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力,并適當降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結殼,以降低金屬液對鑄型的壓力。
三、防止鑄鐵件鑄造缺陷的方法:
特征:澆注好的鑄件表面有直線或彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口多呈曲折和不規則的形狀,其斷口表面呈淺黑色,有較深的氧化色。冷裂的裂口較直,鑄件斷口表面有金屬光澤而且比較干凈,有時出現輕微的氧化色。
鑄件產生裂紋的主要原因是:冷卻凝固收縮時受到阻礙而產生內應力,當內應力大于金屬材料的強度時,鑄件就開裂形成裂紋。
防止措施:
(1)嚴格控制鐵液的化學成分。其中硫 使鑄件產生"熱脆性",造成熱裂,因此灰鑄鐵中w(S)好低于0.12%,但也不能太低(不宜低于0.05%),硫太低要影響孕育效果,適宜的w(S)為0.05%~0.12%。磷 使鑄件產生"冷脆性",造成冷裂,因此灰鑄鐵中w(P)好低于0.15%,球鐵中w(P)好低于0.08%。
(2)調節鑄件各部位的冷卻速度,避免鑄件局部過熱,在鑄件的厚大斷面或熱節處放置冷鐵,內澆道適當分散,使鑄件各部位溫度趨向均勻。
(3)鑄件澆注好以后,開型不要過早,不要用冷水澆噴高溫鑄件,適宜的開型時間是型內鑄件溫度低于600℃時。