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灰鐵鑄件的時效處理方式和工藝流程
灰鐵鑄件的工藝流程:
灰鐵鑄件工藝可分為三個基本部分,即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。
鑄造金屬是指鑄造生產中用于澆注鑄件的金屬材料,它是以一種金屬元素為主要成分,并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金,習慣上稱為鑄造合金,主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。
金屬熔煉不僅僅是單純的熔化,還包括冶煉過程,使澆進鑄型的金屬,在溫度、化學成分和純凈度方面都符合預期要求。為此,在熔煉過程中要進行以控制質量為目的的各種檢查測試,液態金屬在達到各項規定指標后方能允許澆注。有時,為了達到,金屬液在出爐后還要經爐外處理,如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質處理等。熔煉金屬常用的設備有沖天爐、電弧爐、感應爐、電阻爐、反射爐等。
不同的鑄造方法有不同的鑄型準備內容。以應用廣泛的砂型鑄造為例,鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料,如鑄造砂、型砂粘結劑和其他輔料,以及由它們配制成的型砂、芯砂、涂料等統稱為造型材料造型材料準備的任務是按照鑄件的要求、金屬的性質,選擇合適的原砂、粘結劑和輔料,然后按 的比例把它們混合成具有 性能的型砂和芯砂。常用的混砂設備有碾輪式混砂機、逆流式混砂機和葉片溝槽式混砂機。后者是專為混合化學自硬砂設計的,連續混合,。
造型造芯是根據鑄造工藝要求,在確定好造型方法,準備好造型材料的基礎上進行的。鑄件的精度和全部生產過程的經濟效果,主要取決于這道工序。在很多現代化的鑄造車間里,造型造芯都實現了機械化或自動化。常用的砂型造型造芯設備有高、中、低壓造型機、拋砂機、無箱射壓造型機、射芯機、冷芯機和熱芯盒機等。
鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后,有澆口、冒口及金屬毛刺披縫,砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子,因此 經過清理工序。進行這種工作的設備有拋丸機、澆口冒口切割機等。砂型鑄件落砂清理是勞動條件較差的一道工序,所以在選擇造型方法時,應盡量考慮到為落砂清理創造方便條件。有些鑄件因要求,還要經鑄件后處理,如熱處理、、防銹處理、粗加工等。清理創造方便條件。有些鑄件因要求,還要經鑄件后處理,如熱處理、、防銹處理、粗加工等。
灰鐵鑄件時效處理有三種方式:自然時效、人工時效、振動時效。
1、自然時效處理將灰鐵鑄件放置于露天中幾個月或者幾年,雖然這種處理方法,但是耗費時間長。
自然時效和熱時效,即工件露天長時間放置,由于溫度的自然變化以及其它環境變化使工件的尺寸日趨穩定。一般說來這需長達兩年的時間。用木錘敲擊工件,用風握直接振動等,在實際生產中都有應用,有人認為用機械施加工件即相當于加速自然時效,這種方法在早有專刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力-激振力的作用下,使之與工件發生共振(激振器產生與工件本征頻率相一致的振動頻率)。從而獲得相當大的振動能量,這種能量可以和熱能相比的、共振中交變的初應力與殘余應力相疊加,驅使工件產生大的振動,發生局部屈服,使晶體內部錯位和晶界產生微觀滑移,引起微量塑性變形,促使大量錯位一部分釘軋在雜質上,另一部分聚集到晶粒間界上,另外還有一部分錯位獲得足夠大的能量,可以穿過晶界而進入另一個晶粒內,這樣從總體看工件的殘余應力松弛或均化,在宏觀上表現為尺寸穩定、剛度、蝕性、耐疲勞性提高,金屬內耗下降,塑性。由于晶粒內位錯大量聚集在晶界和雜質上,所以造成各個晶粒內應力的 不均勻性,使微觀應力提高。由此錯位處在大的大型應力場內,滑移阻尼增大,所以位錯再滑移是非常困難的。
2、人工時效退火處理退火處理是灰鐵鑄件效果好的時效處理方法,但是它的費用較高,增加了鑄造的成本。人工時效是將鑄件加熱到550~650℃進行去應力退火,它比自然時效節省時間,殘余應力去除較為 。
3、振動時效處理:用振動時效儀對灰鐵鑄件進行振動時效處理。
振動時效殘余應力就是將激振器緊緊固定于工件上施加機械振動,工件放置于橡膠塊或者其他彈性支撐上,以防止地面對振動的阻尼作用,振動頻率通過控制器控制調節電機轉速獲得,頻率通常在167HZ以內,整個設備消耗電能很低,一般不超過1KW,對于大多數工件,15分鐘振動即可或均化應力,使工件尺寸穩定精度提高,處理的工件重量從幾十公斤到上百噸。振動時效技術又稱“振動應力法”,簡稱“VSR”技術。它的實施過程是通過振動時效裝置的控制系統控制激振器的轉數和偏心作用在工件上產生離心力,使工件發生共振(諧振),讓工件需時效部位產生 幅度、 周期的交變運動,并吸收能量,經過 時間的振動引起工件微小塑性變形及晶粒內部位錯逐漸滑移,并重新纏繞釘扎使得殘余應力被和均化,防止工件變形和開裂,從而達到提高工件尺寸精度穩定性,增強工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。