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球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項跟凝固時長原因
日期:2024-11-02 09:52點擊:次
一、球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項 生產(chǎn)球墨鑄鐵件的注意事項表現(xiàn)如下: 一、嚴(yán)格要求化學(xué)成分,對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高,降低球墨鑄鐵中錳,磷,硫的含量。 二、鐵液出爐
一、球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項
生產(chǎn)球墨鑄鐵件的注意事項表現(xiàn)如下:
一、嚴(yán)格要求化學(xué)成分,對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高,降低球墨鑄鐵中錳,磷,硫的含量。
二、鐵液出爐溫度比灰鑄鐵,以補償球化,孕育處理時鐵液溫度的損失。
三、進行球化處理,即往鐵液中添加球化劑。
四、加入孕育劑進行孕育處理。
五、球墨鑄鐵流動性較差,收縮較大,因此需要較高的澆注溫度及較大的澆注系統(tǒng)尺寸,合理應(yīng)用冒口,冷鐵,采用順序凝固原則。
六、進行熱處理。
1、退火。鐵素體基體,提高塑性、韌性,應(yīng)力,切削性能。
2、正火。珠光體基體,提和。
3、調(diào)質(zhì)。獲得回火索氏體的基體組織,以及良好的綜合力學(xué)性能,如主軸、曲軸、連桿等。
4、等溫淬火。使外形復(fù)雜且綜合性能要求高的零件獲得下貝氏體的基體組織,以及。、等綜合力學(xué)性能,避免熱處理時產(chǎn)生開裂,如主軸、曲軸、齒輪等。
二、球墨鑄鐵件凝固時長原因
球墨鑄鐵件具有良好的力學(xué)性能和較好的鑄造性能,在整個鑄件生產(chǎn)選材中占有優(yōu)勢地位。雖然球墨鑄鐵凝固過程中石墨的析出將帶來體積膨脹,但由于其糊狀凝固方式,及石墨膨脹力導(dǎo)致的鑄型型壁變形和位移,所以收縮缺陷、尤其是縮松是球墨鑄鐵件的缺陷,也是導(dǎo)致鑄件報廢的主要原因之一。
縮松缺陷分為宏觀縮松和微觀縮松。宏觀縮松是鑄件內(nèi)部成片分散存在的細(xì)小孔洞群。肉眼不可見的晶間孔洞稱作微觀縮松。準(zhǔn)確分析球墨鑄鐵件的縮松形成機理,依此進行工藝改進、鑄件質(zhì)量預(yù)測和降低廢品率,可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。
目前,關(guān)于球墨鑄鐵縮松形成機理的研究主要集中在球鐵的凝固特點、凝固過程和生產(chǎn)工藝三個方面。旨在依此綜述球墨鑄鐵的縮松缺陷形成機理研究的狀況。
球墨鑄鐵呈“糊狀”凝固。與灰鑄鐵相比,共晶凝固時間長,共晶團數(shù)多,凝固膨脹壓力大。球墨鑄鐵這些特有的凝固特點是縮松形成的根本原因。球墨鑄鐵的成分在共晶點附近,凝固斷面上液-固兩相區(qū)寬,當(dāng)包圍石墨的奧氏體臨近接觸時,尚未凝固的液態(tài)金屬被分割成一個個不連續(xù)的熔池,失去了補縮通道,呈現(xiàn)出糊狀狀態(tài)。糊狀凝固是球墨鑄鐵的固有屬性。
球墨鑄鐵共晶凝固時間長的原因是共晶凝固方式為非共生共長方式。當(dāng)石墨長大進入共晶階段后,奧氏體殼已經(jīng)形成,碳原子由鐵液通過固態(tài)的奧氏體殼擴散到石墨球上,同時鐵原子從石墨-奧氏體界面處擴散出去,這一過程比碳原子在鐵液中的擴散速度要慢得多。因此球墨鑄鐵的共晶凝固時間較長。球墨鑄鐵的導(dǎo)熱系數(shù)比灰鑄鐵小20%~40%,散熱慢,所以球墨鑄鐵的凝固時間要比灰鑄鐵長。
由于石墨比容大于鐵的比容,石墨析出時會引起體積膨脹。石墨球在奧氏體殼包圍下生長,奧氏體殼相互接觸后,石墨長大引起的體積膨脹受到阻礙,產(chǎn)生膨脹壓力。由于鐵液的孕育處理,球墨鑄鐵的共晶團數(shù)量約為灰鑄鐵的100~200倍。所以球墨鑄鐵的凝固膨脹壓力要比灰鑄鐵大得多。
球墨鑄鐵共晶結(jié)晶時,由于加鎂處理的結(jié)果,石墨球核心在液相中長到尺寸時,即被奧氏體包圍,由于奧氏體外殼阻礙碳原子自熔液向石墨球擴散而使石墨球生長速度減慢,共晶反應(yīng)除了靠已有共晶團長大完成外,還靠新的晶核析出和長大完成,因而共晶轉(zhuǎn)變在一個較寬的溫度范圍內(nèi)進行,導(dǎo)致鑄件在很寬斷面上固、液兩相共存,呈糊狀凝固。由于球墨鑄鐵呈糊狀凝固,使得球墨鑄鐵件在澆注后,外殼長時間內(nèi)剛度不夠,共晶團接觸后產(chǎn)生的凝固膨脹力在使奧氏體枝晶間隙增大同時也使不很結(jié)實的鑄件外殼向外脹大,從而使鑄件凝固部分得不到足夠液態(tài)金屬的補縮,形成縮松。