球墨鑄鐵件砂型鑄造工藝和常見缺陷
日期:2019-05-28 / 人氣:
球墨鑄鐵件以其優(yōu)良的性能,在使用中有時可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼,在機械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。冶金行業(yè)過去一直認(rèn)為球墨鑄鐵是英國人于1947年發(fā)明的。西方某些學(xué)者甚至聲稱,沒有現(xiàn)代科技手段,發(fā)明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年,我國球鐵專家采用現(xiàn)代科學(xué)手段,對出土的513件古漢魏鐵器進(jìn)行研究,通過大量的數(shù)據(jù)斷定漢代我國就出現(xiàn)了球狀石墨鑄鐵。有關(guān)論文在第18屆世界科技史大會上宣讀,轟動了鑄造界和科技史界。冶金史專家于1987年對此進(jìn)行驗證后認(rèn)為:古代中國已經(jīng)摸索到了用鑄鐵柔化術(shù)制造球墨鑄鐵的規(guī)律,這對世界冶金史作重新分期劃代具有重要意義。常將鑄鐵件淬火并低溫回火處理。工藝是:各種鑄件加熱到860-900℃的溫度,保溫讓原基體全部奧氏體化后再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火,后經(jīng)250-350℃加熱保溫回火,原基體轉(zhuǎn)換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織,原球狀石墨形態(tài)不變。處理后的鑄件具有高的硬度及一定韌性,保留了石墨的潤滑性能,耐磨性能為改善。
覆膜砂是通過特殊工藝配方技術(shù)生產(chǎn)出的具有優(yōu)異高溫性能(高溫下強度高、耐熱時間長、熱膨脹量小、發(fā)氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。覆膜砂特別適用于復(fù)雜薄壁精密的鑄鐵件(如汽車發(fā)動機缸體、缸蓋等)以及高要求的鑄鋼件(如集裝箱角和火車剎車緩;中器殼體等)的生產(chǎn),可有效消除粘砂、變形、熱裂和氣孔等鑄造缺陷。能使鑄件表面加光潔,尺寸加準(zhǔn)確,減少或不需要機械加工,可縮短生產(chǎn)周期,節(jié)約金屬材料,降低成本;而且鑄??捎米詣訖C械制成(必須采用射芯機),不需要熟練工;尤其適用于各種金屬中小型鑄件的成批和大量生產(chǎn)。
砂型鑄造鑄件缺陷有:冷隔、澆不足、氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂等。
1.冷隔和澆不足液態(tài)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(chǎn)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,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學(xué)性能嚴(yán)重受損。
防止?jié)膊蛔愫屠涓簦禾岣邼沧囟扰c澆注速度。
2.氣孔氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時逸出,在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后,將會減小其有效承載面積,且在氣孔周圍會引起應(yīng)力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。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,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產(chǎn)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(shè)出氣冒口等。
3.粘砂鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。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?xí)绊憴C器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞,泵或發(fā)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疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產(chǎn)生。
鑄件中產(chǎn)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(dāng)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(nèi)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(yīng)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(dāng)降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結(jié)殼,以降低金屬液對鑄型的壓力。
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