怎样防治球铁反白口缺陷?
3、产生反白口的原因
反白口的形成主要与球墨铸铁的化学成分、铁液的孕育效果及铸件冷却条件等因素有关。
(1)化学元素发生区域偏析。通过对存在反白口缺陷的试样进行微区分析可知,很多碳化物稳定元素,如铬、锰、钼、镁和稀土等常富集在铸件冷却的中心部位,这是导致液体金属容易发生过冷而产生反白口的
直接原因。
抽取存在反白口现象的试棒,在其横截面上进行微区分析,发现在反白口区域,锰含量超出试棒平均含量的2-3倍,铬含量为平均值的4-5倍,镁和稀土元素为平均值的1-2倍。而硅却出现与此相反的情况,在试棒的中心部位出现了贫化现象,硅含量降低,只有0.1%左右。
铬、锰、镁及稀土是促使碳化物形成的元素,盘山球墨铸铁,尤其是锰、镁和稀土元素的影响为显著。锰在球墨铸铁中的作用有两个方面:一是合金化,增加球墨铸铁的强度、硬度:二是中和硫的有害作用。由于球化剂中的镁和稀土元素与硫的亲和力大于锰,所以铁液中的硫首先与镁和稀土发生反应,以硫化物形式被除去,剩余的硫已经很少了,只需少量的锰就可以实现合金化作用,这时锰阻碍石墨化的作用就凸现出来,同时,热处理工艺消减球墨铸铁内应力,锰又是容易偏聚的元素,随着铁液的凝固,锰便富集于未凝固的金属熔体中,因此在凝固的区域锰偏聚严重。镁在球墨铸铁中主要起球化作用,又因为其沸点低,镁在铁液中融化、汽化,使得铁液沸腾,达到搅拌铁液的作用,可加速稀土元素与铁液中杂质元素的反应并使其反应生成物上浮,达到脱硫、去气净化铁液的作用。但是镁 和稀土元素都是阻碍石墨化的元素,也都易于产生偏析,因此在凝固部位镁和稀土元素的含量也比较高。硅是有力促进石墨化的元素,硅含量的贫化使得石墨化被严重抑制。因此,上述元素的偏析是有利于反白口缺陷产生的。




常见铸造缺陷的成因与消除
一 气孔
1、产生原因
金属液中的气体未释放出来和铸型内的气体侵入进金属液中,从而滞留在凝固后的铸件之内。
(1)金属液中的气体来源







劣质炉料含泥沙、油垢、锈蚀及湿气等,熔炼中生成大量的O、H、N等气体和渣釉;炉温低;精练不够;浇注温度低,浇注时间长及浇注速度慢、浇包潮湿等。上述因素,都促使金属液表面过早形成氧化膜而凝固,气体虽然挣扎着向外逃逸但却无法实现。反映在铸件上则成为向上的“梨形”气泡,梨把朝内。气孔表面光滑。通常称这种气孔为“析出性气孔”(图2)。在薄壁件的表皮下或外观形成密集的小圆孔或针1孔。
(2)型腔内气体来源
砂型水分≥4.5%,死灰>12%,透气性差;水玻璃砂未干透(仅吹C O2是不够的);树脂砂的树脂量>1.8%,固化剂量也多;消失模厚大,比重大又未干透,涂料层>2㎜且未干透;粗大砂芯樁的过实,未中空,气体未引出型外;合箱后等待浇注时间>8h,或过夜等,使铸型和砂芯返潮。
(3)工艺设计不合理
直浇道粗大,金属液不能很快充满或断流而将气体卷入;内浇口喷射,金属液紊乱;冒口处低位,排气孔少;底注,如何释放球墨铸铁铸件内应力,温度场为上低下高,导致金属液迅速形成氧化膜而凝固。
上述(2)、(3)所产生的气体在排气不畅且型内压力大的情况下,铸件冷却位置对质量的影响,气体被卷入或钻入未凝固的金属液内。通称这种气孔为“侵入性气孔”。气孔也似梨状而梨把朝外。
高铬铸铁生产工艺要点(1)高铬铸铁铸造性能较差,其热导率低,塑性差,收缩量大,且有大的热裂和冷裂倾向,在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑,必须充分注意铸件的补缩问题,其原则与铸钢件相同( 采用冒口和冷铁,且遵循顺序凝固原理) 。由于合金中铬含量高,易在铁液表面结膜,所以看起来铁液流动性差,但实际动性较好。 (2)造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型,涂料应采用耐火度高的高铝1粉或镁1粉与酒精混合拌制。另外,为获得细晶粒组织和好的表面质量,在铸件外形不太复杂的情况下,金属型铸造也被广泛采用。 (3)高铬铸铁的收缩量与铸钢相近,模样制作上其线收缩率可按1. 8 % ~2 % 进行计算。在砂型制作上,其冒口大小可按碳钢的规定进行计算,而浇注系统则按灰铸铁计算,但需把各截面积增加20 % ~30 % 。浇冒口的选择应注意两个方面: 一是要保证铸件工作带( 使用部位) 的质量; 二是要尽量提高铸件的成品率。 (4)由于高铬铸件的冒口不易切除,因此造型时在冒口形式上宜采用侧冒口或易割冒口。 (5)在具体零件的铸造工艺设计上,要注意不能让铸件出现受阻收缩,以免造成开裂。另外,浇注后开箱温度过高也极易造成铸件开裂, 540 ℃以下的缓冷是十分必要的,应使铸件在铸型中充分冷却,然后再开箱清砂,或开箱后先勿清砂而堆在一起( 铸件、浇冒系统等) 围干砂缓冷。开箱周围环境必须保持干燥,不得潮湿有水,否则极易造成铸件裂纹。 (6)浇注温度要低,有利于细化树枝晶和共晶组织,而且可避免出现因温度过高而造成的收缩过大及表面粘砂等缺陷。浇注温度一般比其液相线( 1290 ~1350 ℃) 高55 ℃左右,轻小件一般控制在1380 ~1420 ℃,壁厚100mm以上的厚重件控制在1350 ~1400 ℃。





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