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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,在機械制造工業中得到廣泛應用。冶金行業過去一直認為球墨鑄鐵是英國人于1947年發明的。西方某些學者甚至聲稱,沒有現代科技手段,發明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年,我國球鐵專家采用現代科學手段,對出土的513件古漢魏鐵器進行研究,通過大量的數據斷定漢代我國就出現了球狀石墨鑄鐵。有關論文在第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年對此進行驗證后認為:古代中國已經摸索到了用鑄鐵柔化術制造球墨鑄鐵的規律,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淬火,后經250-350℃加熱保溫回火,原基體轉換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織,原球狀石墨形態不變。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生產出的具有優異高溫性能(高溫下強度高、耐熱時間長、熱膨脹量小、發氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。覆膜砂特別適用于復雜薄壁精密的鑄鐵件(如汽車發動機缸體、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,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,尺寸加準確,減少或不需要機械加工,可縮短生產周期,節約金屬材料,降低成本;而且鑄模可用自動機械制成(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。
 
        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,但因存有未完全融合的接縫,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,將會減小其有效承載面積,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疤痕缺陷,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。

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