影响球墨铸铁孕育效果的因素有哪些?
一炉料和熔炼方法以相同孕育剂和处理方法对使用不同炉料或在不同熔炉中熔化的铁水进行处理,孕育效果通常会有差别。因为铁水在液态结构、过热温度、成分波动幅度、过冷倾向、杂质元素含量等方面都会使孕育效果出现差别。冲天炉以生铁为基本炉料。铸造生铁中多含有粗大初生石墨(炼钢生铁含渗碳体)。这些高碳相在熔化过程中往往不能完全溶解。铁水中未溶的石墨微粒是良好的石墨形核基质。即使碳当量较低,石墨形核几率也比较高。一般无须孕育剂也可能取得显著孕育效果。电弧炉和感应炉的炉料中含有较多废钢,铁水含氮量较高,氮阻碍碳原子扩散。因此,需要较强的孕育才能获得预期效果。特别是以炼钢生铁为主要炉料熔化的低碳当量铁水,其中存在大量促进渗碳体生成的C-Fe原子集团,对这种铁水必须采用石墨化孕育剂,如碳硅钙孕育剂、锶硅铁等,才能获得预期孕育效果。铁水氧化程度是重要的影响因素。铁水受到氧化会降低孕育剂的有效性。因为氧是表面活性元素,吸附于形核基质表面,妨碍铁水中碳原子向基质表面沉积,石墨形核概率相应下降。另外,铁水含氧量较高时,一些可作为形核基质的硫化物可能转变为氧化物,失去形核能力。
覆膜砂工艺中的透气性问题
5.铸件粘砂原砂SiO2含量低;型芯表面不致密。调整射砂压力,改善芯盒排气效果,使砂芯表面更致密;采用耐高温覆膜砂或锆砂覆膜砂。
6.型(芯)变形、断裂模具受热不均匀,高铬铸铁铸造中的原料有哪些,或型芯壁厚差异大,造成冷却时收缩不一致;采用了固化收缩率大的树脂;接芯叉子变形或砂芯存放不平;覆膜砂高温性能差;浇注压力过大改善模具结构,使温度分布均匀;采用成型托盘存放砂芯;采用固化收缩率小的树脂;采用耐高温低膨胀覆膜砂;改进浇注系统(采用无压式)。
7.铸件内部缩松覆膜砂中的树脂在高温下燃烧产生热量,减缓了铁水的凝固速度,导致缩松。采用激冷类覆膜砂;在壳型芯内放置内冷铁。
8.铸件表面不良酚醛树脂在高温下生成的光亮碳漂浮在铁液表面,凝固时铸件表面产生皱皮。加入2%左右氧化铁粉,采用导热率高的原砂;壳芯表面刷涂料;覆膜砂中添加特殊辅料。
5 夹渣
主要是金属液与粘结剂反应生成的渣,以及因浇注时间长型( 芯) 顶被高温金属液烤坏产生的结疤。前者多发生在开始流入型内的那部分前期铁液中,并常伴有气孔缺陷,后者则常发生在型腔上部和上侧面。
防止措施:
( 1) 在设计浇注系统时,按照“快、稳、封闭、底注,保证压头,处理铁液”的原则,铸造,并在有条件的铸件顶面设置溢流冒口,将浇注中的冷、脏铁液导入溢流冒口中,并使其溢出。
( 2) 使用强度高、耐热性好、发气性低的涂料。
( 3) 大平面的平板铸件浇注时采用倾斜浇注,并在浇口杯对面设置适当数量的溢流冒口,高铬铸铁铸造的优点,可有效地防止大平面上出现夹渣缺陷。
6 硬度不足
呋1喃树脂砂铸型导热性差,金属液冷却凝固速度慢,高铬铸铁铸造的缺陷,会导致锛件硬度偏低。需要注意的是树脂砂铸件表层(3 mm) 硬度比内部低10~15 HB,所以在测定硬度时,需除去表层( >3 mm) 后才能测出正确的硬度值。
防止措施:
( 1) 适当降低铁液的CE 值,以防止铁素体的产生。
( 2) 添加少量稳定珠光体元素,如:Cr、Cu。
( 3) 提高铸件冷却速度,如采用合适的冷铁和使用碲粉涂料等。
( 4) 适当降低浇注温度。
( 5) 适当提早开箱时间。
7 渗碳、渗硫与球化不良
在低碳钢及低碳不锈钢中,会出现铸件表面层的渗碳现象,渗碳层可达2~3 mm 深,用磺酸类固化剂时,在铸钢、不锈钢或球铁表面可有1~2 mm 的渗硫层,造成球化不良或性能恶化。
防止措施:
( 1) 解决渗碳问题的办法是在铸型涂料中添加适量的氧化铁等合适的氧化剂,或用铬铁矿砂型,上双层涂料,可减少渗碳层深度。
( 2) 为防止渗硫,已经开发多种含强力脱硫剂的特种涂料,对于球墨铸铁,还应适当增加一些球化剂用量。
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