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铸铁平台生产缺陷产生的原因分析及预防措施

铸铁平台生产缺陷产生的原因是什么?

答:工艺、冶金因素:主要有冷却速度,铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等 ..

关于冷却速度的影响   

铸铁平台铸铁是一种对冷却速度敏感性很大的材料,同一铸件的厚壁和薄壁部分,内部和外表都可能获得相差悬殊的组织,俗称为组织的不均匀性。因为石墨化过程在很大程度上取决于冷却速度。影响铸铁平台铸件冷却速度的因素较多:铸件壁厚和重量、铸型材料的种类、浇冒口和重量等等。由于铸件的壁厚、重量和结构取决于工作条件,不能随意改变,故在选择化学成分时应考虑到它们对组织的影响。 

关于铁液孕育处理的影响  
孕育处理就是在铁液进入铸铁平台铸件型腔前,把孕育剂附加到铁液中以改变铁液的冶金状态,从而可改善铸铁的显微组织和性能。对灰铸铁而言,进行孕育处理是为了获得A型石墨、珠光体基体、细小共晶团的组织,以及减少铸件薄壁或边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性;对可锻铸铁而言,是为了缩短退火周期,增大铸件的允许壁厚和改善组织的结构;对球墨铸铁而言,是为了减少铸铁平台铸件白口倾向,提高球化率和改善石墨的圆整性。

关于铁液过热处理的影响

提高铁液过热温度可以:
①增加化合碳含量和相应减少石墨碳含量
②细化石墨,并使枝晶石墨的形成
③消除铸铁的“遗传性”
④提高铸铁平台铸件断面上组织的均匀性

⑤有利于铸件的补缩。同样,铁液保温也有铁液过热的类似作用。

灰铸铁不可用热处理的方法来达到牌号要求 
一般说来,热处理能在很大程度上改善铸造合金的组织和性能,但在灰铸铁条件下,热处理所能发挥的作用相对较小。在灰铸铁中,石墨对铸铁性能的影响很大,而任何的热处理方法都不能改变石墨的形态和分布,故不可通过热处理来有效地提高灰铸铁的性能使之达到牌号要求。 

但是,提高灰铸铁力学性能的方法很多,如合理选配化学成分、改变炉料组成、过热处理铁液、孕育处理、微量或低合金化等,都可取得很好效果。

生产高牌号铸铁平台(孕育铸铁)的注意事项 

生产高牌号铸铁平台(一般指HT200以上)时,为了获得高的力学性能,必须尽可能地减少石墨的数量、减小石墨的长度。传统的方法就是降低铁液的碳、硅含量、提高铁液的冷凝速度,但幅度稍大时就会出现D型过冷石墨及白口,反而降低灰铸铁的力学性能。 

在炉前或在浇注前往铁液中添加适量的、以硅铁为主的铁合金碎粒被称作孕育处理。孕育处理在铁液中提供大量的、石墨借以生核的生核质点。有效的孕育将促进石墨的析出,从而消除白口、细化片状石墨并使过冷石墨转变为无方向性均布石墨(A型石墨),不但可大幅度地提高综合力学性能,同时还提高铸态组织的均一性,减小铸件由于壁厚不均、边角与心部的冷速不同而造成的力学性能差别,因此对铁液进行孕育处理是一项生产高牌号灰铸铁(孕育铸铁)必不可少的技术。

锰在高牌号灰铸铁(孕育铸铁)中的作用,除中和硫的影响外,尚有一个特殊的要求,即借助于它使灰铸铁能得到珠光体组织,故高牌号灰铸铁(孕育铸铁)的锰含量一般较高。硫能削弱孕育剂的石墨化作用,因此常将硫限制在0.12%以下。近几年来,也有人认为为了得到好的孕育效果,原铁液的硫量不能太低。因此,在以后铁液中的硫含量逐渐降低的情况下,对于孕育铸铁中的硫量究竟应如何确定,看来是一个值得注意的问题。 

磷含量一般从力学性能的要求出发,常限制在0.15%以下,但有些机床灰铸铁件(常由孕育铸铁制造)需要耐磨,磷含量则可提高至0.3%~0.5%左右或更高。 

用孕育剂进行铸铁平台孕育处理时禁止的四则
灰铸铁用的孕育剂可以按功能、主要元素、形状等进行分类,在使用孕育剂进行灰铸铁孕育处理时应禁忌四则:    
一则,孕育剂在使用前必须烘干。 
二则,禁止使用纯硅或纯硅铁作孕育剂   
三则,孕育剂不可草率加入,要讲究方法。 
四则,孕育剂的粒度   

灰铸铁件可能出现的缺陷 

在铸铁平台生产中,常见的铸件缺陷有:气孔、成分与性能不合格、热裂与冷裂、缩孔与缩松、渣眼与铁豆、冷隔与浇不足、砂眼与夹砂、多肉与错辐、变形等。通常,产生这些缺陷的原因不单是造型制芯问题,有时还有熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题,因此必须具体分析,以便采取相应的合理措施加以解决。

铸铁平台铸造生产中,怎样辨别气孔和缩孔的区别?

铸铁平台在铸造生产中,铸件气孔和铸件缩孔有时是伴生的,有时是独立群在。当出现气孔和缩孔时,我们快速的判断出缺陷是气孔,还是缩孔对于解决问题十分必要。要想快速判断这两种缺陷,就首先入时对它们的特征十分了解。今天,我们就从认识它们的特征来教大家快速判断铸铁平台气孔和缩孔缺陷。

气孔类缺陷牲与防治方法?
在铸铁平台铸造生产中,孔洞类缺陷是常见缺陷,也是给铸造厂造成损失比较大的缺陷之一。孔洞类缺陷分为气孔和缩孔。气孔多为由于金属液中侵入、裹入、卷入气体所至。
铸铁平台铸件气孔出现在铸件上的位置不同,其产生的原因也不同。这就要求我们的铸造技术员在判断气孔缺陷病因时,要掌握各类气孔发生的原理,具有什么样的特生。只有如此才能对症下药,将出现的气孔缺陷解决掉。
下面,我们再看看不同原因生成的气孔特征:
(1)卷入气孔:金属液在充型过程中因卷入气体而在铸件内形成气孔,多呈孤立存在的圆形或椭圆形大气孔,位置不固定,一般偏铸件中上部。
(2)侵入气孔:由型、芯、涂料、芯撑、冷铁产生的气孔侵入铸件表层而形成气孔,多呈梨形或椭圆形,尺寸较大,孔壁光滑,表面多呈氧化色。

(3)反应气孔:由金属液内部某些成分之间或金属液与型、芯在界面上发生化学反应而形成群分布的气孔。位于铸件表层的针头形或腰圆形反应气孔称为表面针空与皮下气孔,由金属液与型、芯涂料发生界面反应所至;分散或成群分布在铸铁平台铸件整个断面上或某个局部区域的针头反应气孔。

形成原因
(1)由于炉料潮湿、锈蚀、油污、气候的潮湿,熔练工具和浇包未烘干,金属液成分不当,合金液为精炼与精炼不足,使金属液中含有大量气体或气体物质,导致在铸件中析出气孔或反应气孔。
(2)型、芯未充分烘干,透气性差,通气不良,含水分和发气物质过多,涂料未烘干或含发气成分过多,冷铁、芯撑有锈斑、油污或未烘干,金属型排气不良,在铸件中形成侵入气孔。
(3)浇注系统不合理,浇注和充型速度过快,金属型排气不良,使金属液在浇注和充型过程中产生紊流、涡流或断流而卷入气体,在铸件中形成卷入性气孔。
(4)合金液易可吸气,铸铁平台在熔炼和浇注过程中未采取有效的精炼、保护和净化措施,使金属液中含有大量气体、夹渣和夹气成分,在充型和凝固过程中形成析出气孔和反应气孔。
(5)型砂、型芯和涂料配制不当,与金属液发生界面反应,形成表面针孔和皮下气孔。
(6)浇注温度过低,金属型温度过低,金属液除渣不良,粘度过高,使在浇注和充型过程中卷入的气体及由金属液中析出的气体来不及排出铸型或上浮到冒口或出气口中去。
(7)在气候潮湿季节熔炼易吸气的合金时,合金液大量吸气,造成铸件成批报废。

(8)树脂砂的树脂和固化剂加入量过多,树脂含氟量过高,原砂和再生砂的角形系数过高、粒度过细,灼减量和微粉含量过高,使型砂的发气量过高,透气性过低

防止方法
(1)非铁合金熔炼时,炉料、溶剂、工具和浇包要充分预热和烘干,去锈去油污,多次重熔炉料的加入量要适当限制。
(2)防止金属液在熔炼过程中过度氧化和吸气,加以脱氧、除气和除渣,在浇包内的金属熔池表面加覆盖溶剂,防止金属二次氧化、吸气和有害杂质返回熔池。用铝对铸钢、铸铁脱氧时,应严格控制残留含铝量,吸气倾向严重的钢液,应尽量避免用铝脱氧,可采用AVD、VOD、多孔塞吹惰性气体、喷粉法等对钢液进行炉外精练,脱除钢液中的气体与有害杂质;对球墨铸铁,应加强脱硫,降低原汤的含流量,在保证球化的前提下,尽量减少球化剂的加入量,降低铸铁的残留镁量,并加强孕育处理。
(3)浇注时金属液不得断流,充型速度不宜太高,铸件浇注位置和浇注系统的设置应保证金属液平稳地充满型腔,并利于开腔内气体能顺利排出。
(4)铸造时,应保证铸型和型芯排气畅通,砂芯内要开排气通道,合型时要填补芯头间隙,以免钻入金属液堵塞排气通道。
(5)增加直浇道高度,以提高充型金属液静压力。
(6)降低树脂砂的树脂和固化剂加入量,采用低氮或无氮树脂及形料圆整、粒度适中、灼减量和微粉含量低的原砂和再生砂,以降低树脂的发气量,提高树脂砂的透气性。
缩孔类缺陷及防治方法

而铸件产生缩孔、缩松,原因很多,有铸件与模样设计原因,有砂箱设计不合适的原因,有浇冒口设计的原因,有型砂型避移位方面的原因,另外还有制方面的原因,有金属化学成分调配不当的原因,有熔炼环节操作不当原因,也有浇注方面的原因。


由于造成铸铁平台铸件缩孔的原因众多,所以在查找根源时,常常比较费时间。如何快速判定铸件缩孔产生的内因,这就需要我们多对照铸件缩孔缺陷案例,熟记理论特征,加强学习,从而提高对这类缺陷认识和解决能力。

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