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球墨铸铁件砂型铸造工艺和常见缺陷

日期:2019-05-28 / 人气:

        球墨铸铁件以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,在机械制造工业中得到广泛应用。冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称,没有现代科技手段,发明球墨铸铁是不可想象的。1981年,我国球铁专家采用现代科学手段,对出土的513件古汉魏铁器进行研究,通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读,轰动了铸造界和科技史界。冶金史专家于1987年对此进行验证后认为:古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律,这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。常将铸铁件淬火并低温回火处理。工艺是:各种铸件加热到860-900℃的温度,保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火,后经250-350℃加热保温回火,原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织,原球状石墨形态不变。处理后的铸件具有高的硬度及一定韧性,保留了石墨的润滑性能,耐磨性能为改善。
        覆膜砂是通过特殊工艺配方技术生产出的具有优异高温性能(高温下强度高、耐热时间长、热膨胀量小、发气量低)和综合铸造性能的新型覆膜砂。覆膜砂特别适用于复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车发动机缸体、缸盖等)以及高要求的铸钢件(如集装箱角和火车刹车缓;中器壳体等)的生产,可有效消除粘砂、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。能使铸件表面加光洁,尺寸加准确,减少或不需要机械加工,可缩短生产周期,节约金属材料,降低成本;而且铸模可用自动机械制成(必须采用射芯机),不需要熟练工;尤其适用于各种金属中小型铸件的成批和大量生产。
 
        砂型铸造铸件缺陷有:冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
 
        1.冷隔和浇不足液态金属充型能力不足,或充型条件较差,在型腔被填满之前,金属液便停止流动,将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时,会使铸件不能获得完整的形状;冷隔时,铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。
 
        防止浇不足和冷隔:提高浇注温度与浇注速度。
 
        2.气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑,明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后,将会减小其有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性,致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外,气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
 
        防止气孔的产生:降低金属液中的含气量,增大砂型的透气性,以及在型腔的高处增设出气冒口等。
 
        3.粘砂铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观,又增加铸件清理和切削加工的工作量,甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏,泵或发动机等机器零件中若有粘砂,则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动,并会玷污和磨损整个机器。
 
        防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
 
        4.夹砂在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷,在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
 
        铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方,型腔上表面受金属液辐射热的作用,容易拱起和翘曲,当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎,留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大,型砂体积膨胀越大,形成夹砂的倾向性也越大。
 
        5.砂眼在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
 
        6.胀砂浇注时在金属液的压力作用下,铸型型壁移动,铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂,应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力,并适当降低浇注温度,使金属液的表面提早结壳,以降低金属液对铸型的压力。

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