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球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項(xiàng)跟凝固時(shí)長原因
日期:2024-11-02 09:52點(diǎn)擊:次
一、球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項(xiàng) 生產(chǎn)球墨鑄鐵件的注意事項(xiàng)表現(xiàn)如下: 一、嚴(yán)格要求化學(xué)成分,對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高,降低球墨鑄鐵中錳,磷,硫的含量。 二、鐵液出爐
一、球墨鑄鐵件生產(chǎn)注意事項(xiàng)
生產(chǎn)球墨鑄鐵件的注意事項(xiàng)表現(xiàn)如下:
一、嚴(yán)格要求化學(xué)成分,對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高,降低球墨鑄鐵中錳,磷,硫的含量。
二、鐵液出爐溫度比灰鑄鐵,以補(bǔ)償球化,孕育處理時(shí)鐵液溫度的損失。
三、進(jìn)行球化處理,即往鐵液中添加球化劑。
四、加入孕育劑進(jìn)行孕育處理。
五、球墨鑄鐵流動(dòng)性較差,收縮較大,因此需要較高的澆注溫度及較大的澆注系統(tǒng)尺寸,合理應(yīng)用冒口,冷鐵,采用順序凝固原則。
六、進(jìn)行熱處理。
1、退火。鐵素體基體,提高塑性、韌性,應(yīng)力,切削性能。
2、正火。珠光體基體,提和。
3、調(diào)質(zhì)。獲得回火索氏體的基體組織,以及良好的綜合力學(xué)性能,如主軸、曲軸、連桿等。
4、等溫淬火。使外形復(fù)雜且綜合性能要求高的零件獲得下貝氏體的基體組織,以及。、等綜合力學(xué)性能,避免熱處理時(shí)產(chǎn)生開裂,如主軸、曲軸、齒輪等。
二、球墨鑄鐵件凝固時(shí)長原因
球墨鑄鐵件具有良好的力學(xué)性能和較好的鑄造性能,在整個(gè)鑄件生產(chǎn)選材中占有優(yōu)勢地位。雖然球墨鑄鐵凝固過程中石墨的析出將帶來體積膨脹,但由于其糊狀凝固方式,及石墨膨脹力導(dǎo)致的鑄型型壁變形和位移,所以收縮缺陷、尤其是縮松是球墨鑄鐵件的缺陷,也是導(dǎo)致鑄件報(bào)廢的主要原因之一。
縮松缺陷分為宏觀縮松和微觀縮松。宏觀縮松是鑄件內(nèi)部成片分散存在的細(xì)小孔洞群。肉眼不可見的晶間孔洞稱作微觀縮松。準(zhǔn)確分析球墨鑄鐵件的縮松形成機(jī)理,依此進(jìn)行工藝改進(jìn)、鑄件質(zhì)量預(yù)測和降低廢品率,可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
目前,關(guān)于球墨鑄鐵縮松形成機(jī)理的研究主要集中在球鐵的凝固特點(diǎn)、凝固過程和生產(chǎn)工藝三個(gè)方面。旨在依此綜述球墨鑄鐵的縮松缺陷形成機(jī)理研究的狀況。
球墨鑄鐵呈“糊狀”凝固。與灰鑄鐵相比,共晶凝固時(shí)間長,共晶團(tuán)數(shù)多,凝固膨脹壓力大。球墨鑄鐵這些特有的凝固特點(diǎn)是縮松形成的根本原因。球墨鑄鐵的成分在共晶點(diǎn)附近,凝固斷面上液-固兩相區(qū)寬,當(dāng)包圍石墨的奧氏體臨近接觸時(shí),尚未凝固的液態(tài)金屬被分割成一個(gè)個(gè)不連續(xù)的熔池,失去了補(bǔ)縮通道,呈現(xiàn)出糊狀狀態(tài)。糊狀凝固是球墨鑄鐵的固有屬性。
球墨鑄鐵共晶凝固時(shí)間長的原因是共晶凝固方式為非共生共長方式。當(dāng)石墨長大進(jìn)入共晶階段后,奧氏體殼已經(jīng)形成,碳原子由鐵液通過固態(tài)的奧氏體殼擴(kuò)散到石墨球上,同時(shí)鐵原子從石墨-奧氏體界面處擴(kuò)散出去,這一過程比碳原子在鐵液中的擴(kuò)散速度要慢得多。因此球墨鑄鐵的共晶凝固時(shí)間較長。球墨鑄鐵的導(dǎo)熱系數(shù)比灰鑄鐵小20%~40%,散熱慢,所以球墨鑄鐵的凝固時(shí)間要比灰鑄鐵長。
由于石墨比容大于鐵的比容,石墨析出時(shí)會(huì)引起體積膨脹。石墨球在奧氏體殼包圍下生長,奧氏體殼相互接觸后,石墨長大引起的體積膨脹受到阻礙,產(chǎn)生膨脹壓力。由于鐵液的孕育處理,球墨鑄鐵的共晶團(tuán)數(shù)量約為灰鑄鐵的100~200倍。所以球墨鑄鐵的凝固膨脹壓力要比灰鑄鐵大得多。
球墨鑄鐵共晶結(jié)晶時(shí),由于加鎂處理的結(jié)果,石墨球核心在液相中長到尺寸時(shí),即被奧氏體包圍,由于奧氏體外殼阻礙碳原子自熔液向石墨球擴(kuò)散而使石墨球生長速度減慢,共晶反應(yīng)除了靠已有共晶團(tuán)長大完成外,還靠新的晶核析出和長大完成,因而共晶轉(zhuǎn)變在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,導(dǎo)致鑄件在很寬斷面上固、液兩相共存,呈糊狀凝固。由于球墨鑄鐵呈糊狀凝固,使得球墨鑄鐵件在澆注后,外殼長時(shí)間內(nèi)剛度不夠,共晶團(tuán)接觸后產(chǎn)生的凝固膨脹力在使奧氏體枝晶間隙增大同時(shí)也使不很結(jié)實(shí)的鑄件外殼向外脹大,從而使鑄件凝固部分得不到足夠液態(tài)金屬的補(bǔ)縮,形成縮松。