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同于結(jié)構(gòu)特征或拔模斜度小,起模時將砂型帶壞或震裂;緊實度不勻,鑄型局部強(qiáng)度不足;合箱、搬運(yùn)鑄型時,不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止:模樣拔模斜度要、表面光潔;鑄型緊實度高且均勻;合箱、搬運(yùn)中,操作小心。9.錯型(錯箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯開,發(fā)生相對位移,使鑄件外形與圖紙不相符合。產(chǎn)生原因:模樣制作不良,上下模沒有對準(zhǔn)或模樣變形;砂箱或模板定位不準(zhǔn)確,或定位銷松動;造型機(jī)上零件磨損,例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等;澆注時用的套箱變形,搬運(yùn)、圍箱時不注意,使上下鑄型發(fā)生位移。防止:加強(qiáng)模板的檢查和修理;經(jīng)常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝;檢查造型機(jī)的有關(guān)零。鑄件在凝固和冷卻中,由于收縮受阻,各部位冷卻速度不同以及組織轉(zhuǎn)變引起 體積變化等原因,不可避免的會在鑄件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件內(nèi)應(yīng)力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報廢。修改冒口和冒口頸尺寸,做出冒口頸敲斷面,正確打澆冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一種鑄件表面缺陷,為鑄件表面粘附著難以的砂粒;如鑄件經(jīng)砂粒后出現(xiàn)凹凸不平的不光滑表面,稱表面粗糙。產(chǎn)生原因:砂粒太粗、砂型緊實度不夠;型砂中水分太高,使型砂不易緊實;澆注速度太快、壓力過大、溫度過高;型砂中煤粉太少;模板烘溫過高,表面型砂干枯;或模板烘溫過低,型砂粘附在模板上。防止:在透氣性足夠的情況下,使用較細(xì)原砂,并適當(dāng)型砂緊實度;保證型砂中的有效煤粉含量;嚴(yán)格控制砂水分;改進(jìn)澆注,改進(jìn)澆注操作、澆注溫度;控制模板烘烤溫度,一般與型砂溫度相等或略高。5.砂眼在鑄件內(nèi)部或表面充塞有型砂的孔。因此,對于有較大鑄造殘留應(yīng)力的鑄件,尤其是形狀復(fù)雜的大型鑄件,應(yīng)在機(jī)械加工 前進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力處理。鑄件在焊補(bǔ)時也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,因此,焊補(bǔ)后的鑄件也應(yīng)進(jìn)行 內(nèi)應(yīng)力處理。缺點及局限性:鑄件尺寸不能太大工藝復(fù)雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形中,工藝復(fù)雜,鑄件成本也很高,但是如果產(chǎn)品選擇得當(dāng),零件設(shè)計合理,高昂的鑄造成本由于切削加工、裝配和節(jié)約金屬材料等方面而補(bǔ)償,則熔模鑄造具有良好的經(jīng)濟(jì)性。3.壓鑄壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型,金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。壓力鑄造a)合型澆注b)壓射c)開型頂件冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內(nèi),然后壓射沖頭前進(jìn),將金屬液型腔。在熱室壓鑄工藝中,壓室垂直于坩堝內(nèi),金屬液通過壓室上的進(jìn)料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運(yùn)。

北京16Cr25Ni20Si2鑄鋼件網(wǎng)帶常采用的鑄件內(nèi)應(yīng)力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上,一般放置6-18個月,好經(jīng)過夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機(jī)架等一般采用這種時效鑄件的內(nèi)腔既可用金屬芯、也可用砂芯。金屬型的結(jié)構(gòu)有多種,如水平分型、重直分型及復(fù)合分型。其中垂直分型便于開設(shè)內(nèi)澆口和取出鑄件;水平分型多用來生產(chǎn)薄壁輪狀鑄件;復(fù)合分型的上半型是由垂直分型的兩半型采用鉸鏈連結(jié)而成,下半型為固定不動的水平底板,主要應(yīng)用于較復(fù)雜鑄件的鑄造。金屬型鑄造型的工藝特點:金屬型的導(dǎo)熱速度快和無退讓性,使鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。此外,金屬型反復(fù)經(jīng)受金屬液的沖刷,會使用壽命,為此應(yīng)采用以下工藝措施。預(yù)熱金屬型:澆注前預(yù)熱金屬型,可減緩鑄型的冷卻能力,有利于金屬液的充型及鑄鐵的石墨化。生產(chǎn)鑄鐵件,金屬型預(yù)熱至250~350℃;生產(chǎn)有色金屬件預(yù)熱至100~250。。自然時效鑄件尺寸的效果比人工時效好,但周 期長,因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時效來內(nèi)應(yīng)力。人工時效通 常指對鑄件進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內(nèi)應(yīng)力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內(nèi) 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動時效作為一種鑄件內(nèi)應(yīng)力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內(nèi)應(yīng)力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來越受到。毛坯的的成形工藝,應(yīng)用:汽車的發(fā)動機(jī)氣缸體,氣缸蓋,曲軸等鑄件(2)熔模鑄造(investmentcasting)熔模鑄造:通常是指在易熔材料制成模樣。在模樣表面若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化型殼,從而無分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案,常稱為[失蠟鑄造",熔模鑄造工藝流程工藝特點優(yōu)點:尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復(fù)雜的鑄件。且鑄造的合金不受,缺點:工序繁雜,費(fèi)用較高應(yīng)用:適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜,精度要求高,或很難進(jìn)行其它加工的小型零件,如渦輪發(fā)動機(jī)的葉片等,(3)壓力鑄造(casting)壓鑄:是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型。
它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式,鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力,并在壓力下成型和凝固而鑄件的,低壓鑄造在低壓氣體作用下使液態(tài)金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造,低壓鑄造初主要用于鋁合金鑄件的生產(chǎn)。以后進(jìn)一步擴(kuò)展用途,生產(chǎn)熔點高的銅鑄件,鐵鑄件和鋼鑄件,離心鑄造是將金屬注入高速的鑄型內(nèi),使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和,離心鑄造所用的鑄型,根據(jù)鑄件形狀,尺寸和生產(chǎn)批量不同。可選用非金屬型(如砂型,殼型或熔模殼型),金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型,消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。白口鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力退火合金元素含量高的高合金白口鑄鐵,尤其是高硅鑄鐵和高鉻鑄鐵,由于熱導(dǎo)率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應(yīng)力,如不及時退火予以,極易在放 置、運(yùn)輸、加工和使用中自行開裂,所以必須進(jìn)行人工時效。生產(chǎn)效率,應(yīng)用:用連續(xù)鑄造法可以澆注鋼。銅合金,鋁合金,鎂合金等斷面形狀不變的長鑄件,壓鑄(壓鑄是一種壓力鑄造的簡稱)是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具腔對融化的金屬施加高壓,模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,這個有些類似注塑成型。砂型鑄造就是用砂子制造鑄模,俗稱翻砂,砂型鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣),然后在模樣填滿砂子,開箱取出模樣以后砂子形成鑄模,為了在澆鑄金屬之前取出模型,鑄模應(yīng)做成兩個或更多個部分;在鑄模制作中。必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔,合成澆注,鑄模澆注金屬以后保持適當(dāng)時間,一直到金屬凝固,取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個鑄造件制作新。
這個不算什么的要求卻使得產(chǎn)品一下子了一個很大的臺階,本來在鑄鋼件的一些部位存在有少量的氣孔是不會影響到使用效果的。這種情況就好像我們常見的空心結(jié)構(gòu)比實心結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不差一樣,但是我們不要想讓市場要求適應(yīng)我們而是我們?nèi)ミm應(yīng)市場要求,所以解決鑄鋼件的氣孔問題就成了我們現(xiàn)階段迫切需要的了,鑄鋼件生產(chǎn)是一個多工序共同努力才能完成的工作。影響產(chǎn)品的因素是多方面的,造成氣孔產(chǎn)生的原因也是多方面的,為了能夠讓人更好的理解氣孔的產(chǎn)生原因和,需要我們來從各個方面逐一進(jìn)行分析和找出解決的辦法以爭取這類問題的產(chǎn)生,冶煉原材料的控制是一個很重要的環(huán)節(jié)。先說冶煉的原材料,應(yīng)結(jié)合工藝梳理其制造難點和易出現(xiàn)的問。高合金白口鑄鐵的人工時效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復(fù)雜和導(dǎo)熱性極差的鑄件,加熱速度和冷卻速度取下限;一般鑄件的加熱 速度和冷卻速度取上限。保溫時間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實際生產(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規(guī)范。圖6型芯撐未熔合產(chǎn)生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產(chǎn)生原因為鑄件凝固中鋼水中的非金屬夾雜物上浮至鑄件上表面所致,縮松是后凝固部分的殘留金屬由于溫度梯度小而同時凝固。晶粒之間和枝晶之間形成的通道使外部金屬很難通過,而無法給予補(bǔ)縮的結(jié)果,圖9夾砂/砂眼圖10氣孔夾砂/砂眼:型腔未清理干凈或者造型緊實度不夠,澆注中鋼水沖刷型腔所致,氣孔:型腔/型芯產(chǎn)生的氣體或鋼水中的氣體沒有在鑄件凝固前去所致。◆掛舵臂鑄鋼件的無損探傷掛舵臂鑄鋼件在使用中主要受到彎曲應(yīng)力的作用,高應(yīng)力區(qū)域主要出現(xiàn)在外表面和近表面區(qū)域,故產(chǎn)品表層區(qū)域的缺陷對其安全性能影響,也有其明顯的缺點,與粘土砂相比,產(chǎn)生粉塵污染較。

工藝設(shè)計也是一個很重要的環(huán)節(jié),內(nèi)澆口位置的確定對鋼水進(jìn)入型腔是否平穩(wěn)有著很大的影響,設(shè)置不當(dāng)會造成鋼水紊流容易把氣體卷入造成內(nèi)部的氣孔,使其產(chǎn)生塑性變形以具有一定機(jī)械性能,一定形狀和尺寸鍛件的加工。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一,通過鍛造能金屬在冶煉中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,微觀組織結(jié)構(gòu),同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件,相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高,工作條件嚴(yán)峻的重要零件。除形狀較簡單的可用軋制的板材,型材或焊接件外,多采用鍛件,軋制又稱壓延,指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的,如果壓延時,金屬的溫度超過其再結(jié)晶溫度,那么這個被稱為[熱軋。高硅鑄鐵件(ω(C)=0.3%-0.8% , ω(Si)=14.5%、ω(Mn)=0.3%-0.8%、ω(S)≤0.07%、ω(P)≤0.1%)。簡單的中、小鑄件以100℃/h 的加熱速度升溫至 850℃-900℃,保溫1-2h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻;形狀較復(fù)雜的鑄件,應(yīng)在凝固后冷卻至700℃左右時即出型送入已預(yù)熱到該溫度的退火爐中,然后升溫至780-850℃,保溫2-4h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻。所以說在大型鑄件的生產(chǎn)中低溫澆注是必須要遵循的一個原則。大包澆小件的缺點,許多薄壁小鑄件如果澆注速度過快極易形成卷入性氣孔,由于沒有時間從鋼水中就凝固了,像一些氣缸類鑄件出現(xiàn)的氣孔就屬于這種情況,它們是承壓鑄件要經(jīng)過探傷檢驗,這些缺陷的修復(fù)是非常有難度的。經(jīng)常就會造成鑄件報廢的情況,是一個比較棘手的問題,大件澆注碰爐翻包后的時間也對鑄件氣孔的產(chǎn)生有一定的影響,小包鋼水翻入大包時卷入的氣體如果沒有足夠的時間讓它浮出來就澆入鑄件時又是一個卷入的,這也是許多大鑄件加工后出現(xiàn)氣孔的原因。只要生產(chǎn)組織充分考慮的這些影響鑄件的因素,經(jīng)過綜合評估,本次焊補(bǔ)采用局部火焰加熱去除應(yīng)力,焊道處加熱至560℃后保溫時間≥6。
煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂,加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面,防止鑄件產(chǎn)生粘砂,夾砂等缺陷,其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體,防止鐵液被氧化,或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體,使金屬液與鑄型材料之間和囪粒孔隙中的氣體壓力猛增,有效地防止液態(tài)金屬的滲入,3.煤粉受熱軟化,結(jié)焦變成膠質(zhì)體,堵塞或砂粒的孔隙,使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳,它是一種微晶碳或不定型石墨,不被鐵液及其他氧化物,就會形成熱。高鉻鑄鐵件(ω(C)=0.5%-1.0% , ω(Si)=0.5%-1.3%、ω(Mn)=0.5%-0.8%、ω(Cr)=26%-30%、ω(S)≤0.08%、ω(P)≤0.1%)或ω(C)=1.5%-2.2% , ω(Si)=1.3%-1.7%、ω(Mn)=0.5%-0.8%、ω(Cr)=32%-36%、ω(S)≤0.1%、ω(P)≤0.1%),將鑄件加熱至820-850℃鑄件溫度在500℃ 以下時加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時加熱速度為50℃/h保溫,保溫時間 保溫時間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm),然后以25-40℃/h的冷卻速度隨爐冷卻至100-150℃出爐空冷。對黑色合金鑄件,也只限于形狀較簡單的中、小鑄件。5.低壓鑄造低壓鑄造是指使金屬在較低壓力(0.02~0.06MPa)作用下充填鑄型,并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的。低壓鑄造工藝原理圖:1—保溫室2—坩堝3—升液管4—貯氣罐5—鑄型低壓鑄造的工作原理下圖所示。把熔煉好的金屬液倒入保溫坩堝,裝上密封蓋,升液導(dǎo)管使金屬液與鑄型相通,鎖緊鑄型,地向坩堝爐內(nèi)通入干燥的壓縮空氣,金屬液受氣體壓力的作用,由下而上沿著升液管和澆注充滿型腔,并在壓力下結(jié)晶,鑄件成型后撤去坩堝內(nèi)的壓力,升液管內(nèi)的金屬液降回到坩堝內(nèi)金屬液面。開啟鑄型,取出鑄件。低壓鑄造示意圖優(yōu)點:澆注時金屬液的上升速度和結(jié)晶壓力可以調(diào)。

北京16Cr25Ni20Si2鑄鋼件網(wǎng)帶 含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴(yán)重,或重口太小,補(bǔ)縮不好;鑄件在清理、運(yùn)輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi);澆注溫度;合理設(shè)計冒口;鑄件在清理、運(yùn)輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因:小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機(jī)物較多,使?jié)沧r產(chǎn)生大量氣體且不易排。球墨鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力時效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對凝固冷卻速度非常,其鑄件內(nèi)應(yīng)力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對形狀復(fù)雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無特殊 的熱處理要求,一般也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時效處理。球墨鑄鐵件的應(yīng)力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關(guān),其低溫時效回火的工藝要點是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國內(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件,對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時效回火處理。市場上的需求,國內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)能過剩的情況越發(fā)凸顯出來,市場上僅有的一些訂貨除了價格競爭激烈到白刃,對于產(chǎn)品的要求也是更加嚴(yán)格,像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題,而現(xiàn)在卻經(jīng)常會造成產(chǎn)品報費(fèi)的嚴(yán)重后果。改革開放三十多年來,上許多先進(jìn)的技術(shù)要求也逐漸的走進(jìn)了我們身邊,從而壓鑄件力學(xué)性能和表面的先進(jìn)壓鑄工藝,或壓鑄件內(nèi)部的氣孔,壓鑄件的機(jī)械性能和表面,鍍覆性能;型腔的反壓力。可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金,有可能用小機(jī)器壓鑄較大的鑄件;了充填條件,可壓鑄較薄的鑄件;模具密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當(dāng),效果就不是很顯。