鑄造基本知識(shí)

鑄造基本知識(shí)

教育訓(xùn)練教材.A各化學(xué)元素的作用及控制范圍。1．碳硅碳硅比(碳當(dāng)量)灰鑄鐵的含碳量大多在2.6%-3.6%，含硅量在1.2%-3.0%，碳硅都是強(qiáng)烈的促進(jìn)石墨化的元素?？捎锰籍?dāng)量CE(CE%=C%+1/3(P+SI)%)來說明他們對(duì)灰鑄鐵金相組織和力學(xué)性能的影響。提高CE值促進(jìn)石墨片變粗，數(shù)量增加，強(qiáng)度和硬度下降。降低CE值可減少石墨，細(xì)化石墨，但回導(dǎo)致鑄造性能降低，鑄件斷面敏感性增大，鑄件應(yīng)力增大，硬度上升，加工困難。=1CE值較低時(shí)，適當(dāng)提高SIC。強(qiáng)度性能會(huì)有所提高，但要注意縮松傾向增加和鐵素體減少。=1CE值提高時(shí)，提高CSI反使強(qiáng)度下降但沒有減少反白口的傾向。球鐵中碳促進(jìn)石墨化，減少白口，既減少滲碳體珠光體，增加鐵素體，降低硬度，改善加工性能。2.錳和硫普通灰鑄鐵的猛含量在0.4%-1.2%,硫含量在0.02%-0.15%o猛和硫都是穩(wěn)定碳化物，阻礙石墨化的元素，只要防止鐵水氧化，正確使用孕育劑防白口的能力，猛量增加不僅增加并能細(xì)化珠光體。為確保孕育劑的孕育效果，灰鑄鐵硫含量一般不低于0.05%-0.06%,硫與鎂稀土親和力很強(qiáng)，由于硫的消耗作用使有效的殘留球化元素含量過低則降低球化率。硫還促進(jìn)形成夾渣，皮下氣孔。3.磷灰鐵鑄件的含磷量一般小于0.20%,磷可提高灰鑄鐵的耐磨性和硬度，隨著磷的提高，韌性和致密性降低，磷量高往往是鑄件冷裂的原因。磷可促進(jìn)白口化元素增加,4?銘(CR)鋸能強(qiáng)烈形成碳化物，穩(wěn)定珠光體，降低韌性塑性，提高強(qiáng)度硬度。5?鋁強(qiáng)烈形成碳化物，穩(wěn)定并細(xì)化珠光體。6?鈦TI<0.2%能促進(jìn)石墨化，稀土含量不足以抑制鈦的反球化作用時(shí)，能降低球化率,嚴(yán)重降低力學(xué)性能。7?錫穩(wěn)定珠光體并增加珠光體強(qiáng)度，錫阻礙球化，不得超過0?1?％。8.W微量銖可細(xì)化石墨，改善石墨形態(tài)，抑制厚大斷面出現(xiàn)碎快石墨。強(qiáng)烈穩(wěn)定珠光體，少量SB與MN復(fù)合添加可改善鑄態(tài)強(qiáng)度。B.基體組織在鑄鐵中的作用1?鐵素體改善韌性塑性，降低強(qiáng)度硬度，降低耐磨性，加工性良好。2.珠光體提高強(qiáng)度硬度，彌散度越高，力學(xué)性能就越好，韌性降低。3?滲碳體提高硬度，惡化鋼性塑性，容易引起脆性,對(duì)強(qiáng)度也有不良影響，呈分散狀時(shí)提高鑄件耐磨性。二...球化劑接種劑成分作用加入方法造成不良現(xiàn)象及檢測(cè)方法.1.成分球化劑:在使鑄鐵中的石墨結(jié)晶成為球狀而加入鐵水中的添加劑叫球化劑，主要成分是稀土鎂鈣。有良好的干擾脫硫,抗球化衰退,提高石墨圓整度，RE:1.5%-2.5%SI:40%-50%CA:2.0%-2.5%AL:<1.2%MG:4.5#4.5%-5.0%5.5#5.5%-6.0%接種劑:澆注階段，將少量的材料加入溶融金屬，促使形成結(jié)晶核心，一改善金屬組織和物理力學(xué)性能的方法叫孕育劑。（材料指孕育劑）接種劑促進(jìn)并細(xì)化珠光體的形成,促進(jìn)石墨化,減少白口傾向,改善斷面均勻性,控制石.墨

形態(tài),減少共晶石墨和共鐵素體的形成,以獲得中等大小的A形石墨SI:70%-75%BA:0.5%1.5% CA:1.0%-3.0%鐵水倒入方向覆蓋劑接種劑球化劑2球化劑1注意事項(xiàng):

a..所有物料要干燥,無污染b鐵水不能直接倒入球化室里c保證覆蓋劑能把球化劑和接種劑全部蓋上,d球化劑1為5.5球化劑,球化劑2為4.5球化劑.造成的不良現(xiàn)象和檢測(cè)方法球化劑?？垢蓴_元素能力差，易形成夾渣縮松，皮下氣孔的傾向加大。提高石墨圓整度，防止球化衰退。檢測(cè)方法：爐前三角試樣檢查：鐵水倒入試樣砂型中，全部凝固后取出，表面呈暗灰色，中，全部凝固后取出，表面呈暗灰色，底面朝下放如水中冷卻，打斷后觀察斷口。爐前快速金相檢測(cè)：球化孕育拔渣取樣凝固后做金相，在放大100倍顯微鏡下觀察，但爐前金相檢測(cè)，由于試樣冷過快，石墨小，可以放大200倍進(jìn)行觀察，球化級(jí)別應(yīng)高于鑄件的球化級(jí)別。超聲波聲速法：超聲波在鑄件中的傳播速度隨球化率的提高而加快，由此可判斷球化率。接種劑接種劑能游歷滲碳體的消除，提高球化等級(jí)，提高單位面積上石墨數(shù)量。檢測(cè)方法：控制孕育工藝質(zhì)量的手段，通過爐前試樣的斷口的白口寬度，縮松程度可以間接對(duì)孕育效果作出評(píng)定。三.音速檢測(cè)方法儀器使用方法.檢測(cè)方法。將音素試棒砂型兩部分接觸并磨平,對(duì)接整齊,固定用專用卡具.卡尺調(diào)零，打開開關(guān)ON,卡尺兩腳用均力并緊,按ZERO清零,因素儀打開按MODE使屏幕上顯示PRBO,將甘油涂于測(cè)頭上,與實(shí)驗(yàn)機(jī)金屬片連接,顯示PRBO消失時(shí)，調(diào)整歸零.用卡尺測(cè)出試棒平行面被測(cè)位置的尺寸,按下VEL/THK轉(zhuǎn)化鍵,使光標(biāo)顯示在THK位置,按t/!鍵顯示所測(cè)試棒的尺寸,在按VEL/THK鍵,使光標(biāo)顯示在VEL位置.將甘油涂于試棒被測(cè)位置上,將測(cè)頭輕輕壓緊在被測(cè)點(diǎn)上,屏幕上即顯示出音素值.儀器使用方法：實(shí)際操作四.鑄造常見不良現(xiàn)象形成原因及解決方法.典型鑄造缺陷及其防止A球化不良和球化衰退缺陷特征宏觀特征鑄件斷口為銀灰色上分布芝麻狀黑色斑點(diǎn),其數(shù)量多、直徑大，表明程度嚴(yán)重。全部呈暗灰色粗晶粒，表明完全不球化。金相組織集中分布大量厚片狀石墨，其數(shù)量越多，面積率增加，表明程度越嚴(yán)重。完全不球化者呈片狀石墨球化不良原因及防止措施原鐵液含硫高、嚴(yán)重氧化的爐料中含有過量反球化元素；處理后鐵液殘留鎂和稀土量過

低。鐵液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。選用低硫焦炭、低硫金屬爐料，必要進(jìn)行脫硫處理；廢鋼除銹，檢控制爐料急球化元素成分，必要時(shí)增加球化劑中稀土元素用量，嚴(yán)格控制球化工藝，防止球化處理失敗球化衰退原因和防止措施高硫低溫氧化嚴(yán)重的鐵液經(jīng)球化處理后形成的硫化物氧化物夾渣未充分上浮，體液覆蓋不好，空氣中的氧通過渣層直接進(jìn)入鐵i=i是增加球化衰退的重要原因。鐵液在運(yùn)輸是增加球化衰退的重要原因。鐵液在運(yùn)輸?shù)拱鼣嚢柽^程中鎂聚集上浮逸出出被氧化，使有效殘留球化元素減少造成球化衰退。B縮松和縮孔特征和產(chǎn)生原因縮孔：面積大而集中，形狀不規(guī)則，表面粗糙?？s松：細(xì)小而分散，長(zhǎng)分布在集中性縮孔的下方。球狀石墨在鐵液中析出，經(jīng)球化處理后球

狀石墨就會(huì)立即在鐵水中析出，并隨著溫度的降低，鐵水中的石墨球逐漸長(zhǎng)大，石墨析出和長(zhǎng)大的過程，伴隨有液態(tài)金屬的膨脹。2.型壁移動(dòng)，在共晶凝固期間，2.型壁移動(dòng)，在共晶凝固期間，由于粥樣凝固決定了逐漸表面的凝固層很薄，一致不能建立起足夠強(qiáng)硬的凝固外殼，=1以抑制共晶凝固期間產(chǎn)生的石墨膨脹，致使鑄型內(nèi)壁向外移動(dòng)，在鑄型鋼度不夠的情況下，是鑄型尺寸增大，由此導(dǎo)致縮松和縮孔的體積進(jìn)一步增。防止措施：=1=11鐵液成分碳硅錳稀土鎂含量必須適當(dāng)，含碳量高，可是縮松和縮孔的傾向減小，過高會(huì)產(chǎn)生石墨漂浮對(duì)于壁薄件來說，碳硅含量低時(shí)，易產(chǎn)生游歷碳化物，對(duì)于壁厚件，可采用較低碳量，適當(dāng)增加硅量，錳易形成=1碳化物，容易形成縮松和縮孔，為此應(yīng)適當(dāng)降低錳含量2..澆注溫度為防止縮松和縮孔，就要使液態(tài)收拾量減小。澆注溫度低是有利的，但對(duì)壁薄件來說，容易出現(xiàn)碳化物，此時(shí)，采用

Ill冒口補(bǔ)縮卻難以發(fā)揮作用，因此，適宜的澆注溫度還取決于鑄件結(jié)構(gòu)和鑄件薄厚。Ill澆注系統(tǒng)采用順序凝固方式，對(duì)于鑄件冒口冒口徑，內(nèi)澆道和橫澆道的設(shè)計(jì)與安放以及外冷鐵的設(shè)置和在必要時(shí)采用金屬型等，均能防止縮松和縮孔。C皮下氣孔=1鑄件皮下2-3MM處均勻或蜂窩分布的球形，有圓球壯或針孔壯內(nèi)壁光滑空洞。形成原因含鎂鐵水表面張力大，形成氧化膜，阻礙析出氣體和侵入氣體排出，滯留與皮下形成。氣體主要從降溫過程中鎂水析出鎂蒸汽，在沖型過程中鎂水翻滾促其上升。鐵水中的鎂與鑄型水分反應(yīng)，鎂使活性增大的鎂與水反應(yīng)。=1防止措施澆注溫度不得低于1300°C,殘留鎂高時(shí)應(yīng)提高澆注溫度。采用開放式或多流道,使鐵水平穩(wěn)流入,避免在型腔內(nèi)翻滾,避免鐵液中有鉛,球化處理后拔渣,提高

鑄型的透氣性。D夾渣分布于型芯的下方，鑄件死角，斷面呈暗灰色，無光澤，深淺不一的夾雜物。形成原因球化反應(yīng)時(shí)MGRE與0S反應(yīng)形成夾渣。鐵水溫度低時(shí)，稀渣劑效果不好，渣上浮不充分，拔渣不清。防止措施形成一次渣是原湯S高，氧化嚴(yán)重，預(yù)防措施就是降低硫氧含量，提高溫度。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)使沖型平穩(wěn)，把出現(xiàn)夾渣部位安排排渣口。放過濾片，防止一次渣流入。E反白口出現(xiàn)在鑄件熱節(jié)中心，斷面為白亮塊，有時(shí)界限分不清，呈方向性白亮針，常伴有縮松。形成原因后凝固的熱節(jié)中心偏析富積鎂錳鉻后凝固的熱節(jié)中心偏析富積鎂錳鉻等白口化元素，石墨化元素硅因偏析，增大該區(qū)殘余鐵液過冷，鐵液中CRTE或稀土殘留量過高。防止措施控制球墨鑄鐵中的SIMN含量不要過高,在保證球化條件下盡量減少殘留鎂和稀土量,必要時(shí)使用低稀土球化劑,防止?fàn)t料混入鉻等強(qiáng)烈白口元素。在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí),盡量消除鑄件個(gè)部位冷卻速度的差別太大,厚大部位采用冷鐵工藝。在熔煉工藝方面,要防止低焦過低和送風(fēng)量過大,由此回導(dǎo)致元素?zé)龘p嚴(yán)重和鐵液中FEO含量過高。F石墨漂浮常出現(xiàn)在鑄件的上面,砂芯下面或鑄件最后凝固處,呈密集的黑斑。形成原因碳當(dāng)量過高,厚壁鑄件凝固緩慢為石墨上浮造成了時(shí)間條件,加劇了石墨漂浮。高溫澆注延長(zhǎng)了鐵液在型內(nèi)保持液態(tài)的時(shí)間,增加石墨漂浮。改善措施適當(dāng)使用廢鋼,含硅較低的生鐵與回爐料搭配使用，控制殘留稀土不可過高，控制澆溫適當(dāng)。局部放置冷鐵可以防止該部位產(chǎn)生石墨漂浮。外觀不良形成原因及改善措施1.冷隔現(xiàn)象：鑄件主體不完整的位置多呈現(xiàn)冷硬的圓弧面，外觀較為光潔。成因：①鐵水澆注不足或澆注溫度太低；②模型設(shè)計(jì)中，入水口太??；③澆注鐵水之壓力不足。改善：連續(xù)澆注，控制適當(dāng)澆注溫度，加大入水，適當(dāng)加大澆注鐵水壓力2.砂（渣）眼現(xiàn)象：在鑄件表面上出現(xiàn)分布不均勻的小空洞，通常呈現(xiàn)不規(guī)整，深淺不一且內(nèi)部較不光潔，無冷口現(xiàn)象。成因：①鐵水不干凈，

澆注時(shí)夾渣混入；②鑄型中殘余小砂粒隨鐵水沖入鑄件型腔；③合模時(shí)，鑄型之間或鑄型與砂芯之間互相擠壓造成少量砂粒脫落；④型砂指標(biāo)性能不良（如水分低，穩(wěn)定性不夠等）。改善：注意鐵水拔渣干凈，防止散砂進(jìn)入型腔，注意型砂配比，水分穩(wěn)定性不要過低。3.掉砂現(xiàn)象：鑄件洗砂后，出現(xiàn)少量鑄件多肉，面積大小不一。成因：①造型壓力不夠;②鑄型濕度不良等。壓力等。壓力改善：鑄型強(qiáng)度，造型粘板現(xiàn)象：鑄件洗砂后，出現(xiàn)大量之多肉，且同一模具位置較為一致，

多在拐角不易起模處。成因：①造型時(shí)，模板未預(yù)熱，分型液不良（或不適量）等；②模型拔模斜度不良；③鑄砂穩(wěn)定度不夠。改善：避免摸板生銹，適量離型液，拔摸斜度，型砂性能。押入現(xiàn)象：鑄件表面處呈現(xiàn)落沉現(xiàn)象，邊緣明顯。成因：①合模壓力過大,造成鑄型破裂，裂成的表面移動(dòng)；②造魔之參數(shù)選定不良；物重壓鑄型（鐵水尚未凝固）；或芯頭與型腔配合不好。改善物重壓鑄型（鐵水尚未凝固）；或芯頭與型腔配合不好。改善③澆注后不良異④砂芯位置跑偏造型參數(shù)設(shè)定合理，MASK與型腔配合。6.位出現(xiàn)不吻合6.位出現(xiàn)不吻合置不統(tǒng)一；錯(cuò)（模）型現(xiàn)象：鑄件之分型部或上下或左右移動(dòng)。①正反板模型位成因①正反板模型位②機(jī)器跑偏；③砂型跑偏。（DISA漏鐵水時(shí)常見）校正DISA校正DISA，注意夾板和底版7.意夾板和底版7.粘砂現(xiàn)象：鑄件表面參差不齊粗糙。成因：①鑄砂性能不良;②離型液的噴灑不良；③模板溫度低于型砂溫度。改善：型砂性能，適當(dāng)?shù)碾x型液，摸板未預(yù)熱。的離型液，氣孔現(xiàn)象：鑄件表面呈現(xiàn)數(shù)量不等的小孔洞，比砂眼小且深。成因：①型砂的透氣性不好；②鐵水與型腔之間的化學(xué)反應(yīng)改善：注意澆注溫度，提高鑄型透氣性，型砂水分。縮孔現(xiàn)象：鑄件不完整，出現(xiàn)深淺不一的大的孔洞或凹坑，表面呈冷口現(xiàn)象。成因：①材質(zhì)不良；②方案設(shè)計(jì)不合理；③澆注溫度過高過低。改善：增加適量的碳，澆溫不要過高，提高鑄型強(qiáng)度，合理的方案。打聯(lián)（打裂）現(xiàn)象：鑄件表面的人為傷痕。成因：①方案設(shè)計(jì)不合理；②砸冒口的方式不當(dāng)；③鑄件之間的相互撞擊。改善：方案的合理性，祛除流路口方式，鑄件本身碰撞造成。五．熱分析儀使用原理。鑄鐵在冷卻過程中，隨著熱量的釋放和吸收，根據(jù)冷卻曲線臨界點(diǎn)的溫度和與鑄鐵成分，相組成等之間的關(guān)系間接判斷鑄鐵成分，組織和力學(xué)性能，這就是熱分析法技術(shù)。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)由一次感受元件和二次儀表兩部分組成。一次感受元件就是取樣裝置，包括取樣器測(cè)試杯樣和測(cè)溫?zé)犭娕?。二次儀表包括動(dòng)態(tài)函數(shù)記錄儀數(shù)據(jù)處理結(jié)果輸出風(fēng)裝置，兩部分之間由傳輸導(dǎo)線連接，鐵液澆入樣杯后，由二次儀表描繪凝固過程的溫度時(shí)間曲線，通過數(shù)據(jù)處理最后顯示出測(cè)試結(jié)果。六．熱電偶測(cè)溫槍使用原理成分（材料）。由兩種不同的金屬絲組成