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铸造关于电炉灰铸铁增硫问题
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关于电炉灰铸铁增硫问题
除了具有熔化温度高的优势外,却有不少缺点,主要有三个方面的问题:
一是铁水过冷倾向较大,极易产生影响材料机械性能的d、e型石墨;
二是铁水纯净,异质结晶核心较少,导致孕育效果差,在同等成分条件下,铸件强度偏低铁质偏硬;
三是收缩倾向较大,在高牌号灰铸铁中锰含量较高时,容易产生显微缩孔、缩松。
针对上述问题,应对的措施是:
1、在熔化后期增加一个高温保持时间,尽可能使各种炉料熔化的铁水晶粒均匀,尤其是细化石墨;
2、适量增加外来异质核心(如硫化物),强化孕育效果,促进a型石墨的形成;
3、控制高牌号灰铸铁的硫、锰含量及其比例,控制回炉料比例,达到合适成分。
这些措施,对不同结构的铸件产品是有差别的,需在实践中掌握。
化学成分分析的结果,对一般的薄壁ht300铸件来说似乎是正常的,然而对于液压阀铸件(壁较厚)却出了问题。此缺陷成因:初步判断是铁水中mns的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松、缩裂,也就是说铁水中的s、mn含量超出铸件所适应的范围(对不同铸件其成分量有差别)。
由于在熔炼中加入了一定量的增s剂,铁水中的s、mn含量积累达到一定程度,就会导致铁水含s量超出铸件自身正常凝固结晶的要求,从而产生此类缺陷。对策:停止加入增s剂,调整mn的含量,浑源树脂沙,保证ht300灰铁的五元素的正常含量,调整后,缺陷全部消除。
在电炉灰铁铁水中通过加入增s剂形成一定量的mns,作为异质核心,提高孕育效果,这从理论来说是正确的,但是近年来大多数文献资料所说,电炉高牌号灰铁的含s量需控制在0.05-0.10%比较合适,然而许多工厂的实践证明,当含mn量在1%左右时,若铸件成分分析含s量超过0.05%,铸件就开始产生缩孔缺陷,当含s量超过0.07%时就会发生批量缩孔,这种现象如何解释呢?
灰铸铁中的s有两种存在形式,一种是单质,另一种是化合状态的mns,灰铁中起结晶核心作用的硫,主要是化合状态的mns,我们现在的化验手段(无论是化学分析还是光谱分析),都只能分析出铸件和铁水中单质状态的s,而以化合状态(mns)存在的s是化验不出来的。当单质s含量超过0.05%时,化合态的s含量就比较高了,此时的铁水中: mno+fes=mns+feo,feo+c=fe+co,或2feo+c=2fe+co2
这时铁水在凝固过程中就在析出co或co2的同时产生部分棕色的mns粉沫,形成铁渣反应气缩孔。只要具备一定的条件,这种气缩孔,不仅在电炉铁水也在冲天炉铁水中发生。其实我们在电炉熔化过程中,已经增加了一部分硫,这些硫来自于:
1、由回炉的浇注系统带来,浇注系统中的硫磷含量远高于铸件中的含量;
2、生铁中的硫,一般生铁中的硫含量是不高的,而我们购买的普通生铁上面都携带不同程度的炉渣(拉圾),我们是不会化验的,但这些拉圾却含有较高的硫磷,会带入炉内;
3、废钢和生铁等炉料的铁锈,氧化铁含量较高,进入铁水中会增加硫的吸收率。在这样的情况下,树脂沙供货商,如果我们再补加硫化铁来增s,就过分了。实际生产高牌号灰铸铁件时,铁水中的单质s控制在0.03-0.05%之间为妥。
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铸造过程中的注意事项
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铸件和模样设计
(1)因铸件截面厚薄不均造成金属流间断,在某些铸件设计中,薄截面位于金属液难以达到的部位,很难恰当地设置浇注系统。在可能的情况下,应对这类设计进行修改,当无法更改设计时,则需采用相当复杂的浇注系统,以避免产生这类缺陷。
(2)铸件截面相对过薄,这种设计没能考虑到金属流动和凝固的规律。如果设计者不能加厚这一截面的话,惟一的补救办法是提高金属的浇注温度,或者修改金属的化学成分,以改善其流动性。还有一个较好的弥补办法是采用不会产生急冷的铸型(型芯),厂家直销的树脂沙,但这会使生产成本增加,因此在可能的情况下应更改设计。
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避免自由液面上产生湍流夹杂这就要求避免前端自由液面(弯月面)流速过高。对于大部分金属来说,***1大流速控制在0.5m/s。对于封闭式浇注系统或薄壁件,***1大流速会适当增加。这个要求也意味着金属液的下落高度不能超过“静滴”高度的临界值。
避免金属液中表面凝壳的层流夹杂这就要求在整个充型过程,不要出现任何金属液流的前端提前停止流动。充型前期的金属液弯月面必须保持可运动状态,不受表面凝壳增厚的影响,而这些凝壳会成为铸件一部分。要想获得这种效果,树脂沙价格,金属液前端可以设计成连续扩展的。实际中,只有底注“上坡”能实现连续不断的上升过程。(如重力铸造中,从直浇道底部开始向上1流)。这就意味着:底注式浇注系统;不要有“下坡”形式的金属液落下或滑落;不要出现大面积的水平流动;不要出现由于倾倒或瀑布式流动而产生金属液前端流动停止。
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