球墨鑄鐵件是通過球化和孕育處理得到球狀石墨,球墨鑄鐵以其優(yōu)良的性能,在使用中有時(shí)可以代替鑄鋼和鍛鋼,在機(jī)械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。球墨鑄鐵件具有中高等強(qiáng)度、中等韌性和塑性,綜合性能較高,耐磨性和減振性良好,鑄造工藝性能良好等特點(diǎn),能通過各種熱處理改變其性能。
球墨鑄鐵件出現(xiàn)縮孔縮松現(xiàn)象的影響因素
(1)碳當(dāng)量:提高碳量,增大了石墨化膨脹,可減少縮孔縮松。此外,提高碳當(dāng)量還可提高球鐵的流動(dòng)性,有利于補(bǔ)縮。在提高碳當(dāng)量時(shí),不應(yīng)使鑄件產(chǎn)生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷:鐵液中含磷量偏高,使凝固范圍擴(kuò)大,同時(shí)低熔點(diǎn)磷共晶在凝固時(shí)得不到補(bǔ)給,以及使鑄件外殼變?nèi)?,因此有增大縮孔、縮松產(chǎn)生的傾向。一般工廠控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和鎂:稀土殘余量過高會(huì)惡化石墨形狀,降低球化率,因此稀土含量不宜太高。而鎂又是一個(gè)強(qiáng)烈穩(wěn)定碳化物的元素,阻礙石墨化。由此可見,殘余鎂量及殘余稀土量會(huì)增加球鐵的白口傾向,使石墨膨脹減小,故當(dāng)它們的含量較高時(shí),亦會(huì)增加縮孔、縮松傾向。
(4)壁厚:當(dāng)鑄件表面形成硬殼以后,內(nèi)部的金屬液溫度越高,液態(tài)收縮就越大,則縮孔、縮松的容積不僅絕對值增加,其相對值也增加。另外,若壁厚變化太突然,孤立的厚斷面得不到補(bǔ)縮,使產(chǎn)生縮孔縮松傾向增大。
(5)溫度:澆注溫度高,有利于補(bǔ)縮,但太高會(huì)增加液態(tài)收縮量,對消除縮孔、縮松不利,所以應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇澆注溫度,一般以1300~1350℃為宜。
(6)砂型的緊實(shí)度:若砂型的緊實(shí)度太低或不均勻,以致澆注后在金屬靜壓力或膨脹力的作用下,產(chǎn)生型腔擴(kuò)大的現(xiàn)象,致使原來的金屬不夠補(bǔ)縮而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔縮松。
(7)澆冒口及冷鐵:若澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵設(shè)置不當(dāng),不能保證金屬液順序凝固;另外,冒口的數(shù)量、大小以及與鑄件的連接當(dāng)否,將影響冒口的補(bǔ)縮效果。
防止球墨鑄鐵件出現(xiàn)縮孔縮松現(xiàn)象的處理措施
(1)控制鐵液成分:保持較高的碳當(dāng)量(>3 9%);盡量降低磷含量(<0 08%);降低殘留鎂量(<0 07%);采用稀土鎂合金來處理,稀土氧化物殘余量控制在0 02%~0 04%。
(2)工藝設(shè)計(jì)要確保鑄件在凝固中能從冒口不斷地補(bǔ)充高溫金屬液,冒口的尺寸和數(shù)量要適當(dāng),力求做到順序凝固。
(3)必要時(shí)采用冷鐵與補(bǔ)貼來改變鑄件的溫度分布,以利于順序凝固。
(4)澆注溫度應(yīng)在1300~1350℃,一包鐵液的澆注時(shí)間不應(yīng)超過25min,以免產(chǎn)生球化衰退。
(5)提高砂型的緊實(shí)度,一般不低于90;撞砂均勻,含水率不宜過高,保證鑄型有足夠的剛度。