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      公司新聞 行業動態

      球墨鑄鐵件的缺陷處理

      2021-12-17

      球鐵是近40年來我國發展起來的重要鑄造金屬材料。由于球狀石墨造成的應力集中小,對基體的割裂作用也較小,故球鐵的抗拉強度,塑性和韌性均高于其他鑄鐵。與相應組織的鋼相比,塑性低于鋼,疲勞強度接近一般中碳鋼,屈強比可達0.7~0.8,幾乎是一般碳鋼的2倍,而成本比鋼低,因此其應用日趨廣泛。


      當然,球鐵也不是十全十美的,它除了會產生一般的鑄造缺陷外,還會產生一些特有的缺陷,如縮松、夾渣、皮下氣孔、球化不良及衰退等。這些缺陷影響鑄件性能,使鑄件廢品率增高。為了防止這些缺陷的發生,有必要對其進行分析并且精密鑄造,總結出各種影響因素,提出防止措施,才能有效降低缺陷的產生,提高鑄件的力學性能及生產效益。本文將討論球鐵件的主要常見缺陷:縮孔、縮松、夾渣、皮下氣孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。


      1. 縮孔縮松

      1.1 影響因素

      (1) 碳當量:提高碳量,增大了石墨化膨脹,可減少縮孔縮松。此外,提高碳當量還可提高球鐵的流動性,有利于補縮。生產優質鑄件的經驗公式為C%+1/7Si%>3 9%。但提高碳當量時,不應使鑄件產生石墨漂浮等其他缺陷。

      (2) 磷:鐵液中含磷量偏高,使凝固范圍擴大,同時低熔點磷共晶在最后凝固時得不到補給,以及使鑄件外殼變弱,因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。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。而鎂又是一個強烈穩定碳化物的元素,阻礙石墨化。由此可見,殘余鎂量及殘余稀土量會增加球鐵的白口傾向,使石墨膨脹減小,故當它們的含量較高時,亦會增加縮孔、縮松傾向。

      (4) 壁厚:當鑄件表面形成硬殼以后,內部的金屬液溫度越高,液態收縮就越大,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縮,使產生縮孔縮松傾向增大。

      (5) 溫度:澆注溫度高,有利于補縮,但太高會增加液態收縮量,對消除縮孔、縮松不利,所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度,一般以1300~1350℃為宜。

      (6) 砂型的緊實度:若砂型的緊實度太低或不均勻,以致澆注后在金屬靜壓力或膨脹力的作用下,產生型腔擴大的現象,致使原來的金屬不夠補縮而導致鑄件產生縮孔縮松。

      (7) 澆冒口及冷鐵:若澆注系統、冒口和冷鐵設置不當,不能保證金屬液順序凝固;另外,冒口的數量、大小以及與鑄件的連接當否,將影響冒口的補縮效果。

      1.2?防止措施

      (1) 控制鐵液成分:保持較高的碳當量(>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) 工藝設計要確保鑄件在凝固中能從冒口不斷地補充高溫金屬液,冒口的尺寸和數量要適當,力求做到順序凝固。

      (3) 必要時采用冷鐵與補貼來改變鑄件的溫度分布,以利于順序凝固。

      (4) 澆注溫度應在1300~1350℃,一包鐵液的澆注時間不應超過25min,以免產生球化衰退。

      (5) 提高砂型的緊實度,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。

      2. 夾渣

      2 .1 影響因素

      (1) 硅:硅的氧化物也是夾渣的主要組成部分,因此盡可能降低含硅量。

      (2) 硫:鐵液中的硫化物是球鐵件形成夾渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔點比鐵液熔點低,在鐵液凝固過程中,硫化物將從鐵液中析出,增大了鐵液的粘度,使鐵液中的熔渣或金屬氧化物等不易上浮。因而鐵液中硫含量太高時,鑄件易產生夾渣。球墨鑄鐵原鐵液含硫量應控制在0 06%以下,當它在0 09%~0 135%時,鑄鐵夾渣缺陷會急劇增加。

      (3) 稀土和鎂:近年來研究認為夾渣主要是由于鎂、稀土等元素氧化而致,因此殘余鎂和稀土不應太高。

      (4) 澆注溫度:澆注溫度太低時,金屬液內的金屬氧化物等因金屬液的粘度太高,不易上浮至表面而殘留在金屬液內;溫度太高時,金屬液表面的熔渣變得太稀薄,不易自液體表面去除,往往隨金屬液流入型內。而實際生產中,澆注溫度太低是引起夾渣的主要原因之一。此外,澆注溫度的選取還應考慮碳、硅含量的關系。

      (5) 澆注系統:澆注系統設計應合理,具有擋渣功能,使金屬液能平穩地充填鑄型,力求避免飛濺及紊流。

      (6)型砂:若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料,它們可與金屬液中的氧化物合成熔渣,導致夾渣產生;砂型的緊實度不均勻,緊實度低的型壁表面容易被金屬液侵蝕和形成低熔點的化合物,導致鑄件產生夾渣。

      2.2 防止措施

      (1) 控制鐵液成分:盡量降低鐵液中的含硫量(<0 06%),適量加入稀土合金(0 1%~0 2%)以凈化鐵液,盡可能降低含硅量和殘鎂量。

      (2) 熔煉工藝:要盡量提高金屬液的出爐溫度,適宜的鎮靜,以利于非金屬夾雜物的上浮、聚集。扒干凈鐵液表面的渣子,鐵液表面應放覆蓋劑(珍珠巖、草木灰等),防止鐵液氧化。選擇合適的澆注溫度,最好不低于1350℃。

      (3) 澆注系統要使鐵液流動平穩,應設有集渣包和擋渣裝置(如濾渣網等),避免直澆道沖砂。

      (4) 鑄型緊實度應均勻,強度足夠;合箱時應吹凈鑄型中的砂子。

      3. 石墨漂浮

      3. 1 影響因素

      (1) 碳當量:碳當量過高,以致鐵液在高溫時就析出大量石墨。由于石墨的密度比鐵液小,在鎂蒸汽的帶動下,使石墨漂浮到鑄件上部。碳當量越高,石墨漂浮現象越嚴重。應當指出,碳當量太高是產生石墨漂浮的主要原因,但不是唯一原因,鑄件大小、壁厚也是影響石墨漂浮的重要因素。

      (2) 硅:在碳當量不變的條件下,適當降低含硅量,有助于降低產生石墨漂浮的傾向。

      (3) 稀土:稀土含量過少時,碳在鐵液中的溶解度會降低,鐵液將析出大量石墨,加重石墨漂浮。

      (4) 球化溫度與孕育溫度:為了提高鎂及稀土元素的吸收率,國內試驗研究表明,球化處理時最適當的鐵液溫度是1380~1450℃。在此溫度區間,隨著溫度升高,鎂和稀土的吸收率增加。

      (5) 澆注溫度:一般情況下,澆注溫度越高,出現石墨漂浮的傾向越大,這是因為鑄件長時間處于液態有利于石墨的析出。A.P.Druschitz與W.W.Chaput研究發現,若縮短凝固時間,隨著澆注溫度升高,石墨漂浮傾向降低。

      (6) 滯留時間:孕育處理后至澆注完畢之間的停留時間太長,為石墨的析出提供了條件,一般這段時間應控制在10min以內。



      公司簡介
      諸城市開源鑄造有限公司坐落于風箏之都--山東濰坊 ,是一家專業生產中高端碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等材質鑄件的民營企業,屬當地政府招商引資項目。公司占地面積11000m2,現有員工100余人,其中技術研發人員5人,高級工程師2人,質檢人員3人,年產能可達3000噸。
      開源鑄造致力于OEM鑄造,產品廣泛應用于機械五金、建筑、電力金具、鐵路、汽車、農機等領域。公司擁有穩定的客戶群體,產品主要銷往歐盟、美國、加拿大、中東等國家和地區。
      在生產過程中開源鑄造主要采用先進的覆膜砂殼型鑄造生產工藝,常規可生產 0.1kg~50kg的鑄件,該生產工藝具有制殼、制芯速度快等特點,可批量生產,從而提高了生產效率, 且鑄件尺寸穩定,鑄件表面光潔。
      我司擁有全套環評資質,且已通過SGS ISO 9001:2015 質量體系認證。生產車間配有中頻環保電爐、自動模具生產線、熱處理爐等設備,同時應用三維模擬澆鑄軟件和包括爐前分析儀、光譜儀、金相顯微鏡、拉伸試驗機、壓力試驗機、硬度試驗機等在內的先進檢測設備,嚴格控制生產流程,確保產品質量。
      我們的使命是通過完整的模具設計制作、卓越的生產工藝和完善的供應鏈管理為客戶提供最為優質的產品和服務。公司本著雄厚的科技力量,先進的檢測手段,豐富的生產經驗,高度的敬業精神,嚴謹的科學管理,周到的售后服務,贏得了國內外客戶的廣泛好評。我們將以卓越品質,優質服務成為您最值得信賴的合作伙伴。


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