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        球墨鑄鐵常見缺陷及防止措施

        2019-09-10 12:25:20葉得強
        名城繪 2019年9期
        關(guān)鍵詞:防治措施

        葉得強

        摘要:球墨鑄鐵具有優(yōu)良的使用性能,但在生產(chǎn)中常出現(xiàn)縮孔、縮松、夾渣、球化不良及球化衰退等缺陷。當(dāng)球墨鑄鐵出現(xiàn)相應(yīng)缺陷的時候,會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,所以必須對其做到足夠重視。為了防止這些缺陷的產(chǎn)生,需對其進行分析,提出防止產(chǎn)生缺陷的辦法,降低廢品率,提高工廠的經(jīng)濟效益當(dāng)球墨鑄鐵出現(xiàn)相應(yīng)缺陷的時候,會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,所以必須對其做到足夠重視。在文本中,分析了球墨鑄鐵的常見缺陷,并且提出了相關(guān)防治措施。

        關(guān)鍵詞:球墨鑄鐵;常見缺陷;防治措施

        球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種高強度鑄鐵材料,其綜合性能接近于鋼,正是基于其優(yōu)異的性能,已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜,強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”,主要指球墨鑄鐵。在國內(nèi)生產(chǎn)中,較多的對雙聯(lián)熔煉工藝進行應(yīng)用,但在實際生產(chǎn)中,所具有的鐵液熔煉溫度存在一定的不足,并因此對鐵液的成本以及質(zhì)量產(chǎn)生影響。對于中頻感應(yīng)電爐熔煉方式來說,在實際應(yīng)用中即能夠較靈活的調(diào)整成分,具有工藝簡單以及質(zhì)量高的特征,在較多鑄造廠當(dāng)中得到了應(yīng)用。

        一、球墨鑄鐵常見缺陷及形成原因

        1、石墨漂浮。通常認(rèn)為,石墨漂浮的產(chǎn)生過程是由于碳、硅含量高,鐵液冷卻速度緩慢,析出多量的大徑石墨,并在鑄件上部偏析而集聚。石墨漂浮的產(chǎn)生主要與碳當(dāng)量有關(guān)。除了碳當(dāng)量過高,還與鐵液中存在過多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有關(guān),由于它們的存在而加劇了石墨的漂浮。

        2、縮孔縮松。當(dāng)球磨鑄鐵處于凝固狀態(tài)中的時候,共晶膨脹力得到相應(yīng)增大,當(dāng)鑄型鋼度比較小,脹大鑄鐵外形的時候,鑄件最終凝固部位所得到的液態(tài)金屬補償是無法對相關(guān)要求進行滿足的,進一步導(dǎo)致縮孔縮松問題的出現(xiàn)。同時,對于大型球墨鑄鐵件來說,其本種問題是比較容易出現(xiàn)的,主要的原因是壁厚尺寸和熱節(jié)厚,在沒有對澆注系統(tǒng)進行合理設(shè)計的條件下,型腔中的鐵液溫度梯度無法對相關(guān)要求進行有效滿足,尚未合理設(shè)置配套補縮冒口,也就無法補縮相應(yīng)熱節(jié)的液體冷卻。除此之外,當(dāng)鑄型的強度比較小的時候,比較容易在鑄件的厚大熱節(jié)處出現(xiàn)縮孔縮松的問題。

        3、皮下氣孔。球墨鑄鐵皮下氣孔產(chǎn)生的原因很多,一般情況下,針狀氣孔往往是H2或CO造成的,主要是球化后殘留Mg和砂型中水分生成的H2。較大的氣孔往往呈橢球形。產(chǎn)生的原因較多,但大多是澆鑄時產(chǎn)生的。

        4、球化衰退及球化不良。一是使用高硫的焦炭和新生鐵,當(dāng)原鐵水含硫量達0.1%以上時,經(jīng)常造成球化不良;二是與灰鑄鐵交界鐵水沒有分離干凈,由于爐料計算誤差,灰鑄鐵鐵水過多,交界鐵水沒有分離干凈,結(jié)果高硫、低碳的灰鑄鐵鐵水混入球墨鑄鐵中,而造成球化不良,生產(chǎn)中經(jīng)常遇到與灰鑄鐵交界的第一包球墨鑄鐵球化不良;三是鐵水氧化,最后一包球墨鑄鐵是打爐鐵水,操作不當(dāng)往往造成鐵水氧化,鎂石強烈脫氧劑,結(jié)果一部分鎂耗費在脫氧上,起球化作用的鎂量不足而造成球化不良;四是使用鎂燒損嚴(yán)重的稀土鎂合金;五是鐵水溫度過高或過低,鐵水溫度過高,中間合金與鐵水作用激烈,鎂燒損嚴(yán)重;鐵水溫度過低,中間合金容易“結(jié)死”在包底不起作用。

        二、球墨鑄鐵常見缺陷的防治措施

        1、石墨漂浮防治措施。首先,需要對錳的含量進行嚴(yán)格控制,同時在最大程度上降低原鐵液中的硫含量。同時,嚴(yán)格控制殘留稀土的含量,將其質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.06%之內(nèi)。通常情況下,需要將熔煉保持在還原性氖中。然后,在第一時間對澆包進行清除,完成參照的徹底去除。在開展純鎂處理工藝之前,需要扒盡鐵液表面的浮渣,同時在第一時間以較快速度進行孕育處理,在較大程度上提高除渣的質(zhì)量。孕育溫度的嚴(yán)格控制也是非常重要的,使其同高溫要求與標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。在高溫條件下,對熔煉進行相應(yīng)實施,在低溫條件下對澆注工序進行開展。除此之外,需要在一定程度上加快鑄件凝固速度,一般情況下所應(yīng)用的方法是,對冷鐵進行合理設(shè)置,使其處于鑄件壁厚的地方,從實踐可以看出,這一方法取得了比較好的效果。同時,在特大斷面的鑄件過程中,可以將一定數(shù)量的石墨化阻礙元素加入其中。

        2、皮下氣孔防治措施。第一步需要嚴(yán)格控制鐵液化學(xué)成分,使碳當(dāng)量大于共晶點成分,對含硫量、殘留稀土和殘留鎂含量進行嚴(yán)格控制,其百分比分別是0.094%、0.043%和0.05%之內(nèi)。然后,合理設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu),使壁厚維持在25毫米之上,在對澆注溫度進行確定的時候,需要同壁厚進行緊密結(jié)合,然后進行實施。對薄壁小件、中件和大件的溫度進行有效控制,使其分別維持在1320攝氏度、1300攝氏度和1280攝氏度以上。需要對多種工具進行充分應(yīng)用,主要包括干燥金屬爐料和孕育劑等,嚴(yán)格控制型砂水分,將其控制在4.8%之內(nèi)。一般情況下,對開放式澆注系統(tǒng)進行合理設(shè)計,在型腔最高的地方對出氣孔進行相應(yīng)設(shè)置,并且嚴(yán)格控制澆冒口高度,為液態(tài)金屬靜壓力提供重要保障。與此同時,還能夠在澆注系統(tǒng)中,對與之相關(guān)的過濾技術(shù)等進行充分應(yīng)用。

        3、縮孔縮松防治措施。第一需要嚴(yán)格控制鐵液成分,將碳當(dāng)量、磷含量和殘留鎂量分別精致在39%、0.08%和0.07%。然后,在實施工藝設(shè)計的過程中,需要合理設(shè)置冒口補縮,為冒口能夠不斷將金屬液補給鑄件凝固過程提供重要保障,對冒口尺寸和數(shù)量進行科學(xué)設(shè)置。在比較特殊的狀況之下,如果要實現(xiàn)順序凝固的目的,必須對冷鐵和補貼技術(shù)進行充分應(yīng)用,適當(dāng)調(diào)整鑄件溫度。除此之外,對澆注溫度進行嚴(yán)格控制,使其基本維持在1350攝氏度。當(dāng)鑄件的厚度比較厚,體積比較大的時候,需要使?jié)茶T溫度得到一定程度的降低。在進行鑄型的時候,提升鑄件工藝出品率是其主要目的,為了實現(xiàn)該目標(biāo),需要采取相關(guān)措施,可以提高砂箱剛度和型砂的緊實度。

        三、結(jié)語

        除此之外,要達到球墨鑄鐵件合格率的提升,不只可以采取上述防治措施對設(shè)計工藝進行優(yōu)化,對工藝參數(shù)進行選擇,還能夠同規(guī)定的工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行充分結(jié)合,完成材質(zhì)配料和熔煉的合理選擇,對型砂性能和強度進行嚴(yán)格控制,通過這樣的方式,實現(xiàn)球磨鑄鐵件合格率的提升。

        參考文獻:

        [1]汪麗紅.球墨鑄鐵常見質(zhì)量缺陷及防止措施探討[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊,2016(33).

        [2]齊凱麗.球墨鑄鐵常見缺陷及防止措施[J].企業(yè)導(dǎo)報,2011(08).

        [3]麻于科.高品質(zhì)球墨鑄鐵的熔煉技術(shù)[J].技術(shù)與市場.2014(08).

        (作者單位:寧波田湖閥門科技有限公司)

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