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1、精密铸造特种铸造及有色合金2010年第30卷第6期对精铸碳钢件气孔缺陷的认识华德峻(甘肃天水星火机床公司)摘要精铸碳钢件中的气孔大多数属于反应性气孔,主要来源于钢水中的C和FeO的剧烈的氧化还原反应。提出了控制反应性气孔的措施,例如合理的浇注系统设计和控制浇注温度、加强炉料管理等。关键词气孔;碳钢件;精铸中图分类号TG249.2文献标志码A文章编号1001-2249(2010)06-0536-02DOI:10.3870/tzzz.2010.06.016气孔是熔模精密铸造碳钢铸件中常见
2、的一种缺陷,就熔炼而言,只有工频炉才会产生溢炉,中频炉对其产生的原因及消除措施研究较多,但有些观点和实熔炼是不会产生溢炉的。这是因为中频炉的电磁搅际多有冲突。拌并不像工频炉那样猛烈,液面始终比较平稳,氧化膜比较稳定,钢水中不会产生FeO含量大增的现象。1气孔产生的原因及对策为避免溢炉,生产中采取的措施是:适当控制熔炼后期的电压;控制投料量,炉口要留出一定的空间以精铸碳钢件的气孔绝大多数属反应性气孔。其他各类型气孔,在生产实践中是很难发生的,型壳只要按保证覆盖剂的厚度;在即将或刚开始溢炉时,立即向工艺焙烧
3、,型壳就不会存在挥发性物质,浇注后铸件就炉内投入一小块Al,液面就会立刻平静下来。这是因不会产生侵入性气体,也不会有卷入性气孔发生。由于为铝与FeO产生了氧化还原反应:3FeO+2AlFeO的影响,其冷却条件与普通铸钢件差异较大等原=3Fe+Al2O3。这种措施虽然见效快,但只能在出炉前因,精铸碳钢件也极少产生析出性气孔。使用,因为反应产生的细小分散的Al2O3颗粒很难从对于反应性气体产生的过程及原因,是通过工频感钢水中去除,若连续大量地使用Al块,大量的Al2O3应炉熔炼碳钢过程中出现的溢炉现象发现的。残留
4、会影响到铸件的质量。所谓溢炉就是在用工频炉熔炼碳钢时,后期往往溢炉反应也有好的一面。当碳含量超标时,可以会看到气体伴随钢水突然从炉中涌出来。因为这像熬利用这一反应进行高温烧碳,适当降低钢水中的碳含粥时粥从锅里溢出来,实践中称之为溢锅。二者确有量。相同之处,都和气体有关,但却有着根本的不同。溢绽上所述,溢炉的本质就是在一定温度的条件锅的气来自锅内水的气化,溢炉的气则来自于化学下,当钢水中的FeO达到一定浓度时,钢水中的C和反应。FeO所发生的剧烈的氧化还原反应现象。通过观察可在钢水表面,存在着一层主
5、要以FeO构成的氧化以认定,这种反应是具有爆发性的,其爆发点与钢水的膜,正是有了这层膜的保护,钢水才不被继续氧化。工温度,碳含量及FeO的含量有关。因此溢沪反应决频炉有着较强的电磁搅拌作用,随着温度升高,这种搅不仅限于熔炼过程,只要具备足够高的温度及一定质量拌作用更加强烈,液面的翻滚用肉眼就可以看到。在熔分数的FeO,在浇注过程中也同样可以出现。只不过与炼后期,这种强烈的搅拌翻滚不断地将表面形成的FeO熔炼相比,其反应可能不十分明显,反应时间也不长,范卷入炉内,而表面的氧化膜被撕裂破坏后,Fe又与空气围也可能较
6、小,只是在局部发生。但却完全可以产生致中的O生成新的氧化膜。这样随着不断地搅拌、氧化,钢使铸件报废的反应性气孔。因此,控制浇注温度及钢水水中的FeO含量就会不断地增加,当增加到一定程度时,中FeO含量是防止溢炉反应,避免碳钢铸件产生气就要和其中的C发生反应:FeO+C=Fe+CO!,此反孔缺陷的关键。应的发气量是十分惊人的。以250kg的工频炉为例,若炼中碳钢,假如其中含碳量总量的1%参于反应,按摩尔2控制反应性气孔的措施当量算就可以产生20L的CO气体,若考虑温度因素,其体积远远超过钢水自身的体积。大量
7、的气体膨胀排出2.1合理的浇注系统必然带动钢水的外溢,从而造成溢炉现象。浇注系统见图1,此铸件组根据生产实例,材料为收稿日期:20091230作者简介:华德峻,男,1945年出生,高级工程师,甘肃天水星火机床公司,通讯地址:大连市沙河口区车家村建信敦煌大厦1501室(116000),电话:13704098271536对精铸碳钢件气孔缺陷的认识华德峻中碳钢,铸件组总质量约为10kg。清理后检验,有气2.3加强炉料管理孔缺陷的铸件超过1/3。经跟踪检查,发现气孔缺陷几保证炉料自身的清洁也是减少钢水中FeO
8、含量乎全部集中在A处。分析认定,完全是因为浇注系统的一项重要措施。精选后的炉料必须分类存放在干设计不当。铸件A的内浇道几乎直接与铸件组浇冒口净、干燥的库房内。炉料在入炉熔化前要经过熔烧和相对,浇注时,横浇道对铸件A的补缩完全失去作用,抛丸清理。另外,回炉料一定要掺配使用,切不可整钢水正对铸件内腔冲入,引起冲击飞溅,使钢水与空气炉使用。接触面大增,生成大量的FeO混入钢水
