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1、《宁夏机械》2006年第3期技术交流球墨铸铁件常见缺陷的原因分析及解决措施朱劲松(长城须崎铸造有限公司,宁夏银川750021)摘要球墨铸铁件常见的缩孔/缩松缺陷、夹砂缺陷、呛冷铁缺陷从产生原因到解决措施作了较系统的介绍,对现场生产有指导意义。关键词缩孔夹砂黑渣石墨漂浮呛冷铁1前言2.2.2措施球墨铸铁具有良好的强度和韧性,其机械性能与铸(1)提高碳当量CE值,降低浇注温度钢件相当,在耐热性、耐蚀性及耐磨性上优于传统的片状1)CE值的提高有利于石墨化膨胀的尽早建立,提高石墨铸铁,而且在经济上球墨铸铁件生产成本低于铸钢石墨化膨胀强度。但对于大断面球铁件CE值过高会产
2、件。因此高强度球墨铸铁件在结构件上有取代铸钢的趋生石墨漂浮等黑渣缺陷,而且由于石墨化膨胀强度过大,势,然而球墨铸铁特有的凝固特性及熔炼工艺,造成该类对铸性钢度提出更高的要求,一旦铸型钢度达不到,反而铸件废品率较高。缺陷主要集中在缩孔、缩松、夹砂、黑产生缩松、缩孔缺陷。不能为解决缩松缺陷而追求较高的渣、石墨漂浮、呛冷铁缺陷。给生产厂家造成较大的经济CE值,否则会造成大量的黑渣及石墨形态恶化等严重质损失。本文介绍了对铁素体球墨铸铁常见缺陷的认识及量问题。建议CE值控制在4.5以内解决措施。2)从铁碳平衡图看析出奥式体产生的体收缩与石墨2缩孔/缩松缺陷化膨胀开始时间大
3、约在1300℃左右,此时浇注可使石墨2.1球铁件产生缩松的主要原因化膨胀快速建立抵消体收缩,但当浇注温度在1300℃左2.1.1球铁件粥状的凝固方式使补缩通道不畅通,冒右时会产生大量渣气孔缺陷。因此浇注温度在1330~口的有效补缩距离小。1360℃左右时效果较好。2.1.2凝固初期形成的铸件表层硬壳不如灰铁厚实,(2)采用冷铁强度不足。不能抵御球铁件强大的石墨化膨胀,使得石墨1)冷铁的作用化膨胀力直接作用于铸型上。如果铸型刚度不足,产生型●可以消除独立熔池的残留铁水;壁外移,就会产生缩孔缺陷。●提高石墨化膨胀的起始时;2.1.3球铁件粥状的凝固方式形成较多的孤立
4、小溶●在凝固初期建立有一定强度铸件表层外壳,抵御池。一部分石墨化膨胀对铸型造成的压力;2.2解决缩孔/缩松缺陷的措施●与冒口配合使用解决冒口补缩距离过短的问题。2.2.1解决问题的思路2)冷铁的摆放位置(1)减少铁液的液态收缩量。冷铁通常摆放在L字型、T字型、X字型的厚壁处,(2)使石墨化膨胀尽早来临以抵消体收缩有时也为了建立特定的凝固方式,建立有一定方向的温(3)提高铸型刚度,利用石墨化膨胀有利的一面。度梯度而摆放在特定的部位。但无论出于什么目的,冷铁(4)采用蓄热能力强的材料消除孤立的小溶池的摆放都要考虑不能卡断铁液补缩通道。在匀壁件上冷作者简介:朱劲松(1
5、971—),男,工程师,从事技术质量管理工作。—29—技术交流《宁夏机械》2006年第3期铁的放置十分讲究,要建立匀壁件凝固时的温度梯度,避必须流在芯头等不重要的位置。免由于冷铁隔断补缩通道,在冷铁间形成缩松。目前铸造3.1.2型砂紧实度控制工艺凝固模拟软件可以十分方便的指导冷铁的放置位置型砂紧实度是浇注后期抵御铁水渗入砂型将砂型剥及厚度,应推广使用。离的重要参数。在浇注后期大约50mm砂层的树脂被烧3)冷铁厚度的选择掉失去强度,其刚度是靠砂型紧实度来保证,如果紧实度大断面球铁件在凝固初期不能建立坚固的表层外不足铁水渗入砂层轻则产生粘砂重则将砂层剥离产生夹壳,这
6、层外壳将被后期的石墨化膨胀所破坏,因此我们不砂缺陷,必担心使用厚大直冷冷铁会产生硬度过高的问题。对于3.2浇注系统厚大部位,直冷冷铁厚度应达到该壁厚的05~0.8。3.2.1球铁件的特殊球化及孕育方式,使得相对于灰(3)冒口铁件熔渣较多,因此对于大型球铁件浇注系统的设计核球铁件冒口的补缩作用十分重要,必须依据模数法心是追求充型平稳。应尽量采用底注式工艺,以使铁水充认真计算,并使用凝固模拟软件,对冒口的有效补缩距离型平稳。进行测试。应避免冷铁放置位置不恰当割断冒口补缩通3.2.2要控制披缝浇注。披缝浇注不仅对型芯冲刷力道产生的废品。强,而且在浇注过程中促使产生紊流
7、,因此是产生夹砂/(4)提高铸型紧实度,控制砂芯间隙,提高砂箱强度夹渣的原因之一。在球铁件的生产中足够的砂型紧实度,较高的砂箱3.2.3重要件、中大型球铁铸件推荐选择与其重量相强度能够减小由于石墨化膨胀造成的型壁的位移,有利近的拔塞浇口盆。注满浇口盆后拔堵浇注工艺既可确保于铸型利用石墨化膨胀消除缩孔/缩松缺陷。除此以外在快速浇注又可使熔渣充分上浮。拔塞浇口盆应与高出气实际生产中还必须控制型芯间隙。防止在浇注过程中由冒口同时采用。利用“U”液面等高原理,使得型腔充满后于型芯间隙发生外层芯移动,造成铸件轮廓尺寸扩大形浇口盆仍有余留部分铁水,可避免浮在水口盆表面的脏成
8、缩孔(缩松)缺陷。铁水在
