灰铸铁件加工面麻点状小孔缺陷的分析及防止
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(一)灰铸铁件由于熔炼浇注造成的主要缺陷,产生的原因分析及预防措施序号缺陷名称特征及发现发方法原因分析防止方法1 气孔筛状气孔:比较均匀地分布于铸件的整个或大部分断面上皮下气孔:离铸件表面1~3mm处,出现密布的细小气孔用外观检查,机械加工,抛丸清理或磁力探伤可发现当铁液中,气含量较多,并且浇注温度过低,析出的气体来不及上浮和逸出铸件时产生1.炉料本身气含量高,或锈蚀严重,表面油脂物多2.皮下针孔主要是由氢气造成。
硅可减少氧在铸铁中的含量,却可增加氢的含量,故高硅铸铁易出现氢气孔。
炉料中含有铝或氧化铝时,也易产生针孔3.铁液包不干4.孕育剂不干1.炉料应进行妥善管理。
对锈蚀严重或表面油脂物多的炉料,要经过清理或处理后,方可使用2.对本身气含量高的炉料,应经重熔再生后,方可使用3.炉前可加入适量的稀土,以便去气4.控制合适的铁液出炉温度及浇注温度5.炉缸、前炉和铁液包均需烘干6.浇注时,要避免断流7.孕育剂应充分预热8.浇注时,必须点火引气2 成分、组织及性能不合格材质太硬或太软铸件断面的宏观组织和微观组织不符合标准或技术条件用断面观察,化学分析,金相检验,硬度试验等可以发现1.碳硅当量偏低时,使材质偏硬,碳硅当量偏高时,则偏软2.铁液过热不适当3.孕育处理不足1.正确配料,并防止操作时窜料2.控制合适的过热温度3.遵守操作规程及正确处理炉前孕育3 缩松在铸件内部有许多分散小缩孔,其表面粗糙,水压试验时渗水用机械加工或磁力探伤可以发现1.磷含量偏高时,使凝固区间扩大;同时,低熔点磷共晶体在最后凝固时,得不到补足,造成显微缩孔。
尤其对于高牌号铸铁(碳含量较低),体收缩率较大,更应注意2.浇注速度太快,使需要补缩的部位来不及补充足够的铁液1.一般控制在0.15%d以下,并控制铁液化学成分稳定2.浇注时,适当慢浇,以利充分补缩4 缩孔在铸件热节处产生形状不规则,表面粗糙的集中孔洞用外观检查,机械加工或磁力探伤可以发现1.由于体收缩率较大,铁液化学成分不符合技术要求,尤其是高牌号低碳铸铁2.浇注温度过高,增加了液体收缩值1.正确控制铁液的化学成分。
常见铸件缺陷及其预防措施常见铸件缺陷及其预防措施(序+缺陷名称+缺陷特征+预防措施)1气孔在铸件内部、表面或近于表面处,有大小不等的光滑孔眼,形状有圆的、长的及不规则的,有单个的,也有聚集成片的。
颜色有白色的或带一层暗色,有时覆有一层氧化皮。
降低熔炼时流言蜚语金属的吸气量。
减少砂型在浇注过程中的发气量,改进铸件结构,提高砂型和型芯的透气性,使型内气体能顺利排出。
2缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面,形状不规则,孔内粗糙不平,晶粒粗大。
壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固,壁厚大且不均匀的铸件采用由薄向厚的顺序凝固,合理放置冒口的冷铁。
3缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔,聚集在一处或多处,晶粒粗大,各晶粒间存在很小的孔眼,水压试验时渗水。
壁间连接处尽量减小热节,尽量降低浇注温度和浇注速度。
4渣气孔在铸件内部或表面形状不规则的孔眼。
孔眼不光滑,里面全部或部分充塞着熔渣。
提高铁液温度。
降低熔渣粘性。
提高浇注系统的挡渣能力。
增大铸件内圆角。
5砂眼在铸件内部或表面有充塞着型砂的孔眼。
严格控制型砂性能和造型操作,合型前注意打扫型腔。
6热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(注要是弯曲形的),开裂处金属表皮氧化。
严格控制铁液中的S、P含量。
铸件壁厚尽量均匀。
提高型砂和型芯的退让性。
浇冒口不应阻碍铸件收缩。
避免壁厚的突然改变。
开型不能过早。
不能激冷铸件。
7冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(主要是直的),开裂处金属表皮氧化。
8粘砂在铸件表面上,全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂(或涂料)的混(化)合物或一层烧结构的型砂,致使铸件表面粗糙。
减少砂粒间隙。
适当降低金属的浇注温度。
提高型砂、芯砂的耐火度。
9夹砂在铸件表面上,有一层金属瘤状物或片状物,在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。
严格控制型砂、芯砂性能。
改善浇注系统,使金属液流动平稳。
大平面铸件要倾斜浇注。
10冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑,其交界边缘是圆滑的。
铸件麻孔缺陷产生原因分析及预防措施1、缺陷描述日立减速箱系列铸件——9‐30614蜗壳箱体,精加工之后局部地区较大面积地出现密集型麻孔,孔径大约在0.2‐0.3 mm左右,并伴随有明显的粗加工留下的加工波纹。
图示为经放大10倍左右的手机照片。
这种缺陷有别于缩松。
缩松的分布没有这么均匀,面积也没有这么广,孔径的大小也没有这么均匀。
缩松往往分布在铸件局部厚壁处或厚薄交接处。
形成机理完全不一样。
图1缺陷形态2、产生原因分析铸件材料为日本牌号FC250,等同于我国灰铸铁牌号HT250。
我们知道,灰铸铁材料是在金属基础上“裹覆着”片状石墨所构成。
经过机械加工之后,有部分石墨会裸露出来,在外力的作用下,石墨会从金属基体上剥落下来,形成孔洞。
正常情况下,这些孔洞是均匀而细密的,不但不会影响铸铁的使用性能,而且常常利用这些孔洞储油,减少摩擦力,显然均匀而细小的空穴不能算是缺陷。
但是如果在生产过程工艺控制不当,形成较大的(0.2mm以上)空穴,目测可见,并且大面积分布,如照片中所出现的那种表象,就不正常了。
不但影响感观,而且影响材料的强度。
产生这种缺陷的原因主要有两大方面。
第一,铸件材料疏松(有别于缩松),第二,机加工不当。
下面就这两方面原因分别进行分析。
2.1、铸件材料疏松2.1.1、由于铸件材料的碳、硅含量太高,也即碳当量太高,形成石墨粗大,产生材料疏松。
2.1.2、由于铸件厚大,冷却速度过慢,形成石墨粗大,产生材料疏松。
从本铸件来说,这一因素不存在,因为本铸件属于薄小件。
由碳当量太高或冷却速度太慢而引起的材料本身疏松所造成麻孔。
必定伴随着材料硬度低(<130HB),强度不足(<150Mpa),显微检验,石墨粗大,以铁素体基体为主。
下面就根据这一线索对本铸件进行多方面剖析。
a铸件出现麻孔部位硬度测试,结果为HB150‐170,非加工面上为HB193。
b铸件本体取样拉伸强度试验,结果为255‐257Mpa。
灰铸铁件蜂窝状气孔的产生及其防治《铸造技术)5/1999经验交流钢板,工频炉就开始报警.为了防止工频炉冷却后炉衬被拉裂,最好的办法是采取3班工作制,保持工频炉24小时内均有满炉的铁滴如果不是3班工作制或遇上节假日,工频炉铁生,严重影响了铸件品质和生产的正常运行.1蜂窝状气孔的分布及特征1.1气孔产生的部位均在铸件浇口对面的一端,浇注位置的底部,皮下l~3inni处,如图1所示铸件一i吨须倒空在冷炉起熔时,此时,可用经初加工,气孔便立即暴1/6额定容量的起熔块,一方面起熔露出来.:兜能减少电阻率,促使加热熔化;另一l,2气孔的特征方面,考感到石英砂在700℃时发生气孔为密集分布的蜂相变膨胀,用起熔块预热坩埚有使拉窝状,孔内表面为光滑发引L扎产生的部位圈2铁坩埚裂的"伤口"愈合的作用c1996年开亮的银白色,缺陷深度可达20mm左右.构简图始.我厂便开始制作和使用起熔块对2气孔的定性分析:工频炉进行预热烘烤,制作的方法如气孔表面有银白色发亮的石墨膜,这是区别析出下:性氢气孔或氯气孔还是呛孔和氧化性气孔的显着特用钢板焊成1个与炉傩坩埚形状相似但容积略小征.据此可以初步认定是铁液中析出的氢气或氮气造的铁坩埚,如图2所示.造型时,采用地坑造型,将铁成的气孔.需进一步断定究竟是氢气孔还是氮气孔?坩埚埋进型砂中,将出炉的铁液慢慢倒进铁坩埚中,待分析认为在粘土砂铸造中,氮气主要在熔炼过程中溶铁液冷却凝固后即成为1个起熔块.熔炼前,将起熔人铁液,其溶懈度随铁液碳当量降低而增大.因氮原块吊进工频炉内,进行预热烘烤,升温至700℃时进行子尺寸较大,在铁液中扩散较困难,所以氮气孔一般发保温,一般在4小时以上.将起熔块吊起来以后,即可生在高牌号铸铁件的厚壁处,且呈分散分布.氢气则将冲天炉铁液倒进工频炉内.从2年多来的使用情况可在熔炼,孕育及浇注过程溶人铁液,因其原子尺寸较来看,效果良好,工频炉的炉龄一般在2个月以上,并小,扩散容易,氢气孔则常发生于薄壁铸件,铁液流程且往往是因为炉衬长时间的受铁液冲击与腐蚀,使炉最长处,且呈密集分布.我厂铸件上出现的蜂窝状气壁的烧损逐步超过r炉衬厚度的40%,为安全起见才L均发生在壁厚相对较薄而长度又相对较长的铸件的重新筑炉浇口对面一端.据此,似乎可以认定是氢气孔,但是在应该注意的是,使用起熔块对工频炉进行预热烘生产现场r解发现:烤时,温度不能升得过高,当炉内的温度到l000℃(1)在出现蜂窝状气孔缺陷的铸件上取样分析,该时.起熔块本身处于熔融状态,甚至本身在炉内熔化,类铸件的(z值均很低.-降低了起熔块的使用寿命.因此,为保险起见,要求预(2)当时的熔炼工艺不合理.为了保证铸件稳定热温度不超过800℃.另外,新筑的工频炉炉料熔化达到要求的机械性能,在炉料中加人过量的废钢,铁液后进行高温保温时,温度不得超过l550℃,如果温度具有很大的白13倾向,迫使炉前孕育处理过量,孕育用过高,则松散层过薄甚至没有松散层,这样更容易导致75SiFe的加人量商达到1-5%以上c炉衬整体拉裂,铁液更易渗进炉衬内产生工频炉报警.(3)当时烘炉用焦炭的品质差t铸型不能充分烘7时丧昭5孔.收稿啪02_【)l蓑耄蓑注温度得不到保证f甜(7o)一0I综上所述,可以认为,我厂灰铸铁件上出现的蜂窝铸铁件蜂窝状气孔的产生及mL性气孔c!苎/1,>由于我厂熔炼的铁液CE值低,所以铁液中特别(太原矿山机器厂,山西太原030009),是在熔炼后期铁液中溶入了较多的氮气;加之铸型中OnGenerationandEliminationofCelluarBlow.h0JeinGre)'CastIronPieceLIUKaiyuan(TaiyuanMiningMachineFacm~,.m030009,China)文献标识码:n文章编号:】(M)8365c【999】050024.0【密集蜂窝状气L,以前在我厂灰铸铁件上时有发一24一有较高的残留水分,大大增加了气孔产生的可能性.但是,水是稳定化合物,I400℃的铁液很难使铸型中的水分解为氢和氧,一般情况下,只能机械地侵入铁液形成呛L;然而,我厂使用的75SiFe中含有】.5%~2.5%以上的铝,以炉前孕育量1.5%计算,则会在铁液中带人0.03%以上的铝.据有关资料介绍,当铁液《铸造拄术)5/1999经验交流宝懑铜合金铸件浇注系统的葭进^1f;王戍林\HieImprovementofGatingS)~teminCopperAlloyCastingW ANGCheng一]in(TheKrtBranch0eIb螭|uCrene~alVFact~wu3"t~2chm)文献标识码:R文章编号:]000—83~511999)05.0025.0I由于锰黄铜中锰的锌当量较低,含锌量较高,台金液容易产生氧化夹杂物,特别是二次氧化物;且台金的体收缩和线收缩都较大,易产生集中缩孔和缩松因此,在设计铜合金铸件的浇注系统时,应注重提高它的撇渣和补缩能力.传统工艺一般都遵循"顺序凝固"的原则,把较大的冒口安放在热节部位,并尽量使台金液经过冒口进入型腔,目的是为了充分发挥冒口的挡渣能力和补缩能力这就导致铸件的工艺出品率较低,有时因冒口位置不当还会造成废品为此,我们吸取了同行业的成功经验,采用了短薄宽的冒口颈.生产实践证明,效果鼹好.1原工艺存在的问题及分析我厂生产的多功能黄铜截止阀阀体,材质为ZCuZn38Mn2Pb2,壁厚差距大,最厚处与最薄处的壁厚比为56:1,原铸造工艺方案,见围1,采用中浇式,冒口设置在热节部位用此工艺生产的铸件,约有30%以上在冒口颈根部产生缩孔,缩松和渣眼等缺陷,在密封面A处也有明显的大小不一的凹缩现象.加工装配后经水压试验有部分铸件不台格明冒口囝L原铸造工艺简图开始认为是由冒口补缩能力不足造成的,为此又适当地加大了冒121体和冒121颈的尺寸,结果仍不见好转,而且不稳定,渣眼缺陷比原来更多,浇冒121清理也较原来困难.后来采用其它工艺方案进行试验,效果都不理想,分析产生缺陷的原因.原工艺是将冒121设置在铸件的热节处,使冒口颈与铸件相连接处形成接触热节,随冒口的增大该热节也增大.使热节大于铸件的原有几何热节.同时,因高温台金液通过冒121颈填充型腔及补缩铸件,使冒口颈处的台金液凝固最慢,最后在该处形成缩孔或缩松缺陷原采用明冒121较小,且与空气接触,因冒121体中台金液冷却较快而减弱了冒口的补缩能力另外因冒口颈较大,使部分渣未能充分上浮而流人型腔,当碰到薄壁处时被挡住而形成渣眼,渣孔.原考虑合金液的平稳性,把内浇道设在上型,横浇道设在下型,结果台金液中的氧化夹杂物都流人到冒口和型腔中,这也是造成铸件渣孔,渣眼的重要原因.密封面处热节圆与周围的壁厚相差很大,浇注后周围台金液很快凝固,而热节处的台金液补缩跟不上,从而产生表面凹缩现象.2新工艺及效果新工艺的浇注系统设计是建立在"短,薄,宽"冒口颈的自适应调节作用的基础上.工艺如图2所示铜台金在凝固过程中虽没有灰铸铁的石墨化膨胀的自补缩功能,但台金液冷却较快,收缩集中,凝固时放出的潜热可使周围型砂被加热,合金液在短时间内一25—。
灰铸铁件加工面麻点状小孔缺陷的分析及防止铸件加工面麻点状小孔缺陷的形貌、分布特征和产生原因进行了分析.认为:麻点是由许多尺寸在0.3 mm 以下的小孔组成,多产生在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位,主要分布在石墨密集区域,特别是在石墨封闭或半封闭区域;铸件w(C)和w(Si)量偏高,凝固过程中局部冷速过慢,切削用量偏大都有可能引起这种缺陷.提出了预防这种缺陷的四条措施。
关键词:麻点状小孔缺陷;石墨剥落;预防措施灰铸铁的切削加工表面时常出现麻点缺陷,肉眼观察为小黑点的缺陷,实际是形态各异的小孔,因而易被误认为是表面缩松或是非金属夹杂物.这种缺陷比较容易出现在HT300 以下的各种牌号铸件,产生部位多在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位。
1 缺陷的形貌特征1。
1 宏观形貌对切削加工后表面存在缺陷的铸件进行解剖,试样的材料牌号为FC300(相当于HT300),化学成分为w(C) 2。
72%,w(Si)2.05%,w(Mn)0。
76%,w(P)0.056%,w(S)0.095%。
对试样进行打磨抛光后观察,其宏观形貌如图1 所示,表面有大小不等的麻点状小孔。
1.2 微观形貌文献[1]把这种缺陷称为“麻点”,并认为是“切削加工面上存在大量的直径0。
2 mm 左右的小孔”。
对图1 试样金相观察,这种缺陷是尺寸小于0.3 mm 的小孔,且小孔形状各异,圆孔甚少,尚难以用直径表达;并且尺寸大于0.2 mm 的小孔(图中左侧的小孔);图3(c)石墨呈近似n 形分布形成的小孔;图3(d)石墨呈△形(图左上)和V 形或Y 形(图右下)分布形成的小孔;图3(e)石墨呈竹叶状分布形成的小孔.图3 的共同特征是微区金属被一根或几根片状石墨所包围,成孤岛状或半岛状,在切削力作用下剥落形成小孔;当切削力较大时,切屑崩落,也会超越石墨边界。
但相对而言,当微区金属被石墨包围成封闭或半封闭状态时,在切削力作用下,会优先于其他微区的金属剥落而形成小孔.实际情况中不仅存在以上几种小孔,因为灰铸铁在凝固和继续冷却过程中,情况复杂,有很大的随机性,石墨形状和分布也不尽相同.当石墨与所包围的金属呈封闭或半封闭状态时,在切削加工(车、铣、铇、磨)过程中,石墨及其所包围的金属容易剥落,形成相应的小孔,如图4 所示。
灰铸铁缺陷产生的原因分析及预防措施一、影响灰铸铁力学性能的主要因素:化学成分(C、Si、Mn、P、S合金元素)灰铸铁的力学性能金相组织石墨的形状、大小、分布工艺因素和冶金因素和数量以及基体组织工艺、冶金因素:主要有冷却速度,铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等(1)关于冷却速度的影响铸铁是一种对冷却速度敏感性很大的材料,同一铸件的厚壁和薄壁部分,内部和外表都可能获得相差悬殊的组织,俗称为组织的不均匀性。
因为石墨化过程在很大程度上取决于冷却速度。
影响铸件冷却速度的因素较多:铸件壁厚和重量、铸型材料的种类、浇冒口和重量等等。
由于铸件的壁厚、重量和结构取决于工作条件,不能随意改变,故在选择化学成分时应考虑到它们对组织的影响。
(2)关于铁液孕育处理的影响孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前,把孕育剂附加到铁液中以改变铁液的冶金状态,从而可改善铸铁的显微组织和性能。
对灰铸铁而言,进行孕育处理是为了获得A型石墨、珠光体基体、细小共晶团的组织,以及减少铸件薄壁或边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性;对可锻铸铁而言,是为了缩短短退火周期,增大铸件的允许壁厚和改善组织的结构;对球墨铸铁而言,是为了减少铸件白口倾向,提高球化率和改善石墨的圆整性。
(3)关于铁液过热处理的影响。
提高铁液过热温度可以:①增加化合碳含量和相应减少石墨碳含量,②细化石墨,并使枝晶石墨的形成,③消除铸铁的“遗传性”,④提高铸件断面上组织的均匀性,⑤有利于铸件的补缩。
同样,铁液保温也有铁液过热的类似作用。
(4)关于炉料特性的影响实际生产中往往发现改变金属炉料(例如采用不同产地的生铁或改变炉料的配比等)而化学成分似乎无变化的情况下铸铁具有不同的组织和性能,这说明原材料的性质直接影响着用它熔炼出来的铸铁的性质,称为铸铁的:“遗传性”为此,采用提高铁液温度和使用多种铁料配料可消除这种“遗传性”,并改善铸铁的组织和性能。
综上所述,铸铁的工艺因素和冶金因素对铸铁的力学性能有着很大的影响,因此,不应忽视对这些影响因素的控制。
铸造厂:灰铁铸件的缺陷如何解决灰铁铸件是铸造工业中最常见的铸件之一,但由于其生产过程中受到各种因素的影响,常常会出现一些缺陷,从而影响其质量、使用寿命和性能。
本文将介绍灰铁铸件的常见缺陷及相应的解决方法。
1. 毛边毛边是灰铁铸件生产过程中常见的缺陷之一,其主要原因是模具使用次数过多,模具表面磨损严重,导致模腔表面变形,从而形成毛边。
为了解决毛边缺陷,铸造厂应采取以下措施:-及时更换损坏严重的模具;-控制模具的使用次数和使用寿命;-增加润滑剂的使用量;-加强对模具的维护保养,及时修复模腔表面的磨损。
2. 夹渣和气孔灰铁铸件中常见的夹渣和气孔缺陷是由于铁水中含有较多的气体和杂质,导致铁水在凝固过程中,气体和杂质无法充分排出,从而在铸件内部形成夹渣和气孔。
为了解决这些缺陷,铸造厂应采取以下措施:-提高铁水成分的质量和纯度;-控制铁水的冷却速度和凝固时间;-增加铸造压力,促使气体和杂质排出;-在铸件区域设置减压孔,以方便气体和杂质的排出。
3. 金属损伤金属损伤是灰铁铸件生产过程中的常见问题之一,常见原因是铸件在冷却过程中温度不均匀,导致铁水在凝固时出现收缩,从而形成金属损伤。
为了解决这个问题,铸造厂应采取以下措施:-控制模具和铸件的温度差异;-增加铁水的浇注速度和压力;-控制铸造温度和冷却速度;-采用合适的铸造材料和工艺。
4. 粘砂和铁皮粘砂和铁皮是灰铁铸件生产过程中的一些常见问题,这是由于模具表面材料磨损或者铸造压力不足所导致的。
为了解决这些问题,铸造厂应采取以下措施:-使用优质的模板材料;-定期检查模具表面并及时修复磨损区域;-增加铸造压力。
结论灰铁铸件在生产过程中常常会出现一些缺陷,影响铸件的质量和性能。
为了解决这些问题,铸造厂应定期检查模具和铁水的质量,采取适当的措施来减少缺陷的出现。
只有这样,才能确保铸件的质量、性能和使用寿命。
铸件生产时的缺陷介绍以及预防措施
——长城铸钢
1、针孔,在大型铸钢件生产的过程中,经常见到针孔缺陷,那么我们该如何进行预防?预防措施:禁止使用已经被污染的材料、沾有有机化合物或者是已经被氧化腐蚀的材料。
控制好加工的工艺,加强除气精炼。
严格控制涂料厚度,不宜过后,否则容易产生针孔。
模具的温度不能太高,要对铸件的厚壁部分采用下激冷措施,采用砂型加工时要控制好水分,尽量的采用干芯来加工。
2、疏松
疏松的预防措施,要合理的设置好冒口,能够保证它的凝固,还有补缩能力,可以适合的调低金属型模具的温度。
控制好涂层的厚度,如果是较厚的就要减薄。
还要调整好金属型的部位冷却速度,让铸件的厚壁处拥有较大的激冷能力,而且适当的降低金属的浇注温度。
3、氧化夹渣
氧化夹渣的预防:控制好熔炼的工艺,再快速的熔炼,能够减少氧化,可以除渣的更彻底。
熔炉与工具做好清洁,要进行预热,涂料干厚,烘干使用。
设计的浇注系统必须要有稳流,而且不能产生二次的氧化。
选择的涂料粘附力要加强,浇注的过程中一定不能产生剥落进入到铸件而形成夹渣。
灰铸铁熔炼浇注过程中,造成的缺陷原因分析与解决办法在灰铸铁件生产中,常见的铸件缺陷有:气孔、成分与性能不合适、热裂与冷裂、缩孔与缩松、渣眼与铁豆、冷隔与浇不足、砂眼与夹砂、多肉与错箱、变形等。
通常,产生这些缺陷的原因不单是造型制芯问题,有时还有熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题。
因此必须具体分析,以便采取相应的合理措施加以解决。
灰铸铁件由于熔炼浇注造成的主要缺陷及其原因分析与防治防范分析如下:(1)气孔特征及发现方法:筛状气孔:比较均匀地分布于铸件的整个或大部分断面上。
皮下气孔:离铸件表面1~3mm处,出现密布的细小气孔。
用外观检查,机械加工,抛丸清理或磁力探伤可发现。
原因分析:当铁液中,气含量较多,并且浇注温度过低,析出的气体来不及上浮和溢出铸件时产生。
1.炉料本身气含量高,或锈蚀严重,表面油脂物多。
2.皮下针孔主要是由氢气造成。
硅可减少氧在铸铁中的含量,却可增加氢的含量,故高硅铸铁易出现氢气孔。
炉料可含有铝或氧化铝时,也易产生针孔。
3.铁液包不干。
4.孕育剂不干。
防止方法:1.炉料应进行妥善管理。
对锈蚀严重或表面油脂物多的炉料,要经过清理或处理后,方可使用。
2.对本身气含量高的炉料,应经重熔再生后,方可使用。
3.炉前可加入适量的稀土,以便去气。
4.控制合适的铁液出炉温度及浇注温度。
5.炉缸、前炉和铁液包均需烘干。
6.浇注时,要避免断流。
7.孕育剂应充分预热。
8.浇注时,必须点火引气。
(2)成分、组织及性能不合格特征及发现方法:材质太硬或太软。
铸件断面的宏观组织和微观组织不符合标准或技术条件。
用断面观察,化学分析,金相检验,硬度试验等可以发现。
原因分析:1.碳硅当量偏低时,使材质偏硬,碳硅当量高时,则偏软。
2.铁液过热不适当。
3.孕育处理不足。
防止方法:1.正确配料,并防止操作时窜料。
2.控制合适的过热温度。
3.遵守操作规程及正确处理炉前孕育。
(3) 缩松特征及发现方法:在铸件内部有许多分散小缩孔,其表面粗糙,水压试验时渗水。
灰铸铁件质量检验和铸造缺陷预防措施的研究发布时间:2021-03-11T09:53:35.070Z 来源:《科学与技术》2020年30期作者:王晓龙[导读] 详细介绍了灰铸铁件的质量检验,根据铸造缺陷的类别,综合分析其形生的原因并深入研究、王晓龙东莞台一盈拓科技股份有限公司广东东莞 523000摘要:详细介绍了灰铸铁件的质量检验,根据铸造缺陷的类别,综合分析其形生的原因并深入研究、探讨其相应的预防措施,对灰铸铁件的质量检验和铸造缺陷的预防有着一定参考价值。
关键词:灰铸铁件质量检验铸造缺陷预防措施Study on quality inspection of gray iron castings and preventive measures for casting defectsWANGXIAOLONG(wintop,Dongguan 523000,China)Abstract:The quality inspection of gray iron castings is introduced in detail. According to the types of casting defects, the causes of their formation are comprehensively analyzed, and the corresponding preventive measures are studied and discussed. It has certain reference value for the quality inspection of gray iron castings and the prevention of casting defects.Key words: Gray iron casting Quality inspection Casting defect Preventive action引言灰铸铁一般以铸造生铁和回炉料为主要原料,加入适量的废钢以降低铁液碳含量或因特殊要求加入某些合金元素熔炼而成。
常见铸件缺陷及其预防措施常见铸件缺陷及其预防措施(序+缺陷名称+缺陷特征+预防措施)1 气孔在铸件内部、表面或近于表面处,有大小不等的光滑孔眼,形状有圆的、长的及不规则的,有单个的,也有聚集成片的。
颜色有白色的或带一层暗色,有时覆有一层氧化皮。
降低熔炼时流言蜚语金属的吸气量。
减少砂型在浇注过程中的发气量,改进铸件结构,提高砂型和型芯的透气性,使型内气体能顺利排出。
2 缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面,形状不规则,孔内粗糙不平,晶粒粗大。
壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固,壁厚大且不均匀的铸件采用由薄向厚的顺序凝固,合理放置冒口的冷铁。
3 缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔,聚集在一处或多处,晶粒粗大,各晶粒间存在很小的孔眼,水压试验时渗水。
壁间连接处尽量减小热节,尽量降低浇注温度和浇注速度。
4 渣气孔在铸件内部或表面形状不规则的孔眼。
孔眼不光滑,里面全部或部分充塞着熔渣。
提高铁液温度。
降低熔渣粘性。
提高浇注系统的挡渣能力。
增大铸件内圆角。
5 砂眼在铸件内部或表面有充塞着型砂的孔眼。
严格控制型砂性能和造型操作,合型前注意打扫型腔。
6 热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(注要是弯曲形的),开裂处金属表皮氧化。
严格控制铁液中的 S、P含量。
铸件壁厚尽量均匀。
提高型砂和型芯的退让性。
浇冒口不应阻碍铸件收缩。
避免壁厚的突然改变。
开型不能过早。
不能激冷铸件。
7 冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(主要是直的),开裂处金属表皮氧化。
8 粘砂在铸件表面上,全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂(或涂料)的混(化)合物或一层烧结构的型砂,致使铸件表面粗糙。
减少砂粒间隙。
适当降低金属的浇注温度。
提高型砂、芯砂的耐火度。
9 夹砂在铸件表面上,有一层金属瘤状物或片状物,在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。
严格控制型砂、芯砂性能。
改善浇注系统,使金属液流动平稳。
大平面铸件要倾斜浇注。
10 冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑,其交界边缘是圆滑的。
砂型铸造缺陷分析一、铸件缺陷的分类〔1〕按工序分类我国一些企业为了便于从统计的角度进展质量管理,将铸件缺陷按工序进展分类如下:1〕造型废。
造型工操作疏忽造成的铸件缺陷。
如合型时忘记吹净型腔,导致砂眼缺陷等。
2〕浇废。
浇注工操作失误造成的缺陷。
如浇包中金属液量不够而造成未浇满等。
3〕料废。
金属炉料配比不当或原材料使用失误造成的化学成分不合格。
4〕毛坯废。
毛坯在清理过程中产生机械损伤。
5〕芯废。
制芯不当出现型芯尺寸不合格导致铸件尺寸不合格缺陷。
6〕混砂废。
型砂、芯砂混制不当而使铸件产生的缺陷。
如型砂配方不适宜导致铸件外表粗糙缺陷等。
〔2〕按缺陷的特征分类铸件缺陷种类繁多,形貌各异,在GB/T5611-1998"铸造术语"中将铸造缺陷分为八大类102种,见下表。
铸件缺陷的分类〔GBT5611-1998〕二、铸件缺陷分析与防止铸件缺陷的种类很多,对于铸件缺陷的分析是铸件生产工艺过程控制的重要环节。
经过检验发现铸件缺陷后,首先要从铸件缺陷的特征分析入手,借助多种检测手段,准确定位缺陷类型,这是分析的重点,也是难点。
在此根底上,根据车间现场生产工艺条件,查找缺陷发生的具体原因,提出改良方案和措施。
〔1〕气孔和针孔1〕产生原因。
气孔可根据产生的机理分为侵入气孔和析出气孔及反响气孔三种。
在金属液中溶解的气体,当浇注温度较低时,析出的气体来不及向上逸出;炉料潮湿、锈蚀、油污和带有容易产生气体的夹杂物;出铁水槽和浇包未烘干;型砂中水分超标、透气性差;涂料中含有过多的发气材料;型芯未烘干或固化,存放时间过长吸湿返潮、通气不良;浇注时有断流和气体卷入现象。
2〕防止方法。
炉料要烘干、除锈、去油污;焦炭块度适中、固定碳含量高、含硫量低、灰分少,以提高出炉液的温度;孕育剂、球化剂和所使用的工具要烘干;防止熔炼过程中过度氧化,熔炼球墨铸铁时,尽量降低原铁水中的含硫量;型砂混制要均匀,严格控制型砂中的含水量;在保证强度的前提下,尽量减少粘土的参加量,以提高型砂的透气性;尽量减少型砂中发气物质的含量;在烘干型、芯的过程中,要控制其烘干程度;制造型砂时舂砂要均匀,型、芯排气要通畅;浇注系统设计要合理,增加直浇道高度,以提高液态金属的静压力;出气冒口要放在型腔的最高处和型腔中气体不易排出的地方。
砂型铸造缺陷分析一、铸件缺陷的分类(1)按工序分类我国一些企业为了便于从统计的角度进行质量管理,将铸件缺陷按工序进行分类如下:1)造型废。
造型工操作疏忽造成的铸件缺陷。
如合型时忘记吹净型腔,导致砂眼缺陷等。
2)浇废。
浇注工操作失误造成的缺陷。
如浇包中金属液量不够而造成未浇满等。
3)料废。
金属炉料配比不当或原材料使用失误造成的化学成分不合格。
4)毛坯废。
毛坯在清理过程中产生机械损伤。
5)芯废。
制芯不当出现型芯尺寸不合格导致铸件尺寸不合格缺陷。
6)混砂废。
型砂、芯砂混制不当而使铸件产生的缺陷。
如型砂配方不合适导致铸件表面粗糙缺陷等。
(2)按缺陷的特征分类铸件缺陷种类繁多,形貌各异,在GB/T5611-1998《铸造术语》中将铸造缺陷分为八大类102种,见下表。
铸件缺陷的分类(GBT5611-1998)2)防止方法。
铸件设计要尽量避免厚度突然变化;铸件转角处做成适当的圆角,铸件中容易产生拉应力的部位和凝固较迟的部位可采用冷铁或工艺肋;单个浇道截面不宜过大,要尽量采用分散的多个浇道,浇道与铸件交接处应尽量避免形成热节,浇冒口与铸件交接处要有适当的圆角,浇冒口形状和安放位置不要妨碍铸件的收缩;粘土砂中加入适量木屑或采用粘结剂,以改善型砂芯的溃散性;型砂和砂芯不宜舂得过紧;改用合适的芯骨,芯骨外部要有足够的吃砂量。
(5)冷隔1)产生原因。
金属液浇注温度低,流动性差;浇注系统设计不合理,浇道数量少、断面面积小,直浇道的高度太低,金属液压头不够;金属液在型腔中的受到阻碍。
2)防止方法。
提高浇注温度,改善熔炼工艺,防止金属液氧化,提高流动性;改进浇注操作,防止大块熔渣堵塞塞口,浇注过程中不能断流;合理布置浇注系统,增大浇道截面积,增多浇道数量或改变其位置,采用较高的上箱或浇口杯加强对合型、紧固铸型的检查,防止分型面和砂芯出气孔等处跑火;改变铸件浇注位置,薄壁大平面尽量放在下面或采用倾斜浇注;铸件壁厚不能过小;提高型砂透气性,适当设置出气冒口。
铸铁件常见铸造缺陷的防止方法来源:《现代铸铁》铸铁件经常会发生各种不同的铸造缺陷,如何防止这些缺陷发生,一直是铸件生产厂关注的问题。
本文介绍了笔者在这方面的一些认识和实践经验。
1 气孔特征:铸件中的气孔是指在铸件内部,表面或接近表面处存在的大小不等的光滑孔洞。
孔壁往往还带有氧化色泽,由于气体的来源和形成原因不同,气孔的表现形式也各不相同,有侵入性气孔,析出性气孔,皮下气孔等。
1.1 侵入性气孔这种气孔的数量较少,尺寸较大,多产生在铸件外表面某些部位,呈梨形或圆球形。
主要是由于铸型或砂芯产生的气体侵入金属液的未能逸出而造成。
防止措施:(1)减少发气量:控制型砂或芯砂中发气物质的含量,湿型砂的含水量不能过高,造型与修模时脱模剂和水用量不宜过多。
砂芯要保证烘干,烘干后的砂芯不宜存放太长时间,隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干,以防砂芯吸潮,不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
(2)改善型砂的透气性,选择合适的型空紧实度,合理安排出气眼位置以利排气,确保砂芯通气孔道畅通。
(3)适当提高浇注温度,开排气孔和排气冒口等,以利于侵入金属液的气体上浮排出。
1.2 析出性气孔这种气孔多而分散,一般位于铸件表面往往同批浇注的铸件大部分都发现有。
这种气孔主要是由于在熔炼过程中,金属液吸收的气体在凝固前未能全部析出,便在铸件中形成许多分散的小气孔。
防止措施:(1)采用洁净干燥的炉料,限制含气量较多的炉料使用。
(2)确保“三干”:即出铁槽、出铁口、过桥要彻底烘干。
(3)浇包要烘干,使用前最好用铁液烫过,包中有铁液,一定要在铁液表面放覆盖剂。
(4)各种添加剂(球化剂、孕育剂、覆盖剂)一不定期要保持干燥,湿度高的时候,要烘干后才能使用。
1.3 皮下气孔这种气孔主要出现在铸件的表层皮下2~3mm处,直径为1~3mm左右。
而且数量较多,铸件经热处理或粗加工去除外皮后,就会清晰地显露出来。
防止措施;(1)适当提高浇注温度,严格控制各种添加剂的加入量,尽可能缩短浇注时间。
铸造缺陷与防止(精选五篇)第一篇:铸造缺陷与防止(三)常见缺陷及防止在球墨铸铁生产中,除会产生一般的铸造缺陷外,还经常会产生一些特有的缺陷。
主要有:缩孔及缩松,夹渣、皮下气孔、石墨漂浮及球化衰退等。
1.缩孔及缩松球墨铸铁形成缩孔及缩松的倾向都很大。
这是和其凝固特性及共晶团的生长方式密切相关的。
为了有效地防止缩孔和缩松的产生,采取下列工艺措施是必要的:l)加大铸型刚度,以帮助球墨铸铁件较软的外壳抵抗由于石墨化膨胀所产生的使外壳胀大的倾向,使铸件外壳保持原有的形状。
这样,铸件需要补缩的体积不致因外壳的胀大而增加。
这一措施可使石墨化膨胀所产生的巨大的膨胀力作用于正在生长的共晶团,从而有效地消除共晶团间的微观缩松。
目前生产中常用的高刚度铸型如水泥型,金属型等,对于防止球墨铸铁的缩松都有较好的效果。
2)增加石墨化膨胀的体积。
通过适当增加碳量,并配合以有效的孕育处理,使球墨铸铁中石墨的数量增加而尽量避免自由渗碳体的产生,从而可提高铸件的自补缩能力。
如果上述两条措施配合恰当,实现球墨铸铁件的无冒口铸造是可能的,生产实践经验已充分证实了此点。
3)采用适宜的浇注温度,以减少液态收缩值。
4)结合生产条件,合理地选用冒口或冒口加冷铁的防止收缩缺陷的工艺。
2.夹渣夹渣通常称黑渣,多出现在铸件浇注位置的上平面或型芯下表面部位。
根据夹渣形成的时间不同,可将其分为一次夹渣和二次夹渣。
前者是由于在球化处理时产生的氧化物及硫氧化物等在浇注之前未清除干净,随铁液浇入铸型所致。
后者是在浇注过程中以及在铁液尚未在铸型中凝固以前的一段时间内产生的渣。
一次渣的尺寸较大,二次渣一般很细小,在铸件的加工表面上表现为暗灰色无光泽的斑纹或云片状。
夹渣缺陷严重影响铸件的力学性能,特别是硬度、韧性及耐磨性,并能导致耐压铸件发生渗漏。
防止措施主要有:1)尽量降低原铁液的含硫量。
2)在保证石墨球化条件下,降低铁液的残留镁量和残留稀土量。
3)提高浇注温度,应不低于1350℃。
灰铸铁件加工面麻点状小孔缺陷的分析及防止铸件加工面麻点状小孔缺陷的形貌、分布特征和产生原因进行了分析。
认为:麻点是由许多尺寸在0.3 mm 以下的小孔组成,多产生在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位,主要分布在石墨密集区域,特别是在石墨封闭或半封闭区域;铸件w(C)和w(Si)量偏高,凝固过程中局部冷速过慢,切削用量偏大都有可能引起这种缺陷。
提出了预防这种缺陷的四条措施。
关键词:麻点状小孔缺陷;石墨剥落;预防措施灰铸铁的切削加工表面时常出现麻点缺陷,肉眼观察为小黑点的缺陷,实际是形态各异的小孔,因而易被误认为是表面缩松或是非金属夹杂物。
这种缺陷比较容易出现在HT300 以下的各种牌号铸件,产生部位多在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位。
1 缺陷的形貌特征1.1 宏观形貌对切削加工后表面存在缺陷的铸件进行解剖,试样的材料牌号为FC300(相当于HT300),化学成分为w(C)2.72%,w(Si)2.05%,w(Mn)0.76%,w(P)0.056%,w(S)0.095%。
对试样进行打磨抛光后观察,其宏观形貌如图1 所示,表面有大小不等的麻点状小孔。
1.2 微观形貌文献[1]把这种缺陷称为“麻点”,并认为是“切削加工面上存在大量的直径0.2 mm 左右的小孔”。
对图1 试样金相观察,这种缺陷是尺寸小于0.3 mm 的小孔,且小孔形状各异,圆孔甚少,尚难以用直径表达;并且尺寸大于0.2 mm 的小孔(图中左侧的小孔);图3(c)石墨呈近似n 形分布形成的小孔;图3(d)石墨呈△形(图左上)和V 形或Y 形(图右下)分布形成的小孔;图3(e)石墨呈竹叶状分布形成的小孔。
图3 的共同特征是微区金属被一根或几根片状石墨所包围,成孤岛状或半岛状,在切削力作用下剥落形成小孔;当切削力较大时,切屑崩落,也会超越石墨边界。
但相对而言,当微区金属被石墨包围成封闭或半封闭状态时,在切削力作用下,会优先于其他微区的金属剥落而形成小孔。
实际情况中不仅存在以上几种小孔,因为灰铸铁在凝固和继续冷却过程中,情况复杂,有很大的随机性,石墨形状和分布也不尽相同。
当石墨与所包围的金属呈封闭或半封闭状态时,在切削加工(车、铣、铇、磨)过程中,石墨及其所包围的金属容易剥落,形成相应的小孔,如图4 所示。
孔也较多。
麻点状小孔缺陷的分布特征如下。
(1)缺陷多发生在石墨密集分布的区域,如图2 所示。
图2(a)是0.2~0.3 mm 的小孔;图2(b)是0.1~0.2 mm 的小孔;图2(c)是0.05~0.10mm 的小孔。
图2(d)是≤0.05mm 的小孔;图2(e)是长宽比≥5 的小孔。
这些小孔的共同特点是周围片状石墨密集分布,石墨面积率为10%~15%,孔的边缘隐约可见片状石墨的痕迹,孔内呈灰色或黑色,并非块状石墨或其他。
(2)当石墨呈封闭或半封闭状态时,在切削力作用下,容易形成“麻点”。
如当石墨分布呈多角形、C 形、O 形、n 形、△形、□形、V 形、U 形、竹叶状等形状时都有可能形成与上述形状相吻合的小孔,如图3 所示。
图3(a)石墨呈多角形分布形成的小孔;图3(b)石墨呈C 形分布形成的小石墨密布区要比非密布区割裂基体严重,在切削力作用下,容易使石墨及其所包围的金属剥落而形成小孔,如图5 所示。
图5(a)为尚未形成小孔的初始态,中心部位有2 处(1 区和2 区)可能出现剥落形成小孔;图5(b)为经第1 次打磨抛光后,1 区石墨上部开始连通;图5(c)为经第2 次打磨抛光后,局部石墨开始剥落;图5(d)为经再次打磨抛光后,1 区石墨连同它所包围的金属剥落,形成小孔。
图4(a)石墨呈半封闭状态,石墨及其所包围的金属剥落后形成的小孔;图4(b)石墨呈封闭状,石墨及其所包围的金属剥落后形成;图4(c)是将图4(b)的照片抛光面再经5 次打磨抛光(至少磨去0.15 mm)后的形貌,周围的石墨已经发生了很大变化,但小孔依然存在。
2 麻点状小孔缺陷的形成过程为了解这种缺陷的形成原因和找出预防对策,并正确认识亚共晶铸铁中的“块状石墨”,试验对可能出现这种缺陷的微区采用每次微量抛磨的方法,反复进行金相观察来得到麻点的形成过程。
2.1 试验方法将图1 所示的试块依次用#600、#900 砂纸打磨,再用粒度2.5 μm 的金刚石研磨剂抛光,抛磨机的转速为600 r/min,磨盘直径200 mm,观察试样的金相组织。
选择石墨密布区和具有封闭、半封闭状态特征的微区进行观察,记录5~6个微区;然后再次打磨、抛光,观察各特征点变化,记录石墨所包围的金属的剥落情况。
这样就可以观察到石墨及其所包围的微区金属的剥落过程,也就是小孔的形成过程。
2.2 试验结果2.2.1 石墨密布区剥落过程基体金属被片状石墨所包围,在切削力作用下,最易剥落形成小孔。
图6 显示了受石墨包围的金属的剥落过程。
图6(a)为几根石墨呈枣核状分布,石墨内侧稍有剥落,包围着1 区和2 区,尚未形成小孔的初始态;图6(b)为经第1 次打磨抛光后,1 区金属剥落,2区又出现一根石墨,而使2 区金属形成孤岛;图6(c)为经第2 次打磨抛光后,2区金属剥落与1 区金属连成一片,但石墨依然存在;图6(d)、图6(e)为再经2 次打磨抛光后,石墨逐渐剥落,形成一个钝三角形小孔。
2.2.3 处于应力集中区金属的剥落过程基体金属未被片状石墨包围,但经打磨抛光仍可能剥落,原因是局部金属处于应力集中区。
图7 显示了处于应力集中区的局部金属剥落形成小孔的过程。
图7(a)为尚未形成小孔的初始态,照片上有2 个区,1 区和2 区都有可能出现金属剥落,1 区是缺口型,2 区有3 根小石墨露头;图7(b)为经1 次打磨抛光后,2 区金属剥落;图7(c)再次打磨抛光后,小孔面积变小,孔内填充了污物———细微切屑、石墨微粉、金刚石微粉和抛织物的混合物。
图7 说明小孔的形成过程与该部位的应力集中有关,但也不排除3 根小石墨在抛光面下有一定深度。
2.3 常见石墨分布形状的剥落过程常见石墨分布形状有△、、Ο、V 或近似V、月牙形等。
2.3.1 石墨呈△形分布的剥落过程图8 为石墨呈△形分布的剥落过程。
图8(a)为未形成小孔的初始态;图8(b)为经1 次打磨抛光后,△形包围的金属剥落;图8(c)为经再次打磨抛光后,△形变小,孔内有污物。
笔者曾对石墨近似四方形分布形状做过试验,结果同上,出现了近似四方形小孔。
2.3.2 石墨形分布的剥落过程石墨呈形或近似Ο形、C 形、б形、δ形等分布形状都可能在切削力作用下形成小孔,如图9 所示。
图9(a)为未形成小孔的初始态,石墨呈形分布;图9(b)为经1 次打磨抛光后,石墨连同它所包围的金属剥落,形成一个孔,但仍残留少量金属;图9(c)为进一步打磨抛光后小孔形体变小,但仍残留一小块金属。
2.3.3 石墨V 形或近似V 形分布剥落过程石墨呈V 形或近似V 形所包围的金属处于半岛状,在切削力作用下,易于同母体分离。
图10(a)为尚未剥落的初始态,图中有3 个呈V 形或近似V 形分布的石墨区;图10(b)为经1 次打磨抛光后,近似V 形的3 区金属剥落;图10(c)为再次打磨抛光后,小孔内充满了污物1 区和2区未分离。
2.3.4 石墨呈月牙形(或盘状)分布剥落过程图11(a)为未剥落成小孔的初始态,中部石墨很像大C 形,实际上它是由2 根石墨组成的,下部是月牙形;图11(b)为经打磨抛光后,形成一个盘形小孔,另1 根石墨清晰可见。
其实石墨呈U 形或抛物线状分布的小孔形成过程也与此相似。
图12 为石墨呈U 形或抛物线状分布,在切削力作用下,它所包围的金属即将剥落(已变色),抛物线外局部金属出现了剥落。
3 麻点状小孔形成原因分析这种缺陷产生的原因包括内因和外因两方面。
内因主要是w(C)和w(Si)量偏高和铸件冷速过慢;外因主要是切削用量偏大、刀具磨损及机床振动等因素。
3.1 w(C)和w(Si)量偏高w(C)和w(Si)量偏高,导致石墨粗大,容易出现这种麻点状小孔。
日本有些企业把限制这种“麻点”缺陷列为铸件验收依据。
某企业的检查规格书中对FC350、FC300、FC250、FC200(FC 相当于中国HT)4 个牌号的“麻点”照片进行排列比较,材料牌号由高到低,“麻点”数量由少到多,面积由小到大。
3.2 铸件冷却速度缓慢铸件冷却速度缓慢也是形成这种缺陷的一个重要原因。
试验中选用的试样w(C)2.72%、w(Si)2.05%,应当比较适中或是偏低。
通过对试样进行分析可知,试样局部石墨粗大且密集分布,珠光体片间距>1~2 mm,表明冷速缓慢,如图13~16 所示。
图13 金相抛光面上的粗大石墨,3级;图14 局部A 型石墨密集分布,是一种石墨魏氏组织[1];图15 为试样的珠光体基体,在放大100 倍下观察可看到局部珠光体的层片状。
图16为放大400 倍的显微照片,珠光体片间距>1~2mm,属中等片状。
3.3 切削用量偏高切削用量包括切削速度、进刀量、切削深度三要素。
这三要素关系到切削过程中切削力的大小。
切削速度高、进刀量大、切削深度深,都会使切削力加大,容易使石墨及其所包围的金属剥落。
灰铸铁的切屑属粒状切屑和崩碎切屑,当切削用量超出正常规范时,冲击力加大,并伴有振动现象,易形成崩碎切屑,更易出现麻点,甚至连片状石墨边界都可能崩落。
文献[1]在推测麻点原因时认为是切削速度太快、刀具状态不良等原因。
刀具如果过度磨损,将改变刀具的几何形状和角度,不仅使切削力加大,摩擦力剧增,并引起振动,恶化加工表面。
4 麻点状小孔的预防措施4.1 降低w(C)和w(Si)量C 和Si 都是强石墨化形成元素。
降低w(C)和w(Si)量的目的是为了细化石墨。
对于同一种牌号的灰铸铁铸件,不同铸件,选择w(C)和w (Si)量应按铸件的大小和不同壁厚分档,这是众所周知的道理。
但在实践中有些工厂为了简化操作,执行不到位,所有铸件不分大小和壁厚,用同一炉或同一包铁液浇注,这就很难保证铸件质量,很难确保大件壁厚部位没有麻点状小孔缺陷。
4.2 加强孕育处理对一般企业而言,生产HT200 以上牌号的铸件都进行孕育处理,多用FeSi75,但该孕育剂的缺点是抗衰退能力差,1.5 min 内孕育效果达到峰值,8~10 min 后衰退到原来状态。
为了预防衰退应及时浇注,或改用抗衰退能力更强的硅钡孕育剂,孕育效果可维持20 min,如果有条件最好采用随流孕育。
4.3 厚大部位放置冷铁用冷铁强化冷却,可有效地细化共晶团和石墨,使组织更加致密,预防麻点状小孔出现。
4.4 制订合理的切削加工工艺一般金属切削加工根据铸件加工余量的大小,细分为粗加工、半精加工和精加工,以达到平整的加工表面。
为减少或消除麻点状小孔,粗加工、半精加工的切削用量可以大一点,但精加工最后一刀必须谨慎,切削用量要小,刀具状态要好,通过精加工把半精加工产生的微观不平度和麻点去除,并尽可能少地产生新的小孔。