EQY-22-2000球墨铸铁铸件缺陷及修补技术要求
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铸件缺陷的检查与修补摘要本文首先阐述了铸件常见缺陷,其次,就铸件缺陷的检查与修补进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。
关键词铸件缺陷;检查;修补0 引言铸造工艺与其他工艺相比,是—项比较复杂的工艺。
在全部铸造生产中,影响铸件质量的因素很多,很容易产生各种类型的铸造缺陷。
铸件虽然产生缺陷。
但不的—律视为废品。
应根据铸件的具体情况来进行具体的分析,某些有铸造缺陷的铸件经过修补后还可以使用。
1 铸件常见缺陷铸件缺陷有:冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
1)冷隔和浇不足液态金属充型能力不足,或充型条件较差,在型腔被填满之前,金属液便停止流动,将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。
浇不足时,会使铸件不能获得完整的形状;冷隔时,铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔:提高浇注温度与浇注速度。
2)气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。
气孔的内壁光滑,明亮或带有轻微的氧化色。
铸件中产生气孔后,将会减小其有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。
气孔还会降低铸件的致密性,致使某些要求承受水压试验的铸件报废。
另外,气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生:降低金属液中的含气量,增大砂型的透气性,以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
3)粘砂铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。
粘砂既影响铸件外观,又增加铸件清理和切削加工的工作量,甚至会影响机器的寿命。
例如铸齿表面有粘砂时容易损坏,泵或发动机等机器零件中若有粘砂,则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动,并会玷污和磨损整个机器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
4)夹砂在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷,在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方,型腔上表面受金属液辐射热的作用,容易拱起和翘曲,当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎,留在原处或被带入其它部位。
球墨铸铁常见缺陷及防治措施探讨作者:范轲高建辉来源:《科学与财富》2018年第16期摘要:当球墨铸铁出现相应缺陷的时候,会对产品质量产生直接影响,所以必须对其做到足够重视。
球墨铸铁的常见缺陷包括石墨漂浮、皮下气孔和变形等。
在文本中,分析了球墨铸铁的常见缺陷,并且提出了相关防治措施。
关键词:球墨铸铁;常见缺陷;防治措施球墨铸铁对两种技术进行了充分应用,分别是球化和孕育处理技术,通过该技术的应用在一定程度上提高铸铁的多种性能,主要包括机械性、能塑性,同时相较于碳钢,铸铁的强度更大。
在二十世纪四十年代的时候,球墨铸铁出现了,其有着优良的性能,正是因为如此,在机械制造业中对其进行了广泛应用[1]。
当进行具体实施的时候,需要严格控制球墨铸铁的生产质量,由此为其质量奠定坚实基础。
一、球墨铸铁常见缺陷(一)石墨漂浮通常情况下,当处于铸铁过程中的时候,若是碳和硅的含量比较高,铁夜冷却的速度无法满足相关要求,离析出比较多的大径石墨,并且积聚在铸件上部,那么便非常容易导致石墨漂浮的产生。
对于是石墨漂浮来说,其出现的主要因素是碳当量,同时铁液中氧化物浮渣和硫化物浮渣的含量也会对其产生比较大的影响,相关人员需要对其做到足够重视。
(二)皮下气孔当进行具体实施的时候,导致皮下气孔出现的原因是比较多的,通常情况下在浇铸过程中产生,其形成因素主要有两种,分别是氢与一氧化碳,其类型也有两种,分别是状气孔和椭圆气孔。
对于大型球墨铸铁件来说,其非常容易出现本种问题,主要原因是其轮廓尺寸比较大,当其没有对浇注系统进行合理设计的时候,会导致浇注时间过长,型腔中铁液温度梯度同相关要求与标准不相符,在此情况下,气孔铸造缺陷比较容易出现在铸件上平面[2]。
(三)缩孔缩松当球磨铸铁处于凝固状态中的时候,共晶膨胀力得到相应增大,当铸型钢度比较小,胀大铸铁外形的时候,铸件最终凝固部位所得到的液态金属补偿是无法对相关要求进行满足的,进一步导致缩孔缩松问题的出现。
一、概述复相球墨铸铁磨球是我厂于2000年开发的新产品,用于原低合金磨球的升级换代。
我厂年产该类磨球量近万吨,在实际生产中,由于不同种类缺陷的存在,使磨球在实际工况条件下常出现不耐磨、失圆等影响磨球使用寿命的不利因素,为此有必要对各类缺陷进行分析,并制定相应的防止方法,用于指导生产实践。
二、常见缺陷及特征1.球化不良和球化衰退二者缺陷特征相同。
(1)宏观特征铸件断口为银灰色上分布芝麻状黑色斑点,其数量多、直径大,表明程度严重。
若全部呈暗灰色粗晶粒,表明球化不完全。
(2)金相组织集中分布大量厚片状石墨,其数量越多、面积越大,表明程度越严重,球化不完全时呈片状石墨。
(3)产生原因原铁液含硫高,以及严重氧化的炉料中含有过量反球化元素;处理后铁液残留镁和稀土量过低。
铁液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。
选用低硫焦炭和金属炉料,必要时进行脱硫处理。
另外,应进行废钢除锈,以及增加球化剂中稀土元素用量,严格控制球化工艺。
2.缩孔和缩松特征和产生原因:缩孔产生于铁液温度下降发生一次收缩阶段。
如大气压把表面凝固薄层压陷,则呈现表面凹陷及局部热节凹陷,否则铁液中气体析出至顶部壳中聚集成含气孔的内壁光滑的暗缩孔,有时也与外界相通形成明缩孔,则内表面虽也光滑,但已被氧化。
球墨铸铁共晶凝固时间比灰铸铁长,呈粥状凝固,凝固外壳较薄弱,二次膨胀时在石墨化膨胀力作用下使外壳膨胀,松弛了内部压力。
因此在二次收缩过程中,最后凝固的热节部位内部压力低于大气压,被树枝晶分隔的小熔池处成为真空区,完全凝固后成为孔壁粗糙且排满树枝晶的疏松孔,即缩松缺陷。
宏观缩松产生于热节区残余铁液开始大量凝固的早期,包括了残余铁液的一次收缩和二次收缩,因而尺寸略大且内壁排满枝晶,呈灰暗疏松孔或蝇脚痕状黑点;微观缩松产生于二次收缩末期,共晶团或其集团间的铁液在负压下得不到补缩凝固收缩而成,常见于厚断面处。
3.皮下气孔(1)形貌特征铸件表皮下2~3mm处均匀或蜂窝状分布的球形、椭圆状或针孔状内壁光滑孔洞,直径0.5~3mm,可在热处理和抛丸清理后暴露或机加工时发现,小件中较多。
球墨铸铁的部分缺陷及解决方法球铁是近40年来我国发展起来的重要铸造金属材料。
由于球状石墨造成的应力集中小,对基体的割裂作用也较小,故球铁的抗拉强度,塑性和韧性均高于其他铸铁。
与相应组织的钢相比,塑性低于钢,疲劳强度接近一般中碳钢,屈强比可达0 7~0 8,几乎是一般碳钢的2倍,而成本比钢低,因此其应用日趋广泛。
当然,球铁也不是十全十美的,它除了会产生一般的铸造缺陷外,还会产生一些特有的缺陷,如缩松、夹渣、皮下气孔、球化不良及衰退等。
这些缺陷影响铸件性能,使铸件废品率增高。
为了防止这些缺陷的发生,有必要对其进行分析并且精密铸造,总结出各种影响因素,提出防止措施,才能有效降低缺陷的产生,提高铸件的力学性能及生产效益。
本文将讨论球铁件的主要常见缺陷:缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 缩孔缩松1.1影响因素(1)碳当量:提高碳量,增大了石墨化膨胀,可减少缩孔缩松。
此外,提高碳当量还可提高球铁的流动性,有利于补缩。
生产优质铸件的经验公式为C%+1/7Si%>3 9%。
但提高碳当量时,不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。
(2)磷:铁液中含磷量偏高,使凝固范围扩大,同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补给,以及使铸件外壳变弱,因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。
一般工厂控制含磷量小于0 08%。
(3)稀土和镁:稀土残余量过高会恶化石墨形状,降低球化率,因此稀土含量不宜太高。
而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素,阻碍石墨化。
由此可见,残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向,使石墨膨胀减小,故当它们的含量较高时,亦会增加缩孔、缩松倾向。
(4)壁厚:当铸件表面形成硬壳以后,内部的金属液温度越高,液态收缩就越大,则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加,其相对值也增加。
另外,若壁厚变化太突然,孤立的厚断面得不到补缩,使产生缩孔缩松倾向增大。
(5)温度:浇注温度高,有利于补缩,但太高会增加液态收缩量,对消除缩孔、缩松不利,所以应根据具体情况合理选择浇注温度,一般以1300~1350℃为宜。
球墨铸铁件表面缺陷清华大学于震宗引言球墨铸铁件的缺陷分为表面缺陷和内在缺陷两大类,后者即有关金属材质方面的缺陷,不属于本文范围内。
本文内容重点是砂型铸件的表面缺陷,包括用湿型砂、水玻璃砂、树脂砂等砂型和砂芯生产的铸件。
砂型球墨铸件的表面缺陷有多种,本文仅选择①粘砂,②砂孔和渣孔,③夹砂,④气孔,⑤胀砂、缩孔和缩松等缺陷进行讨论。
有的缺陷如灰班虽然发生在铸件表面上,而产生原因完全属于材质方面,则不包括在本文内:一. 球墨铸件气孔缺陷气孔是最难分析其形成原因和最难找出防治方法的铸件缺陷。
这是因为气孔的形成原因很多,从外观上又不易分清气孔是属于那种类型的。
虽然采用扫描电镜和能谱等微观分析方法有助于估计气孔的产生原因,但是这些先进的技术都还处于研究阶段,大多数铸造工厂尚难在生产中利用。
根据气孔发生机理,可分为裹入、侵入、析出和反应四类气孔。
其中裹入气孔是浇注时金属液中裹带着空气泡,随着液流进入型腔中而产生的气孔缺陷。
侵入气孔是铸件表面凝固成壳以前,砂型、砂芯等造型材料受热产生的气体侵入金属液中,形成气泡而产生的气孔球铁铸件最常遇到的气孔缺陷是反应气孔和析出气孔。
以下将分别讨论:1. 析出气孔金属液中溶解的原子态氢、氮气体元素,随金属温度下降而溶解度逐渐减小。
下降至结晶温度或凝固温度时,溶解度突然变小,氢、氮以分子态气相析出形成气泡,使铸件产生气孔,称为析出气孔。
生产铸铁的工厂中,最常见的析出气孔是使用树脂砂型和砂芯造成氨氮气孔,也有来自炉料和增碳剂的氮气孔。
①氨氮酚醛树脂覆膜砂的硬化剂为乌洛托平(六亚甲基四胺(CH2)6N4)。
铸铁件用热芯盒呋喃树脂含有尿素(CO(NH2)2)。
硬化剂用含有尿素和NH4Cl的水溶液。
冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷树脂的聚异氰酸酯组分中含有-RNCO基团。
上述树脂砂都含有多少不等的氨或胺,都是引起析出气孔的根源。
所含氮不同于空气中的氮,大气中78%是由氮组成,并不引起析出气孔缺陷。
攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计(论文)文献综述院(系):材料工程学校专业:材料成型及控制工程班级: 2010级材料成型及控制工程2班学生姓名:范家栋学号: 2010111020112013年12月4日文献综述:球墨铸铁件常见缺陷及工艺措施摘要:本文对球墨铸铁件生产中常见的缩孔、缩松、夹渣、、皮下气孔、球化衰退与球化不良缺陷及影响因素进行了详细分析, 并根据实际情况提出了一些有效的工艺措施措施。
关键词:球墨铸铁缺陷工艺措施球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,具有良好的强度和韧性, 其机械性能与铸钢件相当, 在耐热性、耐蚀性及耐磨性上优于传统的片状石墨铸铁, 而且在经济上球墨铸铁件生产成本低于铸钢件,因此高强度球墨铸铁件在结构件上有取代铸钢的趋势。
当然,球墨铸铁因其自身特性常产生一些常见缺陷外的特有缺陷。
这些缺陷影响铸件性能, 使铸件废品率增高。
为了防止这些缺陷的发生, 有必要对其进行分析, 总结出各种影响因素, 提出防止措施, 才能有效降低缺陷的产生, 提高铸件的力学性能及生产效益。
本文将讨论球铁件的主要常见缺陷: 缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。
1 缩孔缩松1.1 产生原因缩孔的形状不规则,孔壁粗糙。
防止缩孔产生的条件是合金在恒温或很小的温度范围内结晶。
铸件壁逐层凝固的方式进行凝固。
液态合金填满铸型后。
因铸型吸热,靠近型腔表面的金属很快就降到凝固温度,凝固成一层外壳,温度下降,合金逐层凝固,凝固层加厚,内部的剩余液体,由于液体收缩和补充凝固层的凝固收缩,体积缩减,液面下降,铸件内部出现空隙,直到内部完全凝固,在铸件上部形成缩孔。
已经形成缩孔的铸件的铸件继续冷却到室温时,因固态收缩,铸件的外形轮廓尺寸略有缩小,如缩孔的形成过程分为4个阶段见图1.缩松为当合金结晶温度范围较宽时,在铸件表面结壳后,内部有一个较宽的液、固两相共存的凝固区域。
铸铁件缺陷分析及焊接修复注意要点铸造是工业生产中的重要工序,在铸件的焊接过程中容易在焊缝中出现裂纹、气孔、未熔合等多种焊接缺陷,从而对铸件的焊接质量造成非常严重的影响。
文章将在分析铸件焊补过程中出现焊接缺陷原因的基础上对如何提高铸铁件的焊接质量进行阐述,通过应用这些方法与措施可以有效地提高铸铁件的焊接质量,提高铸铁件焊接的经济效益。
标签:铸铁件;焊接;缺陷;方法;措施;质量前言铸铁件是在工业生产领域中应用较为广泛的钢铁材料,在铸铁件的生产过程中由于环境、铸造工艺以及技术水平等因素的影响经常会在铸铁件的表面产生铸造缺陷,严重影响铸铁件的使用效果,因此,在铸铁件完成铸造后,对其表面进行焊补来弥补铸造缺陷是铸造过程中较为常见的应对措施,提高铸铁件的补焊质量对于提高铸铁件的经济效益有着十分重要的意义。
1 灰口铸铁件焊接缺陷分析灰口铸铁是在工业生产领域中应用较多的工业材质,在对灰口铸铁焊接的过程中由于灰口铸铁件的焊接性能较差,在灰口铸铁的焊接过程中如果工艺不当容易产生以下的问题:(1)在灰口铸铁件的焊补过程中,由于铸铁件中所含有的石墨化元素不足和冷却速度较快,因此在铸铁件的焊缝与母材交界的熔合线处极易产生白口组织,严重时白口组织会覆盖整个焊缝,铸铁件出现的白口组织硬度较高但较脆,不利于后期的机械加工,同时机械加工时所产生的应力将会使得焊接区域受力过大而产生裂纹,影响铸铁件的使用效果。
(2)灰口铸铁件热传递效果较强,在铸件缺陷焊补的过程中所产生的热应力会使得焊缝表面产生裂纹,尤其是当焊缝接頭处有白口组织时这种热应力裂纹更为严重,严重时这种热应力会导致整个焊缝沿半熔化区从母材上掉落。
(3)铸铁件由于晶粒粗大,在铸造的过程中难免会产生残留气孔、疏松、夹砂以及缩孔等铸造缺陷,在铸铁件焊补的过程中混入的油、锈、水等杂质将会对焊接质量产生较为严重的影响。
(4)铸铁件焊补过程中会产生大量的热,铸铁件在这些大量热的影响下会导致石墨析出量增多并聚集张大,石墨熔点较高,且难于熔合,长时间的高温将导致铸铁件中的Fe、Mn、Si等物质形成相应的金属氧化物,这些氧化物的熔点较高在铸铁件焊补时与融化后的铁水夹杂在一起严重影响熔池的生成,并导致焊条熔滴打滚影响铸铁件焊补的效果。