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球墨铸铁件夹渣缺点 浇注体系角色重
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球墨铸铁件夹渣缺点 浇注体系角色重
添加时间:2019-03-19
球墨铸铁件夹渣缺点 浇注体系角色重
球球墨铸铁(NodularCastIron)是一种具有优良力学性能的金属资料,经过在铁液中加入球化剂和孕育剂,让石墨呈球状形核并长大而获得。20世纪40年代,现代球墨铸铁由美国世界锡公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首先研究成功。球墨铸铁在力学性能、物理性能、工艺性能、使用性能上具有独特的优势,出产工艺简略,成本低价,在机械、冶金、矿山、纺织、轿车及船舶等范畴使用广泛。

出产球墨铸铁时夹渣是最常见的缺点,其多呈现在铸件浇注方位的上平面或型芯上外表部位。夹渣缺点严峻影响铸件的力学性能,特别是耐性和屈从强度,导致承压部位发生渗漏。

笔者所在单位出产的一种发电设备铸件前期经常呈现铸件夹渣缺点而报废,针对此缺点进行了改善。

1.原工艺及缺点情况

铸件分量为4500kg,资料为QT400-18,呋喃树脂自硬砂造型。选用15t/h工频电炉熔炼,化学成分为:wC=3.5%~3.7%,wS=2.2%~2.7%,wMn=0.3%~0.47%,wP≤0.06%,wS≤0.2%,浇注温度为1350~1380℃。浇注体系选用半封闭式、横浇道在分型面的环形底注工艺,内浇道为4道φ35mm的陶瓷管,直浇道为φ80mm,横浇道截面为:70/80mm×100mm,截面比为:F直:F横:F内=1∶2.99∶0.77,工艺计划如图1所示。这样规划出来的铸件缺点主要为夹渣,方位在法兰反面和轴承上外表,形状不规则,无金属光泽,用浸透液或磁粉检测,有时用肉眼即可发现,如图2所示。



图1 工艺计划



图2 夹渣缺点分布

2.缺点原因分析

(1)熔炼或球化处理后,加入的熔剂和构成的熔渣在浇注时随金属液一同注入型腔。

(2)金属液在浇注过程中镁、稀土、硅、锰、铁等二次氧化,产生的金属氧化物和硫化物、游离石墨等上浮到铸件上外表或滞留在铸件内的死角和砂芯下外表等处。

原工艺该铸件的浇注压头为2.5m,铁液从浇口杯进入浇注体系后,直接由内浇道底返进入底法兰,进流速度大,约0.7m/s,进入型腔的铁液紊流严峻,且严峻卷气,因此铸件外表呈现许多的渣,构成该产品的废品率超过10%。

(3)由于含硫量过高,使金属液含有许多硫化物,浇注后在铸件内部构成渣。

(4)金属液中各组元(碳、锰、硫、硅、铝、钛)之间或这些组元与氮、氧之间发生化学反应,其氧化物与炉衬、包衬、砂型壁或涂料之间发生界面反应构成夹渣。

3.改善计划

(1)熔炼时对原资料进行分拣,确?菰、清洁、无锈蚀。

(2)进步铁液出炉温度和球化处理温度,对浇包进行充分烘烤。

(3)金属液在浇包内应静置一段时间,以利于渣上浮。

(4)降低原铁液含硫量,在确保球化前提下,尽可能削减球墨铸铁的残留镁含量。

(5)浇注体系改善。为确保铁液在充填型腔的过程中平稳、流通,按大孔出流理论对浇注体系进行了改善,如图3所示。选用开放式浇注体系,经过增大进流截面降低进流速度。铸件全体涣散进流,快速充型,确保浇口杯、直浇道及时充满。图3 改善后的浇注体系

该铸件重4500kg,浇注分量6000kg,依据相关公式核算的浇注时间为60s,阻流截面积为52cm2,即规划的开放式浇注体系的直浇道截面积为52cm2。依照标准的陶瓷管,则选择φ80mm的陶瓷管,截面积是50.24cm2,依照引荐的浇注体系份额,规划的横浇道截面形状是矩形(9cm×6cm),则面积是108cm2,内浇道是13道φ35mm的陶瓷管,截面积是125cm2,则最终的截面比是F直:F横:F内=1∶2.15∶2.49。

依据上面核算的参数核算得进流速度为0.28m/s,进流速度降低许多,是原工艺进流速度的40%。充型平稳,避免紊流,大大降低了铁液二次氧化的时机,从而能够削减夹渣缺点。

4.改善后验证

选用以上办法连续出产15件,铸件没有再呈现法兰和轴承上外表部位夹渣缺点,改善有用。相似的办法在其他产品上运用,也有显着效果。

5.结语

大型球墨铸铁件易于在浇注方位上外表以及铁液活动的一些死角区域产生夹渣缺点,这些缺点能够经过熔炼控制和浇注体系的改善来解决。浇注体系方式以及参数选择应能确保铁液平稳充型,为此浇注体系各组成部分面积、浇注时间需依照内浇道低速进流、铸件全体快速充满的原则来核算。
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