鑄鐵件的針孔缺陷-資料下載頁(yè)
2025-08-05 17:57本頁(yè)面
【正文】 也是導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生針孔缺陷的重要原因之一。據(jù)日本愛(ài)新高丘公司近期進(jìn)行的研究，用粘土濕砂造型生產(chǎn)線制造中、小型鑄鐵件時(shí)，加強(qiáng)鑄型的排氣，使?jié)沧⒑笮蛢?nèi)的壓力峰值降低、保持壓力峰值的時(shí)間縮短，可以有效地降低針孔缺陷的發(fā)生率。所采取的主要措施有：l 上型內(nèi)設(shè)置足夠數(shù)量的外通式排氣孔；l 上型完成后刮平其上表面時(shí)，避免余砂堵塞排氣孔；l 在壓鐵與上型的接觸面上開通氣槽，避免壓鐵堵塞排氣孔。在鑄型的上方、澆注時(shí)液流前沿的會(huì)集處，設(shè)置尺寸略大的排氣冒口，也是使鑄型的排氣通暢的有效措施。此處的排氣冒口，除排氣外，還有收集液流前沿過(guò)冷鐵液的作用，如設(shè)置得當(dāng)，不僅能避免該處產(chǎn)生針孔缺陷，而且可以改善鑄件的顯微組織。用粘土濕砂型鑄造時(shí)可采用的措施用粘土濕砂造型時(shí)，鐵液中所含的鋁、鎂等元素與鑄型中的水反應(yīng)而生成氫氣，是導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生針孔的主要原因。如果鑄鐵中氮含量較高，或芯子采用含氮量較高的粘結(jié)劑時(shí)，氫氣析出后，氮也會(huì)向氣泡中析出，使缺陷更為嚴(yán)重。因此，嚴(yán)格控制型砂中的水分至關(guān)重要。雖然煤粉受熱后會(huì)析出大量低分子量烴類氣體，使鐵液吸氫的可能性增加。但是，無(wú)論生產(chǎn)灰鑄鐵件或球墨鑄鐵件，粘土濕砂中加入3～5%的煤粉都有防止產(chǎn)生針孔缺陷的作用，這已是各國(guó)同行的共識(shí)。其原因可能是：煤粉熱解產(chǎn)生的氣體在鑄型－金屬界面處造成強(qiáng)還原性氣氛，阻礙鐵液中所含的活性元素與鑄型中的水發(fā)生反應(yīng)。也有研究報(bào)道稱：粘土濕型砂中加入2%左右的Fe2O3粉可以防止針孔缺陷，其原因是Fe2O3能與硅砂作用生成鐵橄欖石，在鑄型－金屬界面處形成屏障，阻礙鐵液與鑄型間發(fā)生的反應(yīng)。目前，對(duì)此仍有不同的看法，在生產(chǎn)中采用以前，必須通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)。用含氮粘結(jié)劑制芯時(shí)可采用的措施采用尿烷樹脂冷芯盒工藝制芯，或用覆膜砂制芯，每一鑄型中芯子用量又很多時(shí)，因鐵液吸收氮而致鑄件產(chǎn)生針孔的情況是經(jīng)常發(fā)生的。在這種情況下，除加強(qiáng)鑄型的排氣外，還應(yīng)盡可能地降低芯砂的發(fā)氣量。一般情況下，改善原砂砂粒表面的清潔程度，采用圓形砂，都可在保持芯子強(qiáng)度相同的條件下降低樹脂用量，從而降低芯子的發(fā)氣量。一些制造難度很高的芯子，如汽缸蓋的水套芯，一方面，由于形狀復(fù)雜、截面很薄，又要求具有很高的強(qiáng)度，難以將芯砂中的樹脂用量降低；另一方面，芯子與鐵液接觸的面積很大，受熱的情況特別嚴(yán)酷，會(huì)因樹脂熱解產(chǎn)生大量氣體，而芯子的截面面積又小、排氣特別困難。對(duì)于這種芯子，采用人造陶粒砂，是前景十分看好的選擇。日本久保田公司的恩加島鑄造廠，原來(lái)用硅砂配制覆膜砂，制造汽缸蓋的水套芯，樹脂用量很難降到3%以下，鑄件上經(jīng)常出現(xiàn)氣孔缺陷。后改用人造頑輝石圓粒砂配制覆膜砂，樹脂用量降到2%，發(fā)氣量減少了38%，而芯砂的抗彎強(qiáng)度卻提高了約50%。無(wú)論是殼芯、還是冷芯盒芯，芯子制成后再予以短時(shí)間的低溫烘烤，也是防止針孔缺陷的有效措施。加熱時(shí)，可使已硬化的樹脂中含有的一些游離烴揮發(fā)，芯子的發(fā)氣量可明顯降低。采用尿烷樹脂冷芯盒工藝制芯，芯子再次烘烤時(shí)，樹脂第二組分中的氮還可能進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，生成更為穩(wěn)定的化合物。據(jù)報(bào)道：美國(guó)有鑄造廠將冷芯盒工藝制成的芯子于250℃左右烘烤2小時(shí)（稱為Core Post Baking），顯著減少了鑄件的針孔缺陷。日本有一鑄造廠發(fā)現(xiàn)：制造殼芯時(shí)芯子的加熱不充分，是導(dǎo)致針孔缺陷增加的原因之一。將制成的殼芯于250～300℃，可使其發(fā)氣量降低15%左右，對(duì)于防止針孔缺陷也有很好的效果。澆注前往鐵液中添加固定氮的合金元素在芯子或鑄型采用含氮樹脂作粘結(jié)劑的情況下，如鑄件頻繁出現(xiàn)針孔缺陷，也可考慮往鐵液中添加固氮元素。常用的固氮元素主要有鋁、鈦和鋯，可根據(jù)具體條件選用。用于防止針孔時(shí)，都應(yīng)在澆注前加入鐵液中。加鋁時(shí)，可采用由鋁線切成的細(xì)?；蚣庸さ匿X屑，隨鐵流加入，%。鈦的固氮作用很強(qiáng)，%左右的鈦，能有效地減少鑄件上的針孔缺陷，但鈦不能用于球墨鑄鐵，因?yàn)樯倭康拟伨涂赡軐?dǎo)致石墨形態(tài)發(fā)生畸變。澆注前加鈦，不宜采用鈦鐵，因?yàn)殁佽F在澆注溫度下不易溶于鐵液，鈦的收得率不穩(wěn)定。需要加鈦時(shí)，最好用含鈦的硅鐵，同時(shí)完成瞬時(shí)孕育和加鈦兩項(xiàng)任務(wù)，采用這種工藝，%。鋯在鑄鐵中形成的氮化物比氮化鈦更為穩(wěn)定，也能有效地防止鑄件產(chǎn)生針孔，但鋯的原子量（）是鈦原子量（），其加入量應(yīng)略多于鈦，宜為 %左右?？刹捎煤喌墓梃F，在澆注前加入鐵液中。8
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