TA的每日心情 | 慵懒 2019-12-11 10:39 |
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签到天数: 931 天 连续签到: 1 天 [LV.10]以坛为家III
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发表于 2009-8-5 22:59:25
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用树脂砂生产薄壁、形状复杂的铸钢件时,最容易产生的一种缺陷是热裂。其原因有三:
! M- M n" a2 L D9 r1、使用树脂砂流动性好,易紧实;树脂加入量少,砂粒上包覆的粘结剂膜薄,这样砂粒受热膨胀,砂芯、砂型的热膨胀率会比水玻璃砂芯(型)高。
& _* e) ~5 R5 h2、树脂砂受热后,在还原性气氛下树脂炭化结焦而形成坚硬的焦炭骨架,能提高砂芯热强度(如1000℃时树脂砂的抗压强度是水玻璃砂的5~10倍),严重阻碍砂芯(型)退让。呋喃树脂中糠醇的含量越高(氮含量越低),铸件的热裂倾向越大,因为糠醇提高了树脂的热分解温度,降低了树脂的热分解速度,从而降低了砂型或砂芯的溃散性,使砂型或砂芯更加阻碍铸件收缩,造成铸件热裂倾向加重。由于铸钢凝固时液一固两相区的区间较宽,因此呋喃树脂砂铸钢时更易产生热裂缺陷,尤其是框架结构件。, E% s8 e. z; T5 J' v
3、用呋喃树脂砂时,采用对甲苯磺酸作催化剂会增硫,从而加大热裂倾向性。! g7 F8 w5 T0 x) G, u) F# `/ r
高温金属凝固时产生的收缩受到砂芯(型)较大的阻力,使铸件产生应力和变形,而合金表面增硫,又降低了抗热裂的能力。当应力或变形超过合金在该温度下的强度极限或变形能力时,就会形成热裂。
$ t2 `* g: I5 N- i5 ?* c, D: X' b为使树脂砂,尤其呋喃树脂砂避免或减少热裂,可采取以下几个方面的措施:; h1 G. u1 O+ }/ Q
1、合金方面
3 U5 ~0 d7 }0 U% ~* a(1)控制铸件的含硫量,宜在0.03%以下,并且避免铸件中出现Ⅱ型硫化物。(铸钢件中的硫化物呈三种形态,即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈断续状,容易引起铸件热裂。)通过调整锰硫比来改变硫的分布型态。
8 k3 L0 f' c* V5 ^) e7 t(2)对于碳钢件,应使S+P≤0.07%,因为硫与磷的叠加作用,使热裂倾向性增加。6 H, F/ z1 a% m C4 p9 Q1 A4 m
(3)用A1脱氧时,应将铝的残留量A1残留控制≤0.1%;过高的A1残量,有利于形成A12S3,甚至可能形成A1N,使钢的断口呈现“岩石状”,大大降低铸钢件的抗热裂能力。
$ ?& o" {" t3 a4 _+ \3 H(4)使钢的晶粒能细化。如在钢液中加入稀土和硅钙,既可脱氧、脱硫,又可以细化晶粒。对NiCrMoV钢的测定表明:在相同的条件下,经稀土+硅钙处理的钢液,较之未处理的钢液,其抗裂能力高2倍以上。
1 H; `" V: p* a0 ?. s2、铸造工艺方面. N, z4 U- Y; \
(1)在满足铸件的充填性的要求时,尽量降低钢液的浇注温度。对0.19%C的碳钢,在1550℃时浇注比在1600℃时浇注,其抗热裂能力几乎高一倍。
/ V1 z9 i- W, d/ O- y(2)对于薄壁铸件,宜采用较高的浇注速度。如对某铸钢件,重量为 125Kg,壁厚为15mm,浇注时间为14秒时不出现热裂;延长至40秒就观察到裂纹。
% D# @* F+ F2 R0 r/ _% T7 k$ Y(3)在铸件易发生裂纹处设置防裂筋,是防止铸钢件热裂的有效措施。具体办法参阅文献[ ]。
) L( n& |7 F! J(4)及时松箱,也有助于减少热裂,因为可以减少铸件的收缩应力。- v; V+ Q/ G+ D) C/ C J l# q/ l
3、造型材料方面
4 V7 B- o2 a7 E5 f# K(1)降低树脂加入量,或对树脂改性,使树脂具有热塑性,让呋喃树脂在高温时不结焦或少结焦,从而保证其有良好的高温容让性。, [3 s1 ^! [# n! `3 H
(2)在呋喃树脂砂中加入附加物,使树脂砂具有热塑性;或者在收缩受阻最严重处,加入木粉、泡沫珠粒;或者在铸型中相应部位放塑性好的退让块,提高其高温退让性。) _1 b, [! [' `. C+ O+ ~9 @& e
(3)采用磷酸固化剂。因为磺酸类固化剂容易引起铸件表面渗硫,在铸件表面引起微裂纹,成为龟裂源。
* F6 D2 C D/ ~ I(4)使用热膨胀系数较小的造型材料,如用铬铁矿砂等代替石英砂等。9 D1 Z7 B! [$ r# b# j
(5)减薄砂芯(型)的砂层厚度,如采用中空砂芯。例如:某类阀门铸件,仅仅通过减薄型芯砂层厚度,改变芯骨的连接方法,就消除了铸件的热裂缺陷。4 k: s J" R |8 _. }& S
(6)在易产生裂纹的地方合理使用冷铁或找其它激冷措施。
% E7 E: @1 B% a: L. T6 W(7)采用能有效减少渗硫的涂料。8 z7 R7 E$ H4 O' r8 O0 {& S
4、铸件结构方面 J1 q; P" \, G" Q3 P
铸件的形状与尺寸,是由设计者决定的,生产方无法改变。但是,对于园角的大小,壁厚过渡处的处理等,可以与有关设计部门协商,按照铸造生产要求作适当修改。 |
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