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    不锈钢铸造缺陷分析及生产过程控制要点

    作者:高新铸业 日期:2019-07-28
    内容摘要:浇注温度高于1590℃的工艺方案均出现了冒口处金属液喷溅的现象,导致铸件出现大片气孔。

    1喷溅现象

    浇注温度高于1590℃的工艺方案均出现了冒口处金属液喷溅的现象,导致铸件出现大片气孔。经对整个工艺过程分析得知,金属液喷溅主要是铸型和泥芯发气量大造成的。钢水温度高,树脂在高温钢水作用下迅速分 解和烧损,浇注过程发气量大,凝固时气体溶解度下降,体积迅速膨胀。而冒口处温度较高且凝固较晚,在其他部位凝固时,气体从低温处往高温处浮出使得冒口下面气压急剧增大,较终导致气孔较大。在保证浇注时间的前提下,将浇注温度控制在1550一1570℃范围内消除了金属液喷溅的现象。

    2冷却腔两侧气孔

    在浇注温度低于1540℃的工艺方案中,铸件解剖后发现冷却腔两侧处滞留了大量气孔。分析认为该气孔主要为侵入性气孔,形成的主要原因与浇注温度和铸件结构特点有关,浇注温度过低时,凝固时间短,金属液中的气体来不及上浮而滞留在铸件底部;此外,冷却腔外壁出现气孔处是由于其结构为弯曲形状,该处的垂直上部为铸型内壁,对气体的上浮有一定阻碍作用。通过适当提高浇注温度和缩短浇注时间,将浇注温度控制在1550一1570℃范围内,消除了冷却腔两侧气孔缺陷。

    3支撑面顶部气孔

    在浇注时间超过20s的工艺方案中,铸件支撑面顶部易出现气孔缺陷。经分析,该缺陷与浇注时间过长有关,因树脂采用有机粘结剂,在浇注后发气量较大,并且在短期内达到峰值,当铸型大量发气时,钢水未能建立足够的静压力防止气体的侵入。此外,浇注后树脂的分 解会产生一定热量,砂型的散热性差,凝固过程中的温度梯度小,形成顺序凝固相对困难,在未完全实现顺序凝固条件下,气体难以完全上浮至顶部或冒口中,一旦滞留位置不在加工余量范围,加工后就容易出现气孔缺陷。通过将浇注时间控制在11一15s内,有效消除了顶部的气孔缺陷。

    生产过程控制要点

    因铸件质量技术要求较高,整个过程需严格控制才能保证其质量。结合上述铸造缺陷及多次试验研究,对吠喃树脂砂生产不锈钢钢顶铸件的生产控制要点进行了总结和分析。

    (1)遵循“低温快浇”原则。由于树脂采用有机粘结剂,浇注后发气量大,降低浇注温度可减少发气总量。通过快浇工艺使钢水快速充满型腔,在铸型大量发气时,钢水已经建立足够的静压力可减少气体的侵入;

    (2)芯子埋排气绳、上箱扎气孔并留出通道引出砂芯的气。整个过程中,砂芯基本被钢液完全包覆,遇高温发气后,如没有合理排出气体将导致铸件产生气孔缺陷;

    (3)浇注时及时引火,降低型腔内气压。当界面压力超过金属静压时,气体通过扩散侵入金属液,及时引火可有效降低型腔内气压;

    (4)起模后2h刷错英粉醇基涂料4一5遍。树脂砂高温溃散性好,对涂料的涂刷质量要求高,涂刷层不致密或涂料附着力不强易造成冲砂或粘砂缺陷。刷涂4~5遍保证一定厚度涂料层可减少因树脂分 解产生的气体侵入到金属液中;

    (5)冷铁使用前进行抛丸处理。使用错英粉醇基涂料时,冷铁部位不易点燃,极易在冷铁部位生成表面气孔;

    (6)冒口切割采用电焊条切割或砂轮片切割,因铬含量较高而导致熔点较高,采用普通的气割冒口难以进行;

    (7)落砂温度控制在200℃以下。马氏体不锈钢在冷却过程中伴随着相变的发生,铸件冷却至200℃左右时,大部分马氏体相变基本完成,此后的冷却过程因体积收缩或相变体积膨胀造成的残余应力变化很小,可减轻铸件变形。

    不锈钢不同于其他材料,它在进行铸造的时候,一定要谨慎小心。除了是为了防止铸件有缺陷产生之外,还是为了能高效、节能的完成不锈钢铸造的生产。尤其是以下几方面,一定要牢记。

    首先不锈钢铸造的时候,铸造件的厚度不能太薄,否则会有白口的现象产生。其次是不锈钢铸件的斜度可以大一些,为的是便于将逐渐取出,尤其是对于抽出型铸造模具。而具体设定多大的斜度,还得考虑合金种类、铸件高度、表面位置等因素。

    由于金属的散热速度比较快,因此不锈钢铸造铸件的小厚壁都应该比砂型铸件要厚一些,在保证铸件顺利成型的前提下,还能是热量尽快的散发出去。

    精密铸造中不管铸件大小,当其成型起模之后必须进行修型,目的是为了使铸件的外形尺寸更加,以达到相应的标准。这工艺中可以采用的修型方式还是比较多的,以下几种比较常用的大家可以借鉴一下。

    铸件在刚起模的时候也许会存在局部松软不实的情况,要对这部分进行修型,只要用镘刀划松然后用工具再舂实可以了。而在其两壁橡胶的部位有可能会受损,需要用镘刀粘上砂子并对其进行磨平处理。

    铸件中不同的缺陷使用的修型方式都是不同的,如果有面积比较大的但是凹槽不深的情况的话,需要将先这部位的材料挖去,然后再重新填补、整平,以获得良好的表面质量。

    在不锈钢铸件成型过程中,一般都会经历球化反应,这是确保其品质的基础操作之一。但是实际中球化反应的结果却往往没有那么理想,不锈钢铸件球化不良的现象时常会发生,从而影响到了产品的质量。所以导致铸件球化不良的相关知识一定要全面掌握,以便于避免。

    不锈钢铸件球化不良现象的表现非常简单,是工件端面上会出现点状的黑斑,而且在铸件中心位置越来越密集。情况严重的话,黑点的直径和数量都会比较大。由于这种现象还在铸件球化反应中出现的,因此中间合金数量不够、球化剂数量不符或铁水中含硫量高等因素都是有可能的。

    为了避免这种现象的发生,首先需要严格控制原铁水中的含硫量;同时也可选择低硫生铁作为球化剂。另外在球化处理过程中,尽量要防止镁的烧损,以便于提高球化剂的吸收率,只有在此基础上才能铸造出的不锈钢铸件。


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