1、铸(zhù)件“桔皮”缺陷的特征 铸(zhù)件(jiàn)“桔皮”是生产中反(fǎn)复出现的一种铸(zhù)造(zào)缺陷,它对(duì)铸件(jiàn)质量的影响较(jiào)大,缺陷(xiàn)出现在铸(zhù)件肥厚(hòu)部位、热节及内(nèi)浇道附近以及(jí)受热集中而冷却又慢的(de)部位。铸件表面有微凸的(de)小圆(yuán)斑,呈(chéng)“眼圈”状,这些表面粗糙,看起来象“桔子皮”的斑点(diǎn),在多种铸件中反复出现,有时整批(pī)铸件均有,其在每个铸(zhù)件上的数量少则几个,多至整个(gè)平面(miàn);小圆斑有的较大,有的小至麻点;有时是(shì)单个分散的,有时也(yě)呈密集的片状凸(tū)起物,高出铸件0.4-0.6mm,直径3-5mm。据我公(gōng)司统计(jì),废品中的15%是“桔皮”缺陷造(zào)成(chéng)的,而且碳钢件产生(shēng)桔(jú)皮(pí)缺陷的机会更多一(yī)些。 2、“桔皮(pí)”缺陷产生(shēng)的原因分析 导致(zhì)“桔皮(pí)”产生的根本的原因是涂料表面堆积、硬化不(bú)充分。型壳在焙(bèi)烧后,其表(biǎo)面(miàn)上形成黄(huáng)色或(huò)黄绿色玻(bō)璃体(tǐ),浇注后与钢液反应而形成硅酸盐瘤粘附(fù)于铸(zhù)件表面。单纯(chún)地(dì)延长硬(yìng)化时间,无助于zui终解决“桔皮”问题。通过实践,有以下几方(fāng)面的原因。 2.1原材料方面的影响 众(zhòng)所周知,水(shuǐ)玻(bō)璃涂料的(de)粉液比低,粉料分布不均匀。水玻(bō)璃的模数愈高,密度愈大,则涂料(liào)的粉液比愈低,粉料的分布愈不均匀,也zui不(bú)易(yì)充分硬化。 (1)水玻(bō)璃的影响(xiǎng) 水玻璃的模(mó)数、密(mì)度以及杂质(zhì)的多少对(duì)涂料的流动性影响(xiǎng)极大。随(suí)着(zhe)模数的增大,水玻璃中(zhōng)亚(yà)胶粒子(zǐ)比例(lì)增加,其粘度会(huì)随之(zhī)增加,涂料的(de)流(liú)变性恶化,当(dāng)模组涂挂时极(jí)易在表(biǎo)层造成局部涂料(liào)堆(duī)积。 水玻璃参数不一(yī)致(zhì)对涂(tú)料性能的影响(xiǎng)是很大的,这一点很容易被(bèi)忽(hū)视。参数(shù)的不一致(zhì)性表现在两个方面。 其一是模数的不一(yī)致(zhì)性(xìng),刚进厂的水玻璃(lí)只有经过长时间的静置(zhì)扩(kuò)散(分散)后才(cái)能(néng)使(shǐ)同一批(pī)模数趋于一(yī)致(zhì),达到稳定(dìng)的分散(sàn)状态;这一过程(chéng)所需时间在一星期以(yǐ)上,如果(guǒ)急于使用(yòng)则不(bú)可(kě)能获得理想(xiǎng)的涂料(liào)流变性能。 其二是溶液密度的不一致(zhì)性,在(zài)配涂料(liào)前(qián)通常要对水玻璃溶液的密度(dù)进行调整,应该特别注意加(jiā)水(shuǐ)搅拌后马上测得的密度是不真(zhēn)实(shí)的,因为(wéi)液体分散稳定的过程尚未完(wán)成,与所(suǒ)希望的密度(dù)有一定的误差,据此配(pèi)制的涂料,其粘度和流动性都(dōu)有误差。 (2)耐火粉(fěn)料(liào)的影响 耐(nài)火粉(fěn)料颗粒的分布和(hé)形状对涂料流变(biàn)性的影响较(jiào)大,双峰粉涂(tú)料具有较(jiào)好的流变性是大(dà)家公(gōng)认的;但即(jí)便是粒(lì)度分布(bù)基(jī)本相同的双峰粉,当耐火粉料颗料形状分别为多(duō)角、尖(jiān)角和片(piàn)状的粉配制涂料时,在粉液比和(hé)水(shuǐ)玻璃(lí)模数相同的条件下其流变性也会(huì)有很大的差异。 当粉料形状越接近片状时,其比表(biǎo)面积也越大,颗粒(lì)间(jiān)的摩擦力和作用力增(zēng)大,涂(tú)料的粘度将大于多角形的粉(fěn)料。 (3)水(shuǐ)玻璃密度和(hé)粉液比(bǐ)的综合(hé)影响 水玻(bō)璃密度(dù)和粉液比(bǐ)的变化对表层涂料流变性的影响是非常直观的,水玻璃密度和粉液比过大(dà)时涂料粘度增加、流变性变差、涂(tú)层(céng)变(biàn)厚会引起涂料在型壳表面局部(bù)堆积,型壳硬(yìng)化不良zui终导致“桔皮”问题。 2.2工艺(yì)方面的(de)影响 (1)表面(miàn)层风干不充分(fèn)。表(biǎo)面层(céng)风(fēng)干是(shì)涂料(liào)的再(zài)均(jun1)匀化过程,同时,也是水玻璃脱水(shuǐ)固化过程,如风(fēng)干时间过短,表面层涂料在熔模表面(miàn)分布不均匀,造(zào)成(chéng)其后的硬化不充分,脱蜡后将在(zài)型壳内表面形成团状聚集(jí)物,局部形成钠盐杂质。 (2)过度滴控(kòng)。过度滴控指表面层浸挂涂料时,单方向流(liú)动未能及时粘(zhān)砂,将导(dǎo)致涂料在熔模(mó)表面局部方向上的堆(duī)积,造成其后的硬化不完全。 (3)型壳层间硬(yìng)化不良。由于涂料层尤(yóu)其(qí)是前(qián)两层中存在未硬化部分(fèn),未硬化的涂料在脱(tuō)蜡和焙(bèi)烧后造(zào)成型壳内表(biǎo)面的钠(nà)盐聚(jù)集,与钢(gāng)水反(fǎn)应后生成“桔皮”缺(quē)陷。 2.3环境方面的影响 在(zài)寒冷(lěng)的冬季,过(guò)低的室温使(shǐ)涂料流动性变差造成涂料(liào)堆积,过厚堆积的涂(tú)料又不(bú)能完全硬(yìng)化;此外硬化液的温度随室温的(de)降低也会造成硬化过程的缓慢和不(bú)完全。环境湿度的影响则主要发生在(zài)雨季(jì),空(kōng)气湿度的增加会影响风干过程,常因为风(fēng)干不足而(ér)出现“桔(jú)皮”问题(tí)。 3、避免“桔(jú)皮”缺陷的措施 3.1原料选用 (l)水玻璃在模数合(hé)适(shì)的情况下,必须严格(gé)控制杂质含量;应根据环境的温度、湿度、铸(zhù)件(jiàn)的结构(gòu)特点以及所配粉(fěn)料的特点调整水玻璃密(mì)度。 (2)粉料在粒度符合(hé)使(shǐ)用要求的条件下,其(qí)粒(lì)形(xíng)至关重要,球(qiú)形和(hé)多(duō)角形粉料是较理想的,而片状(zhuàng)粉料(liào)不能使用。 3.2工艺对策 (1)水玻璃密度的调整。密度的合适与否将(jiāng)直接(jiē)影响铸件的表面质量,密度过大会导致涂料流动性差而造成分层(céng)和“桔皮”缺陷,密度过小(xiǎo)又会(huì)形成铸件表面的黄瓜刺(cì);合适的密度通常与环(huán)境温度(dù)、粉料的粒(lì)度、微(wēi)观形状及铸(zhù)件的结构特点有关(guān)系。密度一般控制(zhì)在1.27-1.29g/cm3之间,其调整原则是: ①环境温度高时增加(jiā)密(mì)度,低时减(jiǎn)小(xiǎo)密度; ②粉料粗且片状比(bǐ)例(lì)小时增加密度,粉(fěn)料细且片状比例大时减小密度; ③结构简单涂料易流动的铸件可适(shì)当增加密(mì)度,反之(zhī)减小密度。 (2)粉液比的确定(dìng)。粉液(yè)比也(yě)是影响铸(zhù)件(jiàn)表面(miàn)质量的重要因素之一(yī),比例过(guò)大(dà)则会因涂(tú)料的流动性差导致(zhì)涂(tú)挂不均匀而产生分层(céng)和(hé)涂料(liào)堆积(jī);而太小则会产生铸件表面的(de)黄(huáng)瓜刺。其(qí)配比原则(zé)是(shì)在(zài)保证涂(tú)料流动性的(de)前提下尽量提高粉液(yè)比。 (3)硬化(huà)液的浓(nóng)度、温度(dù)与(yǔ)硬化时间。一般(bān)情况下,氯化(huà)氨质量分数在25%以上(shàng)的硬(yìng)化剂才(cái)会有较好的硬化(huà)效(xiào)果(guǒ);如(rú)果氯(lǜ)化铵含量(liàng)低,靠延(yán)长时间是不能改善硬(yìng)化效果的。 (4)涂(tú)挂操作方式(shì)。实际生(shēng)产中有相(xiàng)当(dāng)一部分“桔皮”问(wèn)题是由于操作不当(dāng)造成的,涂料的单(dān)方向(xiàng)流动极易(yì)产(chǎn)生堆积(jī)而造成硬化不充分,所以在蜡模浸挂涂料之后(hòu)的滴(dī)控直(zhí)到撒砂完毕的整个(gè)过程中,必(bì)须不(bú)断(duàn)改(gǎi)变模组的方向。 (5)脱(tuō)蜡工艺。在脱(tuō)蜡(là)热水中补充适当的硬(yìng)化剂,由于硬化(huà)剂的吸(xī)热作用和反应,会进一(yī)步使得(dé)表面层所滞留的(de)反(fǎn)应产物NaCl溶于脱(tuō)蜡水中而大部分去除,此时,型壳表面形成的是一层低钠硅胶层,有利于防止“桔皮”缺(quē)陷的产生。 (6)环境(jìng)温度。环境(jìng)温度(dù)偏低会导致涂(tú)料流动性差(chà),造成涂挂(guà)不均匀(yún)而(ér)形成桔(jú)皮及其他制壳缺陷(xiàn),制壳工序(xù)的环境温度应(yīng)控制在15℃以(yǐ)上。
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气泡是(shì)铸件常见问(wèn)题之一,而(ér)且(qiě)一旦铸件出现了气泡问(wèn)题,也(yě)等于产品报废了。那么如何避(bì)免铸件产生气(qì)泡?看(kàn)看下(xià)面这7条(tiáo)。 【缺陷现(xiàn)象】 铸件表皮下,聚集气体鼓胀所(suǒ)形(xíng)成的泡,有(yǒu)时会崩裂,存在(zài)贯通和非贯通两种。 别名:鼓泡、起泡 【原因分析】 模(mó)具温度太高,开模(mó)过早。 填充速(sù)度(dù)太(tài)高,金属(shǔ)流卷入(rù)气体(tǐ)过多。 涂(tú)料发气量(liàng)大(dà),用量过多,浇注前未燃(rán)尽,使挥(huī)发气体被包在铸件表(biǎo)层,另涂料含水量大。 型腔内气体没有排出,排(pái)气不(bú)顺(shùn)。 合金熔炼温(wēn)度过高。 铝合金液体除气不(bú)彻底,吸有较多气体,铸件凝固时析出留在铸件内 填充时产生紊流(liú)。 【对应措施】 1、测温(wēn)枪测(cè)试模具表面温度,显示数值超(chāo)过工艺规定范围。降低模具表面温(wēn)度,增加保压时间; 2、铸件表面(miàn)内(nèi)浇口(kǒu)压(yā)入的金属流明显比其它(tā)部位亮很多(duō)。填充(chōng)速度高(gāo)产生原因一方(fāng)面是设(shè)备本(běn)身的压(yā)射速度(dù)高,另一方面(miàn)可能是内浇口太薄造成。降低压射速度,适(shì)当增加内浇口厚(hòu)度;判断内(nèi)浇口薄的方(fāng)法:是否有浇口易(yì)粘现象,降低二快速度(dù)看远端是(shì)否有严重压不实现(xiàn)象(xiàng),不给压打件,看是(shì)否有(yǒu)多股铝液流; 3、喷涂时察(chá)看雾的颜色是(shì)否呈白(bái)色,合(hé)模前察看型(xíng)腔是否还有(yǒu)气体残留(liú)。更(gèng)换涂料或增大涂料与水的配比; 4、在烫模(mó)阶段,铸件表(biǎo)面有明显(xiǎn)的漩涡和涂料(liào)堆积。判断及解决(jué)方(fāng)法(fǎ):调开档(dàng),人为产(chǎn)生涨模,如果解决,需开排气道; 5、铸件表(biǎo)面内浇口压入的(de)金(jīn)属流(liú)特别亮并伴有粘结。适当降低浇(jiāo)注温度; 6、取样块测密度,看是否符合要求。重新进(jìn)行除气处理或在保温炉内进行(háng)再次精炼; 7、烫模阶段铸件表面明显有各(gè)流溶接不到一起的痕迹伴有涂料堆积。 判断及(jí)解决方法(fǎ):涂(tú)黑(hēi)油生产,看痕迹是否有堆积,分析堆积部位,解(jiě)决方法: a、开设或加(jiā)大相应部位(wèi)的(de)集(jí)渣包, b、调整内浇口流(liú)向、位置或填充方向。
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1.冒口设计的(de)基本(běn)原(yuán)理 铸件冒(mào)口主要是(shì)在铸钢(gāng)件(jiàn)上使用。铸(zhù)铁件只用于个别的(de)厚(hòu)大件的(de)灰铸铁件和球铁件上。金属液在液态降(jiàng)温和凝固过程中,体积要收缩。铸件(jiàn)的体收缩大约为线收(shōu)缩的3倍。因此,铸钢的体收缩(suō)通常按3---6%考虑,灰铸铁按(àn)2---3%,不(bú)过由(yóu)于灰铸铁和球墨铸(zhù)铁凝固时的石墨化膨胀,可以抵消部(bù)分体积收缩,所以如果壁厚均匀(yún),铸型紧(jǐn)实(shí)度高,通常不需要设计冒(mào)口。铸件的体收(shōu)缩如果得不到补充,就会在铸件上或者内部形成缩孔、缩陷或者缩松。严(yán)重时常常造成铸件报废。 冒口尺寸计算原(yuán)则是,首先计算需要补缩的金属液需要多少(shǎo)。通常把这一(yī)部分金属液假(jiǎ)设成球体,并求(qiú)出直径(设为d0)用(yòng)于冒口计算。冒口补缩(suō)铸件是有一定的(de)范围------叫有效补缩距离(lí),设为L,对厚度为h的(de)板状零件通常L=3~5h 。对棒状零(líng)件L=(25~30)√h 式(shì)子中,h------铸(zhù)件(jiàn)厚度 2.冒(mào)口尺寸的基本计算(suàn)方法 冒(mào)口计算的公式、图(tú)线、表格等有很多。介绍(shào)如下。 zui常用的方法是(shì),冒(mào)口直径 D=d0+h 理由是假定(dìng)冒口(kǒu)和铸件以相同的速度凝固,凝(níng)固过程是(shì)从铸件的两(liǎng)个表面向内层进行,当(dāng)铸件完全凝固终了,正好冒口凝(níng)固了同(tóng)样的厚度,这(zhè)时还剩下中间(jiān)的空心的缩孔,体积正好等于(yú)补缩球的(de)体积,这(zhè)部分金属(shǔ)液在凝固过程中正好补缩进了(le)铸件(jiàn)。 当铸件存在热(rè)节时,可以把h换成(chéng)热节的直(zhí)径T即可。 即D=do+T 。 另外设计冒口,还有(yǒu)个(gè)重要的部位,就是冒口颈,所谓冒口颈就(jiù)是(shì)冒口和铸件的连接通道,冒口里的金属液(yè)都是经由冒口颈补缩到铸件(jiàn)里的。所以对冒口颈的截面(miàn)是有要求(qiú)的,通常取冒口颈(jǐng)的直径dj=(0.6~0.8)T 。 冒(mào)口高度 H=(1.5~2.5)D 。 H的(de)高度还应该(gāi)考虑要高于需(xū)要补(bǔ)缩部位的高度,否则(zé)就成了反补缩(suō)了,铸件补缩了(le)冒口,这(zhè)是要避(bì)免(miǎn)的。 3.其它计算方法(fǎ) 常用的经验计算方法(fǎ)还有不计算需要估算(suàn)补缩(suō)的金属液,直接将热节园的直径乘个系数得出冒口(kǒu)直径(jìng)。例如 简单铸件(jiàn) D=(1.05~1.15)T 外(wài)形简单,热(rè)节比较集中。 复杂铸(zhù)件 D=(1.40~1.80)T 外形复杂,例如有许多筋条和铸件的其余部分连(lián)接。 中间(jiān)类型(xíng) D=(1.15~1.40)T 介于以上两种之间。 铸造生(shēng)产的条件(jiàn)千(qiān)差万(wàn)别,因素太多,以(yǐ)至于(yú)所(suǒ)有的计(jì)算公式(shì)都是近似的有条(tiáo)件的。往(wǎng)往一个公式不(bú)一定适用于所有的场合。所(suǒ)以公式中往往有取值范围(wéi)较大(dà)的系数供用户结合本单位的情(qíng)况选(xuǎn)择。
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型砂的配制包括三个方面,即原材(cái)料的准备、型砂的混(hún)制和将(jiāng)混制好的型砂调匀及松砂等工艺环节(jiē)。铸造(zào)生产中所使用的型砂,有的是由回用砂加适量的新砂、粘土和水经混合均匀配制成(chéng)的,有的全部是由新的材(cái)料(liào)配(pèi)制成的(de)。为(wéi)了确保新砂质量,所(suǒ)有的原材料都须根据技术要求经(jīng)验收合格后才能使用。为此,在配砂前都必须进行(háng)加工准备。 (1) 新砂 新(xīn)砂(shā)在采购、运输过程中(zhōng)常混有草根(gēn)、煤屑及泥块(kuài)等杂(zá)物,同时含有一定数(shù)量的分分。潮湿的原砂不易过(guò)筛,配(pèi)砂时不便于(yú)控制型砂的水分。因此,除含水量低、用于手(shǒu)工造型的湿型砂可直接配制外,新砂在使用前必须进(jìn)行(háng)烘干和(hé)过(guò)筛(shāi)。新砂的烘干用立式(shì)或卧式烘干滚筒,也可(kě)采用气流烘(hōng)干的办法。常(cháng)用的筛砂设备有手(shǒu)工(gōng)筛、滚筒(tǒng)筛和(hé)振动筛等。 (2) 粘土 刚(gāng)开采的粘土往往(wǎng)含有较多的水分具多为块状,因此使用前必须烘干、破碎并磨成粘土粉,主要由(yóu)专(zhuān)门的(de)工(gōng)厂进行加工,包装万袋供应。有的工(gōng)厂事先将(jiāng)膨润土或粘土与煤粉按比例(lì)制(zhì)成(chéng)粘土—煤粉粉浆,使粘土充分(fèn)吸水膨胀,混(hún)砂时与(yǔ)原砂一(yī)起(qǐ)加入到(dào)混砂机里混合均匀。这种做法可简化(huà)混砂(shā)操作,便于运输,改(gǎi)善劳动条件(jiàn),提高(gāo)型砂质(zhì)量。但(dàn)必(bì)须严格控(kòng)制粉(fěn)浆的含水量,否则会影响型砂(shā)性能(néng)。 (3) 附加物 煤粉、硼配、氟化(huà)物和硫黄等附加物都必须粉碎、过筛(shāi)后再(zài)使用(yòng)。 (4) 旧(jiù)砂 为了节省造型材料,降(jiàng)低铸件成(chéng)本,旧砂应回用。旧(jiù)砂在型砂所占(zhàn)比例很大,它对型砂的成分及(jí)性能有着很大的影响。旧砂中常(cháng)混有各种杂物(wù),如钉(dìng)子、铁(tiě)块(kuài)和砂(shā)团等,在回用前必须进行(háng)处理,包括(kuò)将砂块粉碎,用电磁(cí)分离器除去其(qí)中的铁质杂物然后过(guò)筛,必(bì)要时(shí)进行冷却。 在(zài)机械化程度高的(de)铸(zhù)造车间,型(xíng)砂(shā)需求量大(dà),周转(zhuǎn)速度很快(kuài),往往(wǎng)旧砂(shā)的温(wēn)度还比(bǐ)较高,有的回(huí)用砂温(wēn)度(dù)高达60摄氏度(dù)以上,如(rú)果采(cǎi)用这种型砂(shā)造型,容(róng)易粘附模样、芯(xīn)盒及砂斗。由于型砂(shā)温度过高,会使水分蒸(zhēng)发太快(kuài),使(shǐ)型砂(shā)性能(néng)不(bú)稳(wěn)定,同时影响铸件表(biǎo)面质量,影响造(zào)型劳动生产率。因此必须在铸件落砂、旧砂过(guò)筛、运输和混砂过(guò)程中加强通风冷却(què),降(jiàng)低(dī)型砂温度。 (5) 混砂 混砂的任务是将各种(zhǒng)原材(cái)料混合均匀,使粘结剂包覆(fù)在砂粒表面上,混(hún)砂的质量(liàng)主要取决于混砂工(gōng)艺和混砂机的形式。 一、混砂机的形式。生产中常用的(de)混砂设备有(yǒu)辗(niǎn)轮式、摆轮式和叶片式混砂机。辗轮(lún)式混砂(shā)机(jī)除有搅(jiǎo)拌作用外,还有辗压搓揉(róu)作用,型(xíng)砂的质量较好,但生产(chǎn)效率较低,主要用来混制面砂和单一砂。摆式混砂机的生产效率比辗轮式高几倍,且可边混砂边鼓风冷(lěng)却,并有一(yī)定(dìng)的搓揉作用,但型砂质(zhì)量不(bú)如辗轮式混砂好,主要用(yòng)于机械化程度高(gāo)、生(shēng)产量大的铸造车间混制(zhì)单一砂及背砂。叶(yè)片(piàn)式混砂机是(shì)一种连续作业式的设备,各种原是否无误混砂机的(de)一(yī)端(duān)进入,混好的(de)型砂从混砂机的(de)另一端出来(lái),生产效率高。叶(yè)片(piàn)式(shì)混砂机有(yǒu)混(hún)合作用,但搓揉作(zuò)用(yòng)很(hěn)差,主要用于混(hún)制背砂和粘土(tǔ)含量(liàng)低的单一砂。 二、加料顺序与混砂时间。混(hún)制粘土型砂(shā)的(de)加顺序一般是先(xiān)加回(huí)用砂、原砂、粘土(tǔ)粉和附加物等干(gàn)料,干混均匀后再加水湿(shī)混,均匀后即(jí)可使用。如果型砂(shā)中含有渣油液以及其(qí)他液(yè)态粘(zhān)结剂(jì),则应先加(jiā)水将型砂混(hún)合均(jun1)匀(yún)后再加入油类粘(zhān)结剂。这种先加干(gàn)粉后(hòu)加水(shuǐ)的混砂加料顺序存在的缺点(diǎn)是,在(zài)混砂机的辗盘边缘遗(yí)留(liú)一些粉料,这些粉料吸水后粘(zhān)附在混砂机壁(bì)上(shàng),直到混辗后(hòu)期或(huò)卸砂(shā)时才脱落下(xià)来,使型砂里含有混合不均匀的粘土或煤(méi)粉团块,恶化了(le)型砂性能。同时(shí)干混时(shí)粉尘飞扬,劳动条件差。因此,有的工厂采用先在回用砂里(lǐ)加水混合,然(rán)后加粘(zhān)土及煤粉混合(hé)均匀,zui后再加少量水分(fèn)调节(jiē)到所需要的(de)含水量(liàng)的(de)混砂工艺。试验结(jié)果(guǒ)表明(míng),后(hòu)面(miàn)这种加料顺序可缩短混砂时间,提高型(xíng)砂质量,改善劳动条件。 为了使(shǐ)各种原材料混合均匀,混砂时间(jiān)不能(néng)太短,否则影响(xiǎng)型砂性(xìng)能,但混砂时间也(yě)不宜过长。否(fǒu)则将使型(xíng)砂温度升高,水分过多挥发,型砂(shā)结成块状,性能变坏且生产效率(lǜ)低。混砂时间主要根据混砂机的形式、粘土含(hán)量、对型砂性能(néng)要求等来决定。一(yī)般(bān)来说(shuō),粘(zhān)土含量越(yuè)多,对型(xíng)砂质量(liàng)要求越高,混砂时间越(yuè)长。采用辗轮式混(hún)砂机混(hún)制面砂时,混砂时间一般为(wéi)6—12分钟,北砂(shā)为3—6分(fèn)钟,单一砂为4—8分钟。 (6) 调匀 型砂的调匀又(yòu)称回(huí)性、渗匀,是指将混好的型砂在不失去水(shuǐ)分的条件(jiàn)下放(fàng)置一(yī)段时间,使水分(fèn)均匀渗透到(dào)型(xíng)砂中,让粘土充分吸水膨胀,以提高(gāo)型砂的强度(dù)和(hé)透气性等(děng)性(xìng)能。调匀时间主要根据粘(zhān)土种类及加入(rù)量而(ér)定。型(xíng)砂中粘土含(hán)量越多,原(yuán)砂的颗粒越细,调匀时(shí)间(jiān)越长。调匀时间应适(shì)当,否则型砂(shā)性(xìng)能(néng)难以满足要注。单(dān)一(yī)砂一(yī)般为(wéi)2—3小时(shí),面砂为4—5小时。机械化铸造厂(chǎng)间型砂(shā)调匀是在型砂调匀斗里进行,非(fēi)机械化(huà)的手工(gōng)造型车间是将混好的(de)型砂堆放在轩间地面上,并(bìng)用湿麻(má)袋覆盖进行调匀。 型砂经混辗和调(diào)匀后会被压实,有的(de)被压(yā)成团块。如果采(cǎi)用这种(zhǒng)型(xíng)砂直(zhí)接造型(xíng),型(xíng)砂的坚实(shí)度不(bú)均匀,透气性(xìng)等性(xìng)能差。因此,调匀后的型砂必须经(jīng)松砂或过筛才能使用。在机械化的铸造车间一般采用圆棒式或叶(yè)片式松(sōng)砂机进行(háng)松砂处理。在百机(jī)械(xiè)化的手工造型(xíng)车(chē)间(jiān),常用移动(dòng)式松砂机或用(yòng)筛孔为5—8毫米的筛(shāi)子过筛(shāi)。
+查(chá)看全文20 2020-04
覆(fù)膜砂铸造在(zài)铸造领域已有相当(dāng)长的历史,铸件的产量(liàng)也相当大;但采用覆膜(mó)砂铸造生产精(jīng)密(mì)铸钢件时面临很(hěn)多难题:粘砂(shā)(结疤(bā))、冷隔、气(qì)孔。如何解决这些问题有(yǒu)待于我们去(qù)进一步探讨。 一、对覆膜砂(shā)的认识与(yǔ)了解(jiě)(覆(fù)膜砂属于有(yǒu)机粘结剂型、芯砂) (1)覆(fù)膜砂(shā)的特(tè)点:具有适宜的强度性能;流动性好,制出(chū)的砂型、砂(shā)芯轮廓清晰,组织致密,能够制造出(chū)复杂的砂芯;砂(shā)型(芯)表(biǎo)面质量好(hǎo),表(biǎo)面粗糙(cāo)度可达Ra=6.3~12.5μm,尺寸精(jīng)度可达CT7~CT9级;溃散性好(hǎo),铸件容易清理。 (2)适用范围:覆膜砂既可制作铸型又可制作砂芯,覆膜砂的型或芯(xīn)既可互(hù)相配合使(shǐ)用又(yòu)可与其(qí)它砂型(xíng)(芯)配(pèi)合使用;不(bú)仅可以(yǐ)用于金(jīn)属型重力(lì)铸造或低压铸(zhù)造,也可以(yǐ)用于铁型(xíng)覆砂铸(zhù)造,还可以(yǐ)用于(yú)热法离心铸造;不仅可以用于铸(zhù)铁、非铁合金(jīn)铸(zhù)件的生产,还可以用于铸钢件(jiàn)的生产。 二(èr)、覆膜(mó)砂的(de)制备 1.覆膜砂组成 一般由(yóu)耐火材料、粘结剂、固化剂(jì)、润滑剂及特殊添加剂组(zǔ)成。 (1)耐火材料是构成(chéng)覆膜砂的(de)主体。对耐火材料的要求是:耐火度高、挥发物少、颗粒较圆整、坚实等。一般选用(yòng)天然(rán)擦洗硅砂。对硅(guī)砂的要求是:SiO2含量高(铸铁(tiě)及非(fēi)铁(tiě)合金铸(zhù)件要求大于90%,铸钢件要求大于97%);含泥量(liàng)不大于0.3%(为擦洗砂)--[水洗砂(shā)含泥量(liàng)规(guī)定小于(yú);粒度(dù)①分布在相邻(lín)3~5个筛号上;粒形(xíng)圆整,角(jiǎo)形因(yīn)素(sù)应不大于1.3;酸耗值(zhí)不小于5ml。 (2)粘结剂普遍采用酚醛树(shù)脂。 (3)固化剂(jì)通常采用乌洛托(tuō)品;润滑(huá)剂一般采用硬脂酸钙,其作(zuò)用是防(fáng)止覆(fù)膜砂结(jié)块,增加流动性。添加剂的主要作用是改善覆膜(mó)砂的性能。 (4)覆膜砂的基本配比 成分 配比(质量分数,%)说明(míng):原砂 100 擦洗砂, 酚醛树脂 1.0~3.0 占原砂重 ,乌(wū)洛托品(水溶液2)10~15 占树脂重,硬脂酸(suān)钙(gài) 5~7 占树(shù)脂重,添加剂 0.1~0.5 占原(yuán)砂重。1:2)10~15 占(zhàn)树脂重,硬脂(zhī)酸钙 5~7 占(zhàn)树脂重,添加剂 0.1~0.5 占原(yuán)砂重。 2.覆膜砂的生产工艺 覆膜砂的(de)制(zhì)备(bèi)工艺主要有冷(lěng)法覆膜、温法覆膜、热法覆(fù)膜(mó)三种,目(mù)前覆膜砂的生产几乎(hū)都(dōu)是采(cǎi)用热(rè)覆膜法。热(rè)法覆膜工艺是先将原砂加热到(dào)一定温(wēn)度,然(rán)后分别与(yǔ)树脂(zhī)、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙混合搅拌,经冷却破碎和筛(shāi)分(fèn)而(ér)成。由于(yú)配方的差(chà)异,混制工艺有所不同。目(mù)前国内覆膜砂(shā)生产线的种类很多(duō),手工加(jiā)料的半自(zì)动生产线(xiàn)约(yuē)有2000~2300条,电(diàn)脑控制的全自动生产线也已经有将近50条,有效提(tí)高了生产效率和产(chǎn)品稳定性。例如xx铸造有(yǒu)限公司的自动化可视生(shēng)产线,其加料时间控制精确(què)到0.1秒,加热温度控制精确到1/10℃,并且(qiě)可以通过视频时(shí)时观察混砂状态,生产效率达到6吨/小时。 3.覆膜砂(shā)的主要产品类(lèi)型 (1) 普通类(lèi)覆膜砂 普通覆膜砂即(jí)传统覆膜砂(shā),其组成通常由石英砂(shā),热塑性(xìng)酚(fēn)醛树(shù)脂,乌洛托品(pǐn)和硬(yìng)脂酸钙构成,不加有关添加(jiā)剂,其(qí)树(shù)脂加(jiā)入量通常在一定强度要求下相对(duì)较高(gāo),不具备耐(nài)高温,低膨胀、低发气(qì)等(děng)特性,适用(yòng)于(yú)要求不高的铸(zhù)件生产 (2) 高强(qiáng)度低发(fā)气类覆(fù)膜砂 特点:高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗氧化(huà) 简介:高强度低发气覆膜砂是(shì)普通覆膜砂的更新换代(dài)产品,通过加入有关特性(xìng)的“添加(jiā)剂”和采用新的配制工艺,使树(shù)脂用(yòng)量大(dà)幅度下降,其强(qiáng)度比普通覆膜砂高30%以上,发气量显著降低,并能延缓(huǎn)发(fā)气速度,能更好地(dì)适应铸件生产的需要。该类覆膜砂主要适(shì)用于铸铁件中,中小铸钢、合金铸钢件的(de)生产(chǎn)。目前该类覆膜砂有三(sān)个系列:GD-1高强度低发气覆(fù)膜砂(shā);GD-2高强度(dù)低膨胀低发气覆膜砂(shā);GD-3高强度低膨胀低(dī)发(fā)气抗氧化(huà)覆膜。 (3) 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特点:耐高温、高强度、低膨胀、低发气、慢发气(qì)、易溃(kuì)散、抗氧化 简介:耐高温覆膜(mó)砂是通过(guò)特殊工艺(yì)配(pèi)方技术(shù)生产出的具(jù)有优异高温性能(高温下强度高、耐热(rè)时(shí)间长、热膨胀量小、发气量低(dī))和综合(hé)铸造性(xìng)能的新型覆膜(mó)砂。该类(lèi)覆(fù)膜砂特别适用于(yú)复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车发动(dòng)机(jī)缸体、缸盖等)以及高要求的铸钢件(jiàn)(如集(jí)装(zhuāng)箱角(jiǎo)和火车刹车缓(huǎn);中器壳件等)的生产,可有效消除粘砂(shā)、变形、热裂(liè)和气孔等(děng)铸造缺陷。目前该覆膜砂(shā)有(yǒu)四个(gè)系列(liè):VND-1耐高温覆(fù)膜砂. ND-2耐高温低膨胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温低膨胀低发气抗氧化覆膜(mó)砂 ND-4耐高温高强底低(dī)膨胀低发气覆(fù)膜(mó) (4) 易溃散类覆膜砂 具有较(jiào)好的强(qiáng)度(dù),同时具有优异的低温溃散性(xìng)能,适(shì)用于生产有色金(jīn)属铸件。 (5) 其它特(tè)殊要求覆膜砂 为适应不同产品的(de)需要,开发出了(le)系列特种覆(fù)膜砂如:离心铸造用覆(fù)膜砂、激冷覆膜(mó)砂、湿态(tài)覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆(fù)膜(mó)砂等。 三、覆(fù)膜砂制(zhì)芯主(zhǔ)要工(gōng)艺(yì)过(guò)程 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射(shè)砂压(yā)力0.15-0.60MPa。形状简(jiǎn)单的砂芯(xīn)、流动性好(hǎo)的覆膜砂可选用较(jiào)低的射砂压力,细薄砂芯(xīn)选择较(jiào)低的(de)加热温度,加(jiā)热温度低时可适当延长(zhǎng)固化时(shí)间等。覆膜砂所使(shǐ)用的树脂是酚醛类树脂。制芯工艺的优(yōu)点(diǎn):具(jù)有适(shì)宜的强(qiáng)度(dù)性能;流动性好;砂芯表面质量好(hǎo)(Ra=6.3-12.5μm);砂(shā)芯抗吸湿性强;溃散性(xìng)好,铸件容易清理。 1、铸型(模具)温度 铸型温度(dù)是影响(xiǎng)壳层厚度及强度的主要(yào)因素(sù)之一(yī),一般控制(zhì)在220~260℃,并根据下列原则选定: (1)保(bǎo)证覆膜砂(shā)上的树脂软化及(jí)固化(huà)所需(xū)的足(zú)够热量; (2)保证(zhèng)形成需要的壳(ké)厚(hòu)且壳型(芯)表(biǎo)面不焦化; (3)尽量缩短结壳及硬化时间,以提(tí)高生产率。 2、射(shè)砂压力及时间 射砂时间(jiān)一(yī)般控制在3~10s,时间(jiān)过短则砂型(xíng)(芯(xīn))不(bú)能成型。射砂(shā)压力一般为0.6MPa左右;压力过(guò)低(dī)时,易造成射不足或疏松现(xiàn)象。3、硬化时间:硬化时间(jiān)的长短主要取决于砂型(芯)的(de)厚度与铸型的温度,一般(bān)在60~120s左右。时间过短,壳层未完全固化则强度低;时间(jiān)过(guò)长,砂型(xíng)(芯)表面层易(yì)烧(shāo)焦影响铸件(jiàn)质(zhì)量。覆膜(mó)砂造型(芯)工艺参数实例:序(xù)号图号 壳厚(㎜) 重量(㎏) 铸(zhù)型温度(℃) 射砂时间(s)硬化时间(s) 1 (导(dǎo)向套)DN80-05 8~10 2.5~2.6220~240 2~3 60~80 2 (阀(fá)体)DN05-01 10~123.75~3.8 240~260 3~5 80~100 四、覆膜砂应(yīng)用中存在的问(wèn)题及解决(jué)对策(cè) 制芯的(de)方法种类很多,总的可(kě)以划(huá)分为(wéi)热固性方法(fǎ)和冷固性方法两大类,覆(fù)膜砂(shā)制芯(xīn)属于热(rè)固性方法类。任何一种制芯方(fāng)法都有其(qí)自(zì)身的优点和缺点,这主要取(qǔ)决于产品的质量要(yào)求、复杂程度、生产批量、生(shēng)产(chǎn)成本、产品(pǐn)价格等综合因(yīn)素来(lái)决定采用何种制(zhì)芯方法(fǎ)。对铸件内(nèi)腔(qiāng)表面质(zhì)量要(yào)求高(gāo),尺寸精(jīng)度要求(qiú)高、形状(zhuàng)复杂(zá)的砂(shā)芯(xīn)采用覆膜砂制芯是非常有效的。例(lì)如(rú):轿(jiào)车(chē)发动机(jī)气缸盖的进排气道砂(shā)芯、水道砂芯、油(yóu)道砂芯,气缸体(tǐ)的水道砂(shā)芯、油道砂芯,进气岐管、排气(qì)岐管的(de)壳芯砂芯,液压阀的流道砂芯,汽车(chē)涡轮增压器气道砂芯等等。但是(shì)在覆膜砂使用中还(hái)常(cháng)遇到一些问题,这里仅就工作中的体(tǐ)会略谈一二。 1、覆膜砂的强度和发气量的确定方法 在原砂质量(liàng)和(hé)树脂质量一定的前提下,影响覆膜砂强度(dù)的关键(jiàn)因素主要取于酚醛树脂的加入量(liàng)。酚醛树脂加入量(liàng)多,则(zé)强度就提高,但发气量也增加(jiā),溃散性就降低。因此在生产应(yīng)用中一(yī)定要(yào)控(kòng)制覆膜砂的(de)强度(dù)来减(jiǎn)少发气量,提(tí)高溃散性(xìng),在强(qiáng)度(dù)标(biāo)准的制订时(shí)定要(yào)找到(dào)一(yī)个平衡(héng)点。这(zhè)个平衡点就是保证砂芯的表面质量及在浇注时不产生变形、不产生(shēng)断芯前提下(xià)的强度。这样才能保(bǎo)证铸件的表面质量(liàng)和尺寸精度,又可以减少发气(qì)量,减(jiǎn)少铸造件气孔缺陷,提高砂芯的出砂性(xìng)能。对砂芯存放,搬运过程中可以采用(yòng)工位器具、砂芯小车,并在其上面铺有10mm~15mm厚的海绵,这样可以减(jiǎn)少(shǎo)砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂芯的(de)存放期 任何(hé)砂芯都会吸湿,特别是南方地区空(kōng)气相对湿度(dù)大,必须对砂芯存放期在(zài)工艺(yì)文件(jiàn)上加以规定,利用精益生产先进先出(chū)的生产(chǎn)方(fāng)式减少砂芯的存放量(liàng)和(hé)存放(fàng)周期。各企业应结合(hé)自己的厂房条件和当地的气候(hòu)条件来确定砂芯的存(cún)放周期。 3、控制好覆膜砂的(de)供货质(zhì)量 覆膜(mó)砂进厂时必须附有供应商的质量保证资料(liào),并且企业根据抽(chōu)样标(biāo)准进行检查,检查合格后(hòu)方可入(rù)库。企业取样检测不合格(gé)时由(yóu)质保和技术部门做出处理(lǐ)结(jié)果,是让步接受或(huò)向供应商退货(huò)。 4、合格的覆膜砂在制芯时(shí)发现砂芯断裂(liè)变(biàn)形 制芯时砂芯的断裂变形(xíng)通常会认(rèn)为覆膜砂强(qiáng)度低造成的。实际上砂芯断(duàn)裂(liè)和变(biàn)形(xíng)会涉及到(dào)许多生产过程。出现不正常情况,必须要查到真(zhēn)正的原因才能彻底(dǐ)解决(jué)。具体原因如下: (1)制芯(xīn)时模(mó)具的温度(dù)和留模时间,关系到(dào)砂芯(xīn)结壳硬化厚度是否满足工艺要求(qiú)。工艺上所规定(dìng)的工艺(yì)参(cān)数都需要有(yǒu)一个(gè)范围,这个范(fàn)围需靠操作(zuò)人(rén)员的技(jì)能来进行调(diào)整。在模具温度上限时(shí)留(liú)模时间可以取下限,模(mó)具温度在下限时留模时间取上限。对操(cāo)作(zuò)人员(yuán)需要不断地培训提高操作技能。 (2)制(zhì)芯时在模具上(shàng)会粘有酚醛树(shù)脂和砂粒(lì),必须进行及时清理并喷上(shàng)脱模剂,否则会(huì)越(yuè)积越多开模时会把砂芯(xīn)拉断(duàn)或变形。 (3)热(rè)芯盒模具静(jìng)模(mó)上的弹簧顶杆,由于长期在高(gāo)温(wēn)状(zhuàng)态下工作(zuò)会产生弹性失效而造(zào)成砂芯断裂或(huò)变(biàn)形。必须及时更(gèng)换弹簧。 (4)动模和静模不平行(háng)或不在同一中心线(xiàn)上,合模时在油缸或气缸的压力作用下,定位销(xiāo)前端(duān)有一段斜(xié)度(dù),模(mó)具还(hái)是(shì)会(huì)合紧,但在开模时动模和静模仍会(huì)恢复到原始状态使砂芯断裂或变(biàn)形。在这种情(qíng)况下射砂时会跑砂,砂芯的尺(chǐ)寸会(huì)变大。解(jiě)决对策是及时调(diào)整模具的(de)平(píng)行度和同轴度。 (5)在(zài)壳芯机上生产(chǎn)空心(xīn)砂芯时,从砂芯中倒出尚未硬化的覆(fù)膜砂需要重新使用时(shí),必须进行过筛(shāi)并(bìng)未用过的(de)覆(fù)膜(mó)砂(shā)按(àn)3:7比例混(hún)合后使用,这样才能保证壳芯砂芯的表面质量和砂芯(xīn)强度。
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什么叫淬火? 钢的淬火是将(jiāng)钢加(jiā)热到临(lín)界温度Ac3(亚(yà)共析(xī)钢)或Ac1(过共析钢)以(yǐ)上温度,保温一段时间(jiān),使之全部或部分(fèn)奥氏体化,然后以大于(yú)临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温(wēn))进(jìn)行(háng)马氏体(或贝氏体(tǐ))转(zhuǎn)变的热处理工艺(yì)。通常也将铝合(hé)金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶(róng)处理或带有快速(sù)冷却过程的热处理工艺称为淬(cuì)火。 淬火的目的: 1)提(tí)高金属成材或零件的机械性能。例如:提高工具、轴承等的硬度(dù)和耐磨性,提高弹(dàn)簧(huáng)的弹性极限,提(tí)高轴类(lèi)零件的综合机械(xiè)性能等(děng)。 2)改善某些特殊钢的(de)材料性(xìng)能或化学性能。如提高不(bú)锈(xiù)钢(gāng)的耐蚀性,增加(jiā)磁钢的永磁性等(děng)。 淬火冷却时,除需合理(lǐ)选(xuǎn)用淬火介质外,还要有正确的淬(cuì)火(huǒ)方法,常用的(de)淬火方法,主要有单液淬火,双液(yè)淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。 钢铁工(gōng)件在淬火后具有(yǒu)以下特点: ① 得到了马(mǎ)氏体、贝氏体(tǐ)、残余奥氏体等不平衡(héng)(即不稳定)组织。 ② 存在较大内应力。 ③ 力(lì)学性能不能(néng)满足要求。因此,钢铁工件淬火后一般都要(yào)经过回火 什么叫回火? 回火是将淬火(huǒ)后(hòu)的金属成材或(huò)零件加热到某一温度(dù),保温一定时间后,以一定(dìng)方式冷却的(de)热处理(lǐ)工艺,回火是淬火后紧接着进(jìn)行的一种(zhǒng)操作,通常也是工件进行热处理的zui后一道工序,因而把淬火和(hé)回火的联合工艺称为zui终处理。淬火与回火的主要目的是: 1)减少内应力(lì)和(hé)降低脆性,淬(cuì)火(huǒ)件存在着(zhe)很大的(de)应力和脆性,如没有及时回火往往会产生变(biàn)形甚至(zhì)开裂。 2)调整工件的机械性能,工件淬火(huǒ)后,硬度高,脆性大,为了满足各种工件(jiàn)不同的性能要求(qiú),可以通过(guò)回火来调整,硬度,强度,塑性和韧性。 3)稳定工件尺寸(cùn)。通过回火可使金相组织趋于稳定,以保证在以后(hòu)的使(shǐ)用过程中不再发生(shēng)变形。 4)改善(shàn)某(mǒu)些合金钢的(de)切削性能。 回火的作用在(zài)于: ① 提高组织稳定性,使工件在使用过程中不再发生组织(zhī)转变,从而(ér)使(shǐ)工(gōng)件几何尺寸和性能保持稳定。 ② 消除内应力,以便改善工件的使用性能并稳定工件(jiàn)几何(hé)尺寸。 ③ 调整钢铁的(de)力学性能(néng)以满足使(shǐ)用要求。 回火之所以具有这些作用,是因为温度升高时,原子活(huó)动(dòng)能力增强,钢铁(tiě)中的铁、碳和其他合金(jīn)元素的原子可以较快地进行扩(kuò)散,实现原(yuán)子的(de)重(chóng)新排列组合,从而使不稳(wěn)定(dìng)的不平衡组织逐(zhú)步转变(biàn)为稳定的平(píng)衡组织。内应力(lì)的消除(chú)还与(yǔ)温度(dù)升高时(shí)金(jīn)属(shǔ)强度降低(dī)有关。一般(bān)钢铁(tiě)回火时,硬度和强度下降,塑性提高。回火温度越高(gāo),这些力学性(xìng)能的变化越大。有些合金(jīn)元素含量较高的合金钢,在某一温度范围回火时,会析出一些(xiē)颗粒细小的(de)金属化合物,使强度和(hé)硬度(dù)上升。这种现象称为二次硬化(huà)。 回火要求:用途不同的工件应在不同温度下回火,以(yǐ)满足(zú)使用中的要求。 ① 刀具、轴承、渗碳(tàn)淬火零(líng)件、表面淬(cuì)火零件通常在250℃以下进行低(dī)温(wēn)回火(huǒ)。低温回(huí)火后硬(yìng)度变化不大,内(nèi)应力减(jiǎn)小,韧(rèn)性稍有提高。 ② 弹簧在350~500℃下中温回火,可获得较高的弹性和必(bì)要(yào)的韧(rèn)性(xìng)。 ③ 中碳结构钢制作的零件通(tōng)常在500~600℃进(jìn)行高温回火,以获得(dé)适宜的强(qiáng)度与韧性的良好(hǎo)配合。 钢在300℃左(zuǒ)右回火(huǒ)时,常使其脆性(xìng)增大,这种现象称为(wéi)首类回火脆性。一般不应在这(zhè)个温度区间回火。某些中(zhōng)碳合金结构钢在高温(wēn)回火(huǒ)后,如果缓(huǎn)慢(màn)冷至(zhì)室温,也(yě)易于变脆。这种现象(xiàng)称为第二类回火脆性。在钢中(zhōng)加入钼,或回火时在油或水中冷却,都可(kě)以防(fáng)止第(dì)二类(lèi)回火脆(cuì)性(xìng)。将第二类(lèi)回火脆性的钢重新(xīn)加热(rè)至原来的回火温度,便(biàn)可以消(xiāo)除这种脆性。 在生产中,常(cháng)根据对(duì)工件性能(néng)的(de)要求。按加热温度的不(bú)同,把回火(huǒ)分为低温回(huí)火,中温回(huí)火,和高温回火。淬火和随后的高温回火相结合的(de)热处理工艺称为调质,即在具有(yǒu)高度强度的同时,又(yòu)有(yǒu)好的塑性韧(rèn)性。 1、低温回火:150-250℃ ,M回,减少内应力和(hé)脆性,提高塑(sù)韧性,有较高的硬度和(hé)耐(nài)磨性。用于制作(zuò)量具、刀具和滚动轴承等。 2、中(zhōng)温回火:350-500℃ ,T回,具有较高(gāo)的弹性,有一定的塑(sù)性和硬度(dù)。用于(yú)制作弹簧、锻模等(děng)。 3、高温(wēn)回火:500-650℃ ,S回,具有(yǒu)良好的综合力学(xué)性能。用于制(zhì)作齿轮(lún)、曲轴等。 什么(me)是正火? 正火是(shì)—种改善钢材韧性的热处理。将钢(gāng)构件加热到Ac3温度以(yǐ)上30〜50℃后(hòu),保温一段时间出炉(lú)空冷。主要特(tè)点是冷却速(sù)度快于(yú)退火而低(dī)于(yú)淬火,正火时(shí)可在稍快的冷却中使钢材的结晶(jīng)晶粒细化,不但可得到满意的强度,而且可以明显提高韧性(AKV值),降低构件(jiàn)的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢(gāng)锻件与铸造件经正火处理后,材料的综合(hé)力学性(xìng)能可以大大改善,而且(qiě)也(yě)改善了(le)切削(xuē)性能。 正火(huǒ)有(yǒu)以下目的和(hé)用途: ① 对(duì)亚共析钢,正火用以消除铸(zhù)、锻、焊件的过热(rè)粗(cū)晶组(zǔ)织和魏氏组织,轧材中的带(dài)状组织;细(xì)化晶(jīng)粒(lì);并可作为淬火前的预先热处理。 ② 对过共析钢,正火(huǒ)可以消除网状二次渗碳体,并使珠光体细化,不但改(gǎi)善机械性(xìng)能,而且有利于(yú)以后的球化退火。 ③ 对低碳深(shēn)冲(chōng)薄(báo)钢板,正(zhèng)火可以消除(chú)晶界的游(yóu)离渗(shèn)碳体,以改善其深冲性能。 ④ 对低碳钢和低(dī)碳低合金钢,采用正火(huǒ),可得到较多的细片状珠光体组(zǔ)织,使硬度增高到(dào)HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象,改善切(qiē)削加工性。对中碳钢(gāng),在既可用正火又可用退火的场(chǎng)合下,用正火(huǒ)更为经济和方便。 ⑤ 对普通中碳结构钢,在力学性能(néng)要求不高的场合(hé)下,可用(yòng)正(zhèng)火代替淬火加(jiā)高温回火,不仅操作简便(biàn),而且使钢材的组织和尺寸稳定。 ⑥ 高温(wēn)正火(huǒ)(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩散(sàn)速度(dù)较高(gāo),可以减少(shǎo)铸件和锻件的成分偏析。高(gāo)温正火后的粗大(dà)晶(jīng)粒可通过随后第二次(cì)较低温(wēn)度的(de)正火予以细化。 ⑦ 对(duì)某(mǒu)些用于汽轮机和(hé)锅炉的低、中碳(tàn)合(hé)金(jīn)钢,常采(cǎi)用正火以(yǐ)获得贝(bèi)氏(shì)体组织(zhī),再经(jīng)高温回火,用于400~550℃时具(jù)有良好的抗蠕(rú)变能(néng)力。 ⑧ 除钢(gāng)件和钢(gāng)材以外,正火还(hái)广泛用于球墨铸(zhù)铁热处理,使其获得珠光体基体,提高(gāo)球墨(mò)铸铁的强(qiáng)度。 由于(yú)正火的特点是空气冷(lěng)却(què),因而环境气温、堆放方式(shì)、气流及工件尺(chǐ)寸对正火后(hòu)的组织和(hé)性能均(jun1)有(yǒu)影响。正火组织还(hái)可(kě)作为合(hé)金钢的一种(zhǒng)分类方法。通常根(gēn)据直径为25毫米的试样加热到900℃后,空冷(lěng)得到的组织,将合金钢分为珠光体钢、贝氏体钢(gāng)、马(mǎ)氏体钢和(hé)奥氏体(tǐ)钢。 什么是退火? 退火是将金属(shǔ)缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然(rán)后以适宜(yí)速度冷却的一种(zhǒng)金属热(rè)处理工艺。退火热处理(lǐ)分为完全退火(huǒ),不完(wán)全(quán)退火和(hé)去应力退火。退火材料(liào)的力学性能可以用拉伸(shēn)试(shì)验(yàn)来(lái)检测(cè),也可(kě)以用硬度试验来检测。许多(duō)钢材(cái)都是(shì)以退火热处理状态供货的,钢材硬度检测(cè)可以(yǐ)采用洛氏硬度计,测试HRB硬度,对(duì)于较薄的钢板、钢带(dài)以及(jí)薄壁(bì)钢管,可以采用(yòng)表面洛氏硬度计,检测HRT硬度。 退(tuì)火的目的在于: ① 改善或消除(chú)钢铁在铸造、锻压、轧制和焊(hàn)接(jiē)过程中(zhōng)所造成的各(gè)种组织(zhī)缺陷以及残(cán)余(yú)应力,防止工件变(biàn)形、开裂(liè)。 ② 软(ruǎn)化工件以便(biàn)进行切削加工。 ③ 细化晶粒,改(gǎi)善组(zǔ)织(zhī)以(yǐ)提(tí)高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理(淬(cuì)火(huǒ)、回火)作好组织准(zhǔn)备(bèi)。 常用的退(tuì)火(huǒ)工艺有: ① 完全(quán)退火。用(yòng)以(yǐ)细化中、低碳钢经铸(zhù)造、锻压和焊(hàn)接(jiē)后出(chū)现(xiàn)的力学性能不佳的(de)粗大过热组织。将工(gōng)件加(jiā)热(rè)到铁(tiě)素体全部转(zhuǎn)变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时(shí)间,然后随炉缓慢冷却,在冷(lěng)却过程(chéng)中奥氏(shì)体再次发生(shēng)转变,即可使钢的组织变细。 ② 球化(huà)退火(huǒ)。用(yòng)以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏(piān)高(gāo)硬度。将工件加热到钢(gāng)开(kāi)始形(xíng)成奥氏体的温度以上(shàng)20~40℃,保温后(hòu)缓(huǎn)慢冷(lěng)却,在冷却过程中(zhōng)珠光体中(zhōng)的(de)片层状渗碳体(tǐ)变为(wéi)球状(zhuàng),从而降(jiàng)低了硬度。 ③ 等(děng)温退(tuì)火。用以降低某些镍、铬含(hán)量(liàng)较(jiào)高的合(hé)金结构(gòu)钢(gāng)的高(gāo)硬度,以进行(háng)切削加工。一(yī)般先以较(jiào)快速度冷却到奥氏体(tǐ)zui不(bú)稳定的温度(dù),保温适当时(shí)间(jiān),奥氏(shì)体转(zhuǎn)变为托氏体或索氏体,硬(yìng)度即可降低。 ④ 再结晶退火。用以消(xiāo)除金(jīn)属线材、薄(báo)板在冷拔、冷轧过程中的硬化(huà)现象(硬度(dù)升高、塑性下(xià)降)。加热温度一般为钢开(kāi)始形成奥氏体(tǐ)的温度以下50~150℃ ,只(zhī)有这样才能消除加工(gōng)硬化效应使金属软化。 ⑤ 石墨化退火(huǒ)。用以使含有(yǒu)大量渗碳体的铸铁变成塑性良好(hǎo)的可锻铸铁。工艺操作是将(jiāng)铸件加热到950℃左右,保温一定(dìng)时间后适当冷却,使渗碳体分解形(xíng)成团絮状石墨。 ⑥ 扩散退火。用以使(shǐ)合金铸(zhù)件化学成分均匀化,提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加(jiā)热到尽可(kě)能(néng)高的温(wēn)度(dù),并长时(shí)间保温,待合(hé)金中(zhōng)各种元素(sù)扩散趋于均匀(yún)分(fèn)布后(hòu)缓冷。 ⑦ 去应力退火(huǒ)。用以消除钢(gāng)铁铸件和焊接件的内(nèi)应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以(yǐ)下100~200℃,保温后在空气中冷却,即可消除内应力。
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一、变形的(de)原因 钢的变形主要原因是钢(gāng)中存在内应力(lì)或者外部(bù)施加的应(yīng)力(lì)。内应力是因温(wēn)度(dù)分(fèn)布不均匀(yún)或者相变所致,残余应(yīng)力也(yě)是原因之一。外应力引起的变形主要(yào)是由(yóu)于工(gōng)件自重而造成的“塌陷”,在(zài)特(tè)殊情况下也应考虑碰撞被(bèi)加(jiā)热的工件,或者夹持工(gōng)具夹持所引起的凹陷等。变(biàn)形(xíng)包括弹性变形和塑性变(biàn)形两种(zhǒng)。尺(chǐ)寸变化主要是基于(yú)组织(zhī)转变(biàn),故表(biǎo)现出同(tóng)样的膨胀和收缩,但当工(gōng)件上(shàng)有孔穴或(huò)者(zhě)复杂形状工(gōng)件,则将导致附加的变形。如果(guǒ)淬火形成大量马氏体(tǐ)则发生膨胀,如(rú)果产生大量(liàng)残余奥氏(shì)体则(zé)相应的(de)要收缩(suō)。此外,回火(huǒ)时一般发(fā)生收缩,而出(chū)现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀,如(rú)果进行深冷处理,则由于残(cán)余奥(ào)氏体的马氏体(tǐ)化而进一(yī)步膨(péng)胀,这些组织的(de)比容都随(suí)着含碳量的增加(jiā)而增大,故含碳量增加(jiā)也使尺(chǐ)寸变化量增大。 二、淬火变形的主要(yào)发生(shēng)时段 1.加(jiā)热(rè)过程:工件在加热过程中,由(yóu)于内应(yīng)力逐渐释放而产生变形(xíng)。 2.保温过程:以自重塌陷变形为主,即塌陷弯曲。 3.冷却过(guò)程:由于不(bú)均(jun1)匀冷却和组(zǔ)织转(zhuǎn)变而至变(biàn)形。 三、加热与变形 当加热大(dà)型工(gōng)件(jiàn)时,存在残余(yú)应力(lì)或者加热不均(jun1)匀(yún),均(jun1)可产生变(biàn)形。残余应力主(zhǔ)要来源于加工过程。当(dāng)存(cún)在这些应力时,由于(yú)随(suí)着温度的升高,钢的屈服强度逐渐(jiàn)下(xià)降,即使加(jiā)热很均匀,很轻微的应(yīng)力也会导(dǎo)致(zhì)变形。 一般,工件的外缘部位(wèi)残余应(yīng)力较高,当(dāng)温度的上升从外(wài)部(bù)开始进行时,外缘部位变(biàn)形较大,残余应力引起(qǐ)的变形包括弹性变形和塑性变形两种。 加热(rè)时产生(shēng)的热应力和想变应力都是导致变形的原因。加热(rè)速度越快、工件尺寸越大、截面变化(huà)越大,则加热(rè)变形(xíng)越大。热应力取决于温度的(de)不(bú)均(jun1)匀分布程(chéng)度(dù)和温度(dù)梯度,它们都(dōu)是导致热膨胀发生差(chà)异的原因。如果热应力高于材料的高(gāo)温屈(qū)服点,则引起塑性变形,这种塑性变形就表(biǎo)现为“变形”。 相变应力主要源于(yú)相变的不等时(shí)性,即(jí)材料(liào)一部分发生相变,而其它部分还未(wèi)发生(shēng)相变时产生的。加热(rè)时材料的组织转变成奥氏体发生(shēng)体积收(shōu)缩时(shí)可(kě)出现塑(sù)性变(biàn)形。如果材料的各部分同时发生相(xiàng)同的组织(zhī)转(zhuǎn)变,则不产生(shēng)应力。为(wéi)此,缓慢加(jiā)热(rè)可以适当降低加热变(biàn)形,zui好采用预热。 此外,由于加热中因自重而出现“塌陷(xiàn)”变形的情况(kuàng)非常多,加热温度越高(gāo),加热时间越长,“塌陷”现象越严重。 四、冷却与变形 冷却不均时(shí)将产生热应(yīng)力导(dǎo)致变形(xíng)发生(shēng)。因工件的外缘和内(nèi)部存在(zài)冷(lěng)却速度差异,该热应力是不可避免的,淬火情(qíng)况下,热应力与组织(zhī)应力叠加,变形更(gèng)为复杂。加之组织的不均(jun1)匀(yún)、脱(tuō)碳等(děng),还会导致(zhì)相变点出现(xiàn)差异,相(xiàng)变的膨胀量也有所(suǒ)不同。 总之,“变形”是相(xiàng)变应力和热应力共同所致,但并非全部(bù)应(yīng)力都(dōu)消耗(hào)在变(biàn)形上,而是一部分作为残余(yú)应力存在于(yú)工件中(zhōng),这种应力就是导致时效变形和时(shí)效裂(liè)纹的(de)原因。 因冷却(què)而导致的(de)变形表(biǎo)现为(wéi)以下几种形(xíng)式: 1.件急冷初期(qī),急冷的一侧凹陷,然后(hòu)转(zhuǎn)为(wéi)凸起(qǐ),结果快冷的一(yī)面凸起(qǐ),这种情(qíng)况属于热应(yīng)力(lì)引起的变形大于相变引起(qǐ)的(de)变形。 2.由(yóu)热应力所引起的变形是钢(gāng)料趋(qū)于球形化,而由相变应力所引起的(de)变形则使之趋于绕线轴状。因此(cǐ)淬火(huǒ)冷却所致的变形表现为两者(zhě)的(de)结合(hé),按照淬火方式的不同,表现出不同的变形。 3. 仅对内孔部(bù)分(fèn)淬火(huǒ)时,内孔收(shōu)缩。将整(zhěng)个(gè)环(huán)形工件加(jiā)热整体淬火(huǒ)时,其外径总是增大,而内径则根据尺寸(cùn)的不(bú)同时涨(zhǎng)时(shí)缩,一般内径大时,内孔涨大,内径小时,内孔(kǒng)收缩 五、冷处理与变形 冷处理促进马氏体(tǐ)转(zhuǎn)变,温(wēn)度较低,产生的变(biàn)形比淬火冷(lěng)却要小,但此(cǐ)时产(chǎn)生的应(yīng)力较大,由于(yú)残(cán)余(yú)应力、相变应力和热(rè)应力等的叠加容易导致开裂(liè)。 六、回火与(yǔ)变形 工件(jiàn)在回火过程中由于内应力(lì)的(de)均匀化、减小甚至消失,加上(shàng)组织发生变化,变形趋于减(jiǎn)小,但同时,一旦(dàn)出现变形,也是很难矫正(zhèng)的(de)。为了矫(jiǎo)正这种(zhǒng)变形,多采用加压回火或喷丸硬化等方法。 七 、重复淬火与(yǔ)变形 通常情况下(xià),一次淬(cuì)火后的工件未经过中间退火而进行重复淬火,将增大变形。重复淬火引起的变形,经过重复淬火,其变形累加而趋(qū)于球状,容(róng)易产生龟(guī)裂,但(dàn)形状相对(duì)稳定了,不再(zài)容(róng)易产生变形了(le),因此(cǐ)重复淬火前应增(zēng)加中间(jiān)退火(huǒ),重复淬(cuì)火次数应小于等于2次(不含初次淬火)。 八、残余应力与变形 加热过程中(zhōng),在450℃左右,钢由弹性体转变为塑性体,因此很容(róng)易(yì)呈上升塑性(xìng)变形。同(tóng)时,残余应力在约高于此(cǐ)温度时也将因再结晶(jīng)而(ér)消(xiāo)失(shī)。因此,快速加(jiā)热时,由(yóu)于工件内(nèi)外(wài)部存在温(wēn)度差,外部(bù)达到450℃变成了塑性(xìng)区(qū),受(shòu)而内部温度较(jiào)低处存(cún)在残余(yú)应力作用而(ér)发生变形,冷却后,该区域就是出现变形的地方。由(yóu)于实际(jì)生产过程中,很难实现均匀、缓(huǎn)慢加热,淬火前进行消除应力退火是非常重(chóng)要的,除了通过加热消(xiāo)除应力外,对于大型零件采用振动消除应力也是有(yǒu)效的(de)。
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球(qiú)墨铸铁(tiě)(NodularCastIron)是一种具(jù)有优(yōu)良力学(xué)性能的(de)金属材料,通(tōng)过在(zài)铁液中加入球化剂(jì)和孕育(yù)剂,让石墨呈球(qiú)状形核并(bìng)长大(dà)而获得(dé)。20世纪40年代(dài),现代球(qiú)墨铸铁由美国国际锡公司(INCO)青(qīng)年科研(yán)人员K.D.Millis首(shǒu)先研究成功。球墨铸铁在力(lì)学性能(néng)、物理(lǐ)性能、工艺性能(néng)、使用性能上具有独(dú)特的优势,生产工艺简单,成本低廉,在机械、冶金、矿山、纺织、汽(qì)车及船舶等领域应用(yòng)广泛。 生产球(qiú)墨铸铁时夹渣是zui常见的缺陷,其多(duō)出现在铸件浇注位置(zhì)的(de)上平面或型芯上(shàng)表面部位(wèi)。夹渣缺陷严(yán)重影响(xiǎng)铸件的力(lì)学性能(néng),特别(bié)是韧性和(hé)屈(qū)服强度,导(dǎo)致(zhì)承(chéng)压部位发生渗(shèn)漏。 笔者所在单位生产(chǎn)的一种发电(diàn)设备铸(zhù)件(jiàn)前期经常出现铸件(jiàn)夹渣缺(quē)陷而报(bào)废,针对此(cǐ)缺陷进行了改进(jìn)。 1.原工(gōng)艺及缺(quē)陷(xiàn)状况 铸件(jiàn)重量为4500kg,材料为QT400-18,呋喃树脂自硬砂造型。采(cǎi)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(jiāo)注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半(bàn)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(táo)瓷管,直浇道为φ80mm,横浇道截面(miàn)为(wéi):70/80mm×100mm,截面(miàn)比为:F直:F横:F内=1∶2.99∶0.77,工艺方案如图1所示。这样设计出来的铸件缺(quē)陷(xiàn)主要(yào)为夹渣,位置(zhì)在(zài)法兰背面和轴承(chéng)上表面(miàn),形(xíng)状(zhuàng)不规则,无金属(shǔ)光泽,用(yòng)渗透(tòu)液或磁(cí)粉检测,有时用肉眼即可发现,如图2所示。 图(tú)1 工艺方案 图(tú)2 夹渣(zhā)缺(quē)陷(xiàn)分布 2.缺陷原(yuán)因分析 (1)熔(róng)炼或球化处理后,加入的熔剂和(hé)形成的熔(róng)渣在浇注时随(suí)金(jīn)属液一起注入型腔。 (2)金属(shǔ)液在浇注过程中镁、稀土(tǔ)、硅、锰、铁等(děng)二次氧化,产生的金属氧化物(wù)和硫化(huà)物、游离石墨等上(shàng)浮到铸件上(shàng)表面(miàn)或滞留在铸件内的(de)死角和(hé)砂芯下表面(miàn)等处。 原工艺该铸件的浇注压头(tóu)为2.5m,铁液从浇口杯进入浇注(zhù)系(xì)统后,直接由内浇道底(dǐ)返进入(rù)底法兰(lán),进流速度(dù)大,约(yuē)0.7m/s,进入型(xíng)腔的铁液紊流(liú)严重,且严(yán)重卷气(qì),因此铸件表(biǎo)面(miàn)出现大量的渣,造成(chéng)该产品的废品率(lǜ)超过10%。 (3)由于含硫量(liàng)过高(gāo),使金属液含有大量硫(liú)化物,浇注后在(zài)铸件(jiàn)内部形成渣。 (4)金(jīn)属液中(zhōng)各(gè)组元(碳、锰(měng)、硫、硅、铝、钛)之间或这(zhè)些(xiē)组元(yuán)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(miàn)反应形成夹(jiá)渣。 3.改进(jìn)方案(àn) (1)熔炼时对原材料进行分拣(jiǎn),保证干燥、清洁、无锈蚀(shí)。 (2)提高铁液出炉(lú)温度和球(qiú)化处理温度,对浇包进行充分烘烤。 (3)金属液在浇包内(nèi)应静(jìng)置一段时间(jiān),以利于渣(zhā)上浮。 (4)降低原铁液含硫量,在(zài)保(bǎo)证球化前提下,尽可能减少球墨(mò)铸铁的残留镁(měi)含量(liàng)。 (5)浇注系统改进。为保证(zhèng)铁液在充填型腔的过程中平稳、流畅(chàng),按大孔出流理论对浇注系统进行了(le)改(gǎi)进(jìn),如(rú)图(tú)3所示。采用开放式浇注系(xì)统,通(tōng)过增(zēng)大进(jìn)流截面降低进(jìn)流速度。铸件整体分散(sàn)进流(liú),快速充型,保证浇口(kǒu)杯、直浇道及时充满。 图3 改进后的浇(jiāo)注系统 该铸件重4500kg,浇注重量6000kg,根据相关公式计算的浇注时间为(wéi)60s,阻流截面积为(wéi)52cm2,即(jí)设计的开放式浇(jiāo)注系统的直浇道(dào)截(jié)面积为52cm2。按照标准的陶瓷管,则选(xuǎn)择φ80mm的陶瓷管,截面积是50.24cm2,按(àn)照推荐的浇注(zhù)系统比例,设计的横(héng)浇道截(jié)面(miàn)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(shì)125cm2,则zui终的截面(miàn)比是(shì)F直:F横(héng):F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面(miàn)计算的参数计算得进流速度为(wéi)0.28m/s,进流(liú)速度(dù)降低很多,是原工艺进流速度的40%。充型平稳,避免紊流,大大(dà)降(jiàng)低了铁液二(èr)次氧化的机(jī)会,从而可以减少夹渣缺陷(xiàn)。 4.改进(jìn)后验证 采用以(yǐ)上措施连续生产15件,铸件没有(yǒu)再出现法兰(lán)和(hé)轴承上表面部位夹渣缺陷(xiàn),改进有效。类似的方法在其他(tā)产品上运用,也有明显效果。 5.结语 大(dà)型(xíng)球墨铸铁件易于在(zài)浇注(zhù)位置上表面以及铁液流动的一些死角(jiǎo)区(qū)域产生夹渣缺陷,这些缺陷(xiàn)可以通过熔炼控制和浇注系统的改进来解决。浇注系统形式(shì)以及(jí)参数选择应能保证铁液平稳充型,为此浇注系(xì)统各组成部分面积、浇注时间需按照内浇道(dào)低速进(jìn)流、铸件整体快速充(chōng)满的原则来计(jì)算。
+查(chá)看全文14 2020-04
热处理工艺中淬(cuì)火的常用(yòng)方法有十种,分别是单(dān)介质(水(shuǐ)、油、空气)淬火;双(shuāng)介质淬(cuì)火;马氏体分(fèn)级淬火;低于Ms点的(de)马氏体分级淬火法;贝(bèi)氏体等温淬火法;复合淬火法;预冷等温淬火法;延(yán)迟冷(lěng)却淬火(huǒ)法;淬火自回火法;喷射淬火法(fǎ)等(děng)。 一(yī)、单介质(水、油、空(kōng)气(qì))淬火 单(dān)介质(水、油、空(kōng)气)淬火(huǒ):把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质,使其完全(quán)冷却。这种是zui简单的淬火方法,常用(yòng)于形状简单的(de)碳钢和合金钢(gāng)工件。淬(cuì)火介(jiè)质(zhì)根据零件(jiàn)传热系数大小(xiǎo)、淬透性、尺(chǐ)寸、形(xíng)状等进行(háng)选择(zé)。 二、双介质淬火 双介质淬火:把加热到(dào)淬(cuì)火(huǒ)温(wēn)度的工件,先在冷却(què)能力强的淬火(huǒ)介质中(zhōng)冷(lěng)却(què)至接近Ms点,然后转入慢冷的淬火介质中冷(lěng)却至室温,以达到不同淬火(huǒ)冷却温度(dù)区(qū)间,并有比较理想的淬火冷却速度。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢(gāng)制作(zuò)的(de)大型工件,碳素工具钢也(yě)多采用此法。常用(yòng)冷却介质(zhì)有(yǒu)水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气(qì),一般(bān)用水作(zuò)快冷淬火介质(zhì),用油或(huò)空气作慢冷淬(cuì)火介质,较少采用空(kōng)气。 三、马(mǎ)氏体分级淬火 马氏体分级淬火:钢材奥氏体化,随之浸入温度稍高或稍(shāo)低于钢的上马(mǎ)氏(shì)点的液(yè)态介质(盐浴或碱浴)中,保持适(shì)当时间,待钢件的内、外层都达到(dào)介质温(wēn)度后取出空冷,过(guò)冷奥氏体缓慢转(zhuǎn)变成马氏体的淬火工(gōng)艺。一般(bān)用(yòng)于形状复杂和变形要求(qiú)严(yán)的小型工件,高速钢和高合金钢工模具也常(cháng)用此法淬(cuì)火。 四、低于Ms点的马氏(shì)体分级淬火(huǒ)法 低于Ms点的马氏(shì)体分级(jí)淬火法:浴槽(cáo)温(wēn)度低于工件用钢(gāng)的Ms而高(gāo)于Mf时(shí),工件在该浴(yù)槽(cáo)中冷却较快,尺(chǐ)寸(cùn)较大时仍可获得和分级淬火相同(tóng)的结果。常用于尺寸(cùn)较大(dà)的(de)低淬透性钢工件(jiàn)。 五、贝氏体(tǐ)等温(wēn)淬火法 贝氏体等温(wēn)淬火法:将工件淬入该钢下贝氏体温(wēn)度(dù)的浴槽中等温,使其发(fā)生下贝氏体转变,一般(bān)在浴(yù)槽中(zhōng)保温30~60min。数控微信(xìn)公号cncdar贝氏体等温淬火工(gōng)艺(yì)主要三个步骤(zhòu):①奥氏体化处理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体(tǐ)等温处理;常用于合金钢、高碳钢小尺寸零(líng)件及球墨铸铁件。 六、复合淬火法 复(fù)合淬火法:先将工件急冷至Ms以(yǐ)下得体积(jī)分数为10%~30%的(de)马氏体,然(rán)后在下贝氏体区等温,使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织,常用于合金工具钢工(gōng)件。 七、预冷等温淬(cuì)火法 预(yù)冷等(děng)温淬火(huǒ)法:又称(chēng)升温等温淬火(huǒ),零件(jiàn)先在(zài)温度(dù)较低(大于Ms)浴槽(cáo)中冷却,然后转入温度较高的(de)浴槽中,使奥氏体进行等温转变。适(shì)用于淬透性(xìng)较差的(de)钢(gāng)件或尺寸较大又必须进(jìn)行等温淬火的工(gōng)件。 八、延迟(chí)冷却淬火法 延迟冷却淬火法:零件(jiàn)先在空气、热水(shuǐ)、盐浴中预冷(lěng)到(dào)稍高于Ar3或Ar1温度,然后(hòu)进行单介质淬火。常用于形状复(fù)杂各部位厚薄悬殊(shū)及要求(qiú)变形小(xiǎo)的零件(jiàn)。 九、淬火自回火法 淬(cuì)火自回火法:将(jiāng)被处理(lǐ)工件全部加热(rè),但在淬火时仅将需要淬硬的部(bù)分(常为工作部位)浸入(rù)淬火液冷却,数控微信公号(hào)cncdar待(dài)到未(wèi)浸(jìn)入部(bù)分火色消(xiāo)失(shī)的瞬间,立(lì)即取出在空气中(zhōng)冷却的淬火工艺(yì)。淬火自回火法利用心部未全部(bù)冷透的热量传到表(biǎo)面,使表面回火。常用于承受冲(chōng)击的工(gōng)具如錾子、冲子(zǐ)、锤子等。 十、喷射淬火(huǒ)法 喷射淬火法:向工件喷射水流的淬火(huǒ)方法,水流可大可小(xiǎo),根据(jù)所要求的淬火(huǒ)深(shēn)度而定。喷射淬火法不会在工(gōng)件表面形成(chéng)蒸汽(qì)膜,这样就(jiù)能够(gòu)保证得(dé)到比昔(xī)通水中(zhōng)淬火更深的(de)淬硬层。主要(yào)用于局部(bù)表面(miàn)淬火。
+查看全文13 2020-04
第1步 材料的选择 铁素体球铁的生产,选择高纯的(de)原材(cái)料是非常必要的,原材料中的Si、Mn、S、P含量要少(Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%,P<0.03%),对Cu、Cr、Mo等一些合(hé)金元素(sù)要严格控制(zhì)含量。由于(yú)很多微量元素对球(qiú)化(huà)衰退zui为敏感,如,钨、锑、锡(xī)、钛(tài)、钒等。钛对球(qiú)化影响很(hěn)大应(yīng)加以控(kòng)制,但钛高(gāo)是我国生铁的特点,这主要与(yǔ)生铁的冶金工艺(yì)有关。 第2步 脱硫 原铁液含(hán)硫量决定(dìng)球化剂(jì)的加入量,原铁液中的含硫量(liàng)越(yuè)高,则(zé)球(qiú)化剂的(de)加(jiā)入量越多,否(fǒu)则不能(néng)获得球化良(liáng)好的铸件。球化处理前原铁液中(zhōng)的(de)S含量(liàng)控制在0.02%以(yǐ)下。对球化处理前原铁液的含硫量高时(shí),必须进行脱(tuō)硫处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化处(chù)理,采用涡流工艺(yì),加入量控制在0.5~1.0%,具体(tǐ)根(gēn)据zui终Mo含(hán)量进行调整。为(wéi)了确保(bǎo)Mo的(de)有效吸收,对合金的粒度应该(gāi)严格要求。 第(dì)4步 球化剂和球(qiú)化处理 生产厚大断面(miàn)球铁件时(shí),为了(le)提高抗衰(shuāi)退(tuì)能力,在球(qiú)化剂中加入一定比例的(de)重稀土,这样既可以保证(zhèng)起球化作用的Mg的含量,同(tóng)时也可(kě)以增加具有较高抗衰退能力的重稀土元(yuán)素,如,钇等。根据国内(nèi)很多工厂的试(shì)验和生产(chǎn)实(shí)践,采用Re—Mg与钇基(jī)重稀土的复合(hé)球化剂作(zuò)为厚(hòu)大断面球铁件生产的球化剂是非常理想(xiǎng)的,使用这种球(qiú)化(huà)剂在(zài)实际生产应用(yòng)过(guò)程中也取(qǔ)得了很好的效(xiào)果。据有关(guān)资料(liào)表明,钇的球(qiú)化能力(lì)仅(jǐn)次于镁,但(dàn)其抗衰(shuāi)退能(néng)力比(bǐ)镁(měi)强的多,且不回硫,钇(yǐ)可过量(liàng)加(jiā)入(rù),高碳孕育良好时,不(bú)会(huì)出现渗碳体。另外(wài),钇与(yǔ)磷可(kě)形成高熔点夹杂物,使磷共晶减少并弥(mí)散,从而进一步提高球铁的延伸率。在球化(huà)处理时,为(wéi)了提高镁(měi)的(de)吸收率,控制反(fǎn)应(yīng)速(sù)度及提高球化(huà)效(xiào)果,采用(yòng)特有的球(qiú)化(huà)工艺。对球化(huà)处理的控制,主要是在反应(yīng)速度上进行控制,控(kòng)制球化反应时间(jiān)在2分(fèn)钟左右(yòu)。 对此采用(yòng)中低Mg、Re球化剂和钇(yǐ)基重(chóng)稀土的复合球化剂,球化剂的加入量根据残(cán)留Mg量确定。 球化衰(shuāi)退防止:球化衰退的原因一方(fāng)面(miàn)和Mg、RE元素由铁液(yè)中逃逸减少(shǎo)有关(guān),另一方(fāng)面也和孕育作用不断(duàn)衰(shuāi)退有关,为了防止(zhǐ)球化衰退(tuì),采取(qǔ)以下措施(shī): A、铁液(yè)中应保持有足够的球化元素(sù)含量; B、降低原铁液的含硫量,并防止铁液氧化; C、缩短铁液经球化处(chù)理后的(de)停留时间; D、铁液经球化处理并扒(bā)渣后(hòu),为防止(zhǐ) Mg、RE元素逃逸,可用覆盖剂将铁液表面覆盖严,隔绝空气以减少元素(sù)的逃逸。 第(dì)5步 孕育剂和孕(yùn)育处(chù)理 球化处理是球铁生(shēng)产的基础,孕育处理是球铁(tiě)生产的关键,孕育效果决定了石墨球的直径、石墨球数(shù)和石墨球的园整度,为了保证孕育效果,孕育(yù)处理采用多级(jí)孕育处理。孕育处理越接(jiē)近浇注,孕育效果越好。从(cóng)孕育到浇注需要一定的时间,该(gāi)时间越长,孕育衰退就越严重。为了防止或减少孕育衰退(tuì),采用以下措施: A、使用(yòng)长效孕(yùn)育剂(含有一定量(liàng)的钡(bèi)、锶(sī)、锆或锰(měng)的硅基孕育(yù)剂); B、采用(yòng)多级孕育处(chù)理(包内孕育、孕育槽孕育、水口瞬(shùn)时孕育等); C、尽(jìn)量缩短孕育到浇注时间。 孕(yùn)育剂的(de)加(jiā)入(rù)量控(kòng)制在0.6~1.4%,孕育剂(jì)加入量过少,直接造成孕育效果(guǒ)差,孕育(yù)量过大,导致(zhì)铸件夹杂(zá)。 第6步 浇注工艺控制 浇(jiāo)注应采用快浇(jiāo),平稳注入的原则(zé)。为了提(tí)高瞬(shùn)时孕育的均匀(yún)性及防止熔渣进(jìn)入型腔,水口盆的总容量应与铸件(jiàn)的毛(máo)重(chóng)相当(dāng),浇注时将孕育剂放入水口(kǒu)盆中,将铁水一(yī)次全部注入水口,使铁水与孕育剂充分混合,扒去表面浮渣,提(tí)出(chū)水口堵浇注。
+查看全文10 2020-04