鑄件晶粒粗大,從這6方面細節(jié)找找原因,!
1,、鑄件結(jié)構(gòu)和工藝設計
(1)鑄件截面差異過大,會因為較厚的截面冷卻緩慢而造成該處晶粒粗大?;诣T鐵等對截面變化十分敏感的金屬,,更容易產(chǎn)生此類缺陷。防止產(chǎn)生這類缺陷的有效方法是避免鑄件截面尺寸過分懸殊,,但這種途徑有時是鑄造工作者所無能為力的,。因而就鑄造本身言,可通過采取設置冷鐵,、控制澆注溫度或通過選擇合適的澆汁系統(tǒng)來減少這類問題的發(fā)生,,降低這類缺陷的嚴重程度。采用冷鐵可加快鑄件較厚截面的冷卻速度,;澆注溫度過高,,會使這類問題更為嚴重,應予以避免,;通過調(diào)節(jié),、修正澆注系統(tǒng)設計,使溫度低的金屬熔液位于鑄件截面較厚的部位,,并在鑄件的厚截面處設計*的冒口,,以盡可能減小冒口的尺寸。
(2)對于帶孔鑄件,,工藝設計人員有時沒有采用有助于減小有效截面尺寸的型芯,,使未設芯的截面過厚而產(chǎn)生此缺陷,因此在工藝設計時,,應盡可能在較厚的截面中設置砂芯,。
(3)在某些情況下,鑄件截面并不太厚,,但因某一較窄的凹陷部位或型芯在鑄件中形成熱匯截面,,其結(jié)果和厚大截面一樣。例如.在鑄件較深部位的一個柱狀臍子處,,可能需要設置型芯,,而這樣就會造成冷卻緩慢。在不能設計進行修改的情況下,,除非可以降低金屬溫度,,或重新設置澆口,解決辦法是在型芯或鑄型截面處設置冷鐵,。
(4)工藝設計時加工余量留得過大,,不僅增加了切削加工的費用,還會把較致密的鑄件表層切削掉,,并暴露出中心冷卻較慢的疏松部分,。這種設計毫無可取之處,,因為無論從鑄造還是從機械加工的角度來看都是不合理的,,解決辦法是改變鑄件的設計,。如果不允許更改設計,那么正確的方法則是采用冷鐵,、控制澆注溫度及調(diào)整澆注系統(tǒng),。
(5)在厚截面處型芯設計不合適,型芯支撐不正確,,或采用其他引起偏芯的技術(shù),,會造成鑄件截面的變化,從而引起晶粒粗大,。
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2,、澆冒口系統(tǒng)
(1)未能實現(xiàn)順序凝固
澆注系統(tǒng)未能很好地實現(xiàn)順序凝固,通常是造成晶粒粗大的原因,。對于截面變化急劇的鑄件,,必須充分注意內(nèi)澆口的數(shù)量和位置。為了進行補縮,,在冒口的作用區(qū)保持灼熱的熔融金屬,,會使厚截面的冷卻速度降低到產(chǎn)生粗大晶粒的程度。冒口設計不當,,如冒口頸過長,,冒口墊設計不當,或冒口尺寸太大,,都會在較厚截面處造成過多熱量的匯集,。
(2)易于造成熱匯的澆冒口分布
同樣,為了對厚截面進行補縮,,常會在局部區(qū)域造成過分的熱量匯集,。例如,因為側(cè)冒口會造成厚截面的過熱并減緩冷卻速度,,所以有時不便于在實際操作中使用,。實際生產(chǎn)中需通過合理的冒口設計,盡可能減小冒口的尺寸,。
(3)在內(nèi)澆口或冒口與鑄件連接處造成局部熱節(jié)
內(nèi)澆口或冒口頸部較短,,對于補縮是有利的,但卻會使橫澆道或冒口太靠近鑄件,,減緩了該部位的冷卻速度,。而增大冒口頸部,又會給補縮帶來問題,。因此措施是采取有效的冒口設計,,盡可能減少冒口的尺寸,,不使橫澆道和冒口過于接近易于形成粗大品粒的關鍵截面,恰當?shù)卦O置橫澆道和冒口,,以實現(xiàn)補縮,。
(4)內(nèi)澆口數(shù)量不足
內(nèi)澆口數(shù)量太少,不僅易于造成沖砂,,同時還會造成局部熱節(jié)和粗大晶粒組織,。這種現(xiàn)象普遍存在于所有的鑄造金屬中,即使是澆注溫度較低的鋁合金也會出現(xiàn)這種情況,。在某些情況下,,因為澆口數(shù)量太少,會導致產(chǎn)生縮松缺陷,。這種縮松缺陷可能會掩蓋由于同樣原因造成的晶粒粗大的缺陷,。實際上,當晶粒粗大缺陷嚴重惡化時,,就變成了一種縮松缺陷,,因而對這兩種缺陷的防治措施,常常是相同的,。
3,、型砂
只有當型砂使型壁產(chǎn)生的位移足以導致增加臨界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸時,型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一個因素,。由于在厚截面處的型壁移動可能最大,,所以這種缺陷還是有可能產(chǎn)生的,此時所產(chǎn)生的品粒粗大缺陷和脹砂有關,。
4,、制芯
生產(chǎn)中應避免采用未烘透或空氣硬化的油砂芯,因為這種型芯可能會產(chǎn)生放熱反應,,從而造成熱量過分匯集,。這種情況或出現(xiàn)于大型鑄件,或出現(xiàn)于采用具有放熱性能粘接劑的厚大型芯,。從某種意義來說,,這種型芯起著一種高效率的絕熱體的作用,并把金屬熔液的冷卻速度減緩到了危險的程度,。
5,、造型
(1)缺少能促使加快冷卻速度的通氣孔就較厚的鑄件截面來說,鑄件的冷卻速度與通過型砂散出熱量的速度有關,。排氣充分會有助于水氣迅速排出,,從而產(chǎn)生一種致冷的效應。
(2)未設置激冷釘或冷鐵這種情況通常是因為粗心疏忽所致,。
6,、化學成分
從本質(zhì)上來說,,晶粒粗大和金屬的化學成分與冷卻速度的配合有關,因此選擇這種配合是非常重要的,。如果冷卻速度難以調(diào)節(jié),,那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學成分不當。由于金屬成分的重要性,,現(xiàn)將每一種金屬簡述如下,。
(1)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵
碳當量過高,,碳和硅效應的數(shù)學計算,,通常可以概括為:CE=C+1/3Si,,晶粒粗大可能是因為碳過量或硅過量,,或者碳硅過量所致。與硅相比,,碳的效應相當其3倍,,所以碳的做量變化,要比硅的同量變化危險得多,。碳,、硅的這種作用,既影響到可鍛鑄鐵,,也影響到灰鑄鐵,。對可鍛鑄鐵而言,晶粒粗大既不呈現(xiàn)為黑色,,也不呈現(xiàn)出表示初生石墨的麻口,,而是以一般的晶粒粗大的形式呈現(xiàn),這是由于含碳或含硅量過高,,或者二者均過高,。磷也會對晶粒粗大產(chǎn)生影響。當wp=0.1%時,,會加重縮孔缺陷,,特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。
(2)鑄鋼
在鑄鋼的熔化和脫氧操作中,,加入了一些會延緩晶粒長大的元素,,因此和鍛鋼相比,鑄鋼不太容易形成品粒粗大,。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件,,可通過退火或正火處理得到細化。
(3)鋁合金
鐵雜質(zhì)會使鑄鋁件品粒粗大,,脆性增加,,這類缺陷多數(shù)是由于熔化操作不當所致,。在鋁合金中,特別是那些要求過熱的鋁合金,,加入適量的細化品粒合金元素是必要的,。
(4)銅合金
銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋,。銅合金因成分變化會造成品粒粗大,,但通常總是先出現(xiàn)針孔,、氣孔或縮松,。
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