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3噸鑄鐵砝碼熱裂缺陷產(chǎn)生的成因與防止措施 說明:
3噸鑄鐵砝碼熱裂缺陷的成因及防止措施生產(chǎn)中出現(xiàn)的熱裂和縮裂缺陷往往難以分辨,由于熱裂是在金屬處于凝固或半凝固狀態(tài)下發(fā)生的,所以斷口的顏色是區(qū)別熱裂還是縮裂的一個(gè)重要判據(jù)。由于金屬此時(shí)具有足夠的熱量,會(huì)出現(xiàn)有代表性的氧化色。值得注意的是,縮裂的斷口有時(shí)也會(huì)顯示出這種顏色。有些時(shí)候,熱裂和縮裂極其相似,人們只能在所采取的措施取得成效之后,才能確定該缺陷究竟屬于哪一種。實(shí)踐中應(yīng)反復(fù)考慮產(chǎn)生這兩種缺陷的各種可能性,以免混淆。筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參閱有關(guān)資料,談?wù)?/span>3噸鑄鐵砝碼熱裂的產(chǎn)生原因及其防止措施。
1.3噸鑄鐵砝碼和模樣設(shè)計(jì)
(1)3噸鑄鐵砝碼內(nèi)圓角大小不合理是3噸鑄鐵砝碼產(chǎn)生熱裂最普遍的原因。由于冷卻過程中3噸鑄鐵砝碼在尖角處會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力,在內(nèi)圓角小的部位,即使補(bǔ)縮良好不出現(xiàn)縮裂,也會(huì)產(chǎn)生熱裂。只要不產(chǎn)生縮裂,則一般解決熱裂的措施就是加大內(nèi)圓角。另外,采用外冷鐵有同樣的效果,設(shè)置防裂筋也是解決熱裂問題常用的措施。
(2)截面驟然變化會(huì)導(dǎo)致冷卻速度快慢不一,即使補(bǔ)縮良好也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,使3噸鑄鐵砝碼在凝固后出現(xiàn)裂口或裂紋。對于某些3噸鑄鐵砝碼截面,內(nèi)澆道截面太大或數(shù)量太少,會(huì)形成熱節(jié)而導(dǎo)致熱裂。在這種情況下,熱節(jié)所起的作用就像截面驟然改變一樣,因而有必要分散設(shè)置較小的內(nèi)澆道。
(3)具有T形連接的“槽形”或“工字形”截面的3噸鑄鐵砝碼,連接處的砂型會(huì)阻礙金屬液的正常凝固,在冷卻過程中,型壁阻礙了3噸鑄鐵砝碼正常收縮,從而產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。這種3噸鑄鐵砝碼結(jié)構(gòu)很常見,通常在內(nèi)圓角處置放冷鐵,或采用特殊的造型方法,例如將“槽形”截面兩壁間的砂型或砂芯挖空或減薄。
2.模樣
(1)3噸鑄鐵砝碼內(nèi)圓角大小不合理,其責(zé)任可能是設(shè)計(jì)人員,也可能是木模工。如果只在截面內(nèi)側(cè)交角做出圓弧,而其外側(cè)交角仍是尖角,會(huì)更容易產(chǎn)生熱裂。解決辦法是把3噸鑄鐵砝碼模樣的外側(cè)拐角修圓。
(2)防裂筋和拉筋過小、過大或位置不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生熱裂。防裂筋過大,會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力;防裂筋過小,凹陷處的型砂容易斷裂。拉筋應(yīng)大致等于3噸鑄鐵砝碼的壁厚,并做出內(nèi)圓角,以防止產(chǎn)生熱裂。
3.砂箱及其準(zhǔn)備
(1)箱帶距冒口和直澆道過近,3噸鑄鐵砝碼的一部分不能正?;蜃杂傻嘏蛎浕蚴湛s,就會(huì)在3噸鑄鐵砝碼中形成很高的內(nèi)應(yīng)力,不論是受拉應(yīng)力還是受壓應(yīng)力,均能產(chǎn)生熱裂。
(2)箱帶插入吊砂深處,會(huì)導(dǎo)致該處的型砂不能潰散,典型的熱裂問題就隨之發(fā)生。在這種情況下,應(yīng)采用砂鉤或固砂木片來固定吊砂,這樣就不會(huì)阻礙正常的收縮。
(2)內(nèi)澆道、冒口和橫澆道設(shè)置不當(dāng),使3噸鑄鐵砝碼不能正常收縮,3噸鑄鐵砝碼內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,這必將導(dǎo)致在3噸鑄鐵砝碼原來應(yīng)力就已經(jīng)很高的拐角部位和截面變化處出現(xiàn)熱裂。因此應(yīng)合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),避免產(chǎn)生熱裂。
(1)型砂的高溫強(qiáng)度、高溫退讓性和干強(qiáng)度過高而導(dǎo)致的潰散性不良,對結(jié)構(gòu)或金屬成分容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的3噸鑄鐵砝碼有較大影響,如果型砂阻礙其收縮變形,將會(huì)使3噸鑄鐵砝碼更容易產(chǎn)生熱裂缺陷。然而,對型砂進(jìn)行改變必須慎重行事,以免3噸鑄鐵砝碼產(chǎn)生補(bǔ)縮或尺寸增大等缺陷。砂型緊實(shí)度低一些或許能減輕熱裂,但可能會(huì)加重縮裂。因此,在消除熱裂缺陷時(shí)要注意防止產(chǎn)生縮裂。型砂的高溫強(qiáng)度、高溫退讓性和干強(qiáng)度與型砂的成分及砂型緊實(shí)度有關(guān),這些性能一般受粘結(jié)劑的品種、加入量及水分含量所制約。水分過多,高溫強(qiáng)度和干強(qiáng)度往往偏高,型砂中如加入瀝青,則由于瀝青的累積會(huì)導(dǎo)致型砂潰散性降低。另外,細(xì)砂、石英粉和粘土加入量過多,都會(huì)使高溫強(qiáng)度和干強(qiáng)度過高,因此正確選擇粘結(jié)劑是一種最簡便的有效措施。例如,可將水分控制在一定范圍,并以鈣基膨潤土取代鈉基膨潤土。
(2)型砂中含有燒結(jié)點(diǎn)低的物質(zhì)時(shí),容易引起3噸鑄鐵砝碼產(chǎn)生熱裂,硅酸鈉(水玻璃)和造渣材料都容易形成燒結(jié)點(diǎn)低的熔融物,對黑色金屬3噸鑄鐵砝碼非常不利。有色金屬因澆注溫度低,通常影響不大。
(3)如果3噸鑄鐵砝碼的結(jié)構(gòu)或金屬成分本來就容易產(chǎn)生熱裂,則該3噸鑄鐵砝碼冷卻時(shí),砂型必須具有一定的退讓能力。因此,應(yīng)在型砂中減少水分、粘結(jié)劑和細(xì)砂含量,或增加纖維素物質(zhì)。
6.制芯
(1)芯砂的高溫強(qiáng)度或干強(qiáng)度過高而導(dǎo)致砂芯潰散性不良的影響與砂型的影響大致相同。對芯砂潰散性影響最大的因素是瀝青、水分(濕芯)、細(xì)砂和粘結(jié)劑的含量。尿素樹脂砂芯比酚醛樹脂砂芯更易潰散。
(2)某些油類粘結(jié)劑的退讓性能較差,但是可改變烘烤周期來加以調(diào)整。未烘透的砂芯也會(huì)引起熱裂缺陷。
(3)砂芯中放置的鐵絲、芯骨等距砂芯表面過近時(shí),會(huì)妨礙其正常潰散,因而產(chǎn)生砂芯的阻力問題。砂芯加固過度或加固物放置不當(dāng),會(huì)阻礙3噸鑄鐵砝碼的正常收縮。對于大砂芯,解決這類問題的辦法是在砂芯中填塞焦炭。殼芯因?yàn)榭招亩菀诐⑸?,但如果操作不?dāng),3噸鑄鐵砝碼照樣還會(huì)產(chǎn)生熱裂缺陷。在金屬型中,型芯的潰散性問題顯得格外重要,由于鑄型是剛性的,3噸鑄鐵砝碼的收縮全靠型芯來承受,若不及時(shí)將型芯抽出,就會(huì)使3噸鑄鐵砝碼產(chǎn)生裂縫。
7.造型
(1)由于熱裂與型砂的高溫強(qiáng)度和干強(qiáng)度有關(guān),因而砂型的硬度是一個(gè)需要慎重考慮的問題。砂型的干強(qiáng)度隨其硬度增加而提高,砂型舂實(shí)過硬時(shí)容易產(chǎn)生熱裂。水分含量高時(shí),砂型的干強(qiáng)度提高得尤其迅速,所以水分含量高的砂型舂得過硬更為危險(xiǎn)。在許多情況下,將砂型舂得軟一點(diǎn),既可控制熱裂又可不引起縮裂。砂型硬度在85~90時(shí),就足以保證不發(fā)生型壁位移;當(dāng)砂型硬度在90~98時(shí),就有產(chǎn)生熱裂的危險(xiǎn)。
(2)骨架、砂鉤放置的位置必須正確,距型面不能過近,以使3噸鑄鐵砝碼能正常收縮。如果造型時(shí)隨意安放這些加固物,會(huì)增大3噸鑄鐵砝碼出現(xiàn)熱裂的危險(xiǎn)。
(3)砂型中水分含量過高是產(chǎn)生熱裂的主要原因,因此噴刷涂料(水)不能過多。
(4)沒在適當(dāng)位置安放能防止熱裂的冷鐵。
(2)加料疏忽造成金屬成分差錯(cuò)。成分對某些金屬而言非常重要,因此熔煉時(shí)必須保證正確的成分。加料、稱料不慎是影響成分不準(zhǔn)的主要因素。黑色金屬進(jìn)行包內(nèi)孕育或加合金處理,有可能會(huì)因碳化物析出過多而產(chǎn)生熱裂。在熔煉方面產(chǎn)生熱裂的原因還有:合金化處理不慎,過熱度太高,以及對晶粒的細(xì)化處理未加控制。
澆注溫度太低,使砂型(砂芯)達(dá)不到正常的潰散程度。澆注溫度應(yīng)有一定的范圍,尤其是那些熱裂傾向大的金屬。澆注溫度低,則不能將砂型或砂芯中的粘結(jié)劑燒掉,以使其適度潰散。另一方面,若澆注溫度太高,則會(huì)在截面不均勻的3噸鑄鐵砝碼中形成較大的溫度梯度。因此,在保證金屬液有足夠熱量燒掉砂型(或砂芯)中粘結(jié)劑的前提下,澆注溫度越低越好。如果砂型或砂芯粘結(jié)劑比較容易燒掉,或者3噸鑄鐵砝碼形狀比較簡單,那么允許的澆注溫度范圍可以放寬,有些場合澆注溫度的范圍要求非常狹窄。
溫度梯度引起的內(nèi)應(yīng)力。3噸鑄鐵砝碼澆注后的處置方式,對冷卻應(yīng)力或溫度梯度的形成有重大影響。例如,落砂過早,或在內(nèi)圓角小和截面交接處等危險(xiǎn)部位的冷卻過速等。有時(shí)還必須把3噸鑄鐵砝碼的某些部位暴露出來,而其余部位仍然埋在砂中。例如,在鑄造滑輪和帶輪時(shí)就常用這種工藝。有些3噸鑄鐵砝碼在落砂后,要放入保溫坑,以消除應(yīng)力。
以上是3噸鑄鐵砝碼熱裂缺陷產(chǎn)生的成因與防止措施的詳細(xì)內(nèi)容,望采納!
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