五、铸铁的熔炼和浇注
1)铸铁的熔炼
铸铁熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的铁液,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。
冲天炉熔炼是目前常用且经济的熔炼方法。冲天炉炉料主要有金属料、燃料和熔剂三部分。金属料一般采用高炉生铁、回炉料、废钢和铁合金;燃料采用焦炭;熔剂采用石灰石和萤石,其主要作用是造渣。
电炉熔炼能准确调整铸铁液成分、温度,能保证铸件的质量,适合于过热和精炼,但耗电量大。冲天炉—感应电炉双联熔炼是采用冲天炉熔化铸铁,利用电炉进行过热、保温、储存、精炼,以确保铸铁液的质量。
2)浇注
浇注是指将熔融金属从浇包中浇入铸型的操作。为保证铸件质量,应对浇注温度和速度加以控制。
铸铁的浇注温度为液相线以上200℃(一般为1250~1470℃)。若浇注温度过高,金属液吸气多、体收缩大,铸件容易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷;若浇注温度过低,金属液流动性差,铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷。
浇注速度过快会使铸型中的气体来不及排出而产生气孔,并易造成冲砂;浇注速度过慢,使型腔表面烘烤时间长,导致砂层翘起脱落,易产生夹砂结疤、夹砂等缺陷。 (返回TOP)
六、落砂、清理与检验
落砂是指用手工或机械方法使铸件与型(芯)砂分离的操作。落砂应在铸件充分冷却后进行,若落砂过早,铸件的冷速过快,会使灰铸铁表层出现白口组织,导致切削困难;若落砂过晚,由于收缩应力大,会使铸件产生裂纹,且影响生产率,因此浇注后应及时进行落砂。
清理是指对落砂后的铸件清除表面粘砂、型砂、多余金属(包括浇冒口、飞翅和氧化皮)等过程。
铸后应对铸件进行检验,并将合格铸件进行去应力退火。
七、合金的铸造性能简介
金属的铸造性能是指铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力。主要有流动性、收缩性、偏析、吸气性、氧化性等。
1)流动性
(1)流动性对铸件质量的影响
流动性是指金属液本身的流动能力,直接影响到金属液的充型能力。流动性好的金属,充型能力强,能铸出形状复杂、轮廓清晰、尺寸精确、薄壁的铸件,避免出现冷隔、浇不到等缺陷;有利于金属液中夹杂物和气体的上浮与排除,减少气孔、夹渣等缺陷;有利于发挥冒口的补缩作用,防止铸件产生缩孔、缩松缺陷。
2)影响流动性的因素
(1)化学成分
共晶成分的合金流动性好,合金的成分越远离共晶点,结晶温度范围越宽,其流动性越差。在常用铸造合金中,灰铸铁的流动性最好,铝合金次之,铸钢最差。
(2)浇注工艺条件
提高浇注温度可改善金属的流动性。但浇注温度过高,会使收缩量增大、铸件易产生粘砂等缺陷;提高浇注压力,可适当提高金属液的流速,流动性好,充型能力强。
(3)铸型
铸型材料的导热性对金属液充型能力影响较大,导热性越好,充型能力越差;铸型内腔的形状和尺寸对充型能力也有影响,形状越复杂,壁越薄,金属液充型能力越差。
2)收缩
收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
(1)收缩对铸件质量的影响
液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积变化,它是铸件产生缩孔和缩松的主要原因;固态收缩是铸件产生铸造应力、变形和开裂的基本原因。
(2)影响收缩率的因数
化学成分
铁碳合金中灰铸铁的收缩率小,铸钢的收缩率大。这是因为灰铸铁在结晶过程中析出比体积(单位质量物质的体积)大的石墨,产生的体积膨胀抵消了部分收缩。在灰铸铁中,提高碳、硅含量和减少硫含量均可减小收缩。
浇注温度
浇注温度越高,液态收缩越大,为减少收缩,浇注温度不宜过高。
铸件结构与铸型材料
型腔形状越复杂,型芯的数量越多,铸型材料的退让性越差,对铸件固态收缩的阻碍越大,产生的铸造收缩应力越大,容易产生裂纹。