灰鐵毛坯鑄件的強度與熱處理方法
2021-01-23 07:53:25
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灰鐵毛坯鑄件的應(yīng)用主要是體現(xiàn)在很多的中,因為很多的零件一類的產(chǎn)品都是通過鑄造的技術(shù)生產(chǎn)出來的,那么其實按照鑄造的工藝以及使用的不一樣,種類也是挺多的。灰鐵毛坯鑄件就是其中的一個分類,而且灰鐵毛坯鑄件一直都是以其自身的特點而受到使用的歡迎,那么你們知道如何增強灰鐵毛坯鑄件的強度嗎?
一、采用合金化方法提升灰鐵毛坯鑄件抗拉強度,加入適量的微量合金,鉻、鉬、錫等元素也可明顯的提升灰鐵毛坯鑄件的抗拉強度,并做好鐵水的孕育處理。
二、可以在原材料中加入少量的碳,在灰鐵毛坯鑄件中的碳含量中,碳的含量多為2.6%~3.6%,硅的含量為1.2%~33.0%。
在生產(chǎn)制作毛坯鑄件的時候,對其內(nèi)在質(zhì)量和機械性能也提出了相應(yīng)的要求,起先毛坯鑄件的毛坯的機械性能應(yīng)符合GB/T9439《灰鑄件》和GB/T1348《毛坯鑄件》的相應(yīng)要求。
其次,毛坯鑄件經(jīng)加工的相對運動配合表面不得有縮松、氣孔、沙眼和裂紋等缺陷存在;且其非外露的其它加工面上允許有輕微的縮松和非聚集的缺陷孔眼,但其大尺寸不大于4mm,不大于3mm且不大于壁厚的1/4,在100mm×100mm范圍內(nèi)不得多于2個,相互間距或距邊緣不小于10mm,且一個表面不多于10個。
另外,毛坯鑄件要進行1尺寸檢驗,外觀檢查,磁粉、特別波及射線透照等無損探傷檢驗,確定毛坯鑄件具有優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量。其實毛坯鑄件生產(chǎn)中的難點在于,鑄件因斷面厚大冷卻緩慢,金屬液體凝固時間長,鑄件內(nèi)部很容易產(chǎn)生縮松
所以在生產(chǎn)鐵素體毛坯鑄件時,為了獲得較不錯的抗拉強度、屈服強度和延伸率,以往均要進行鐵素體化熱處理,熱處理溫度是根據(jù)鑄態(tài)組織中是否存在游離滲碳體或珠光體,而采用900-950℃的高溫?zé)崽幚怼?/div>
砂型型壁產(chǎn)生位移尤其是不規(guī)則的位移,會影響補縮效果,造成縮孔缺陷。型壁的位移量越大,產(chǎn)生縮孔的可能性越大。型砂強度低,舂砂松軟是產(chǎn)生型壁位移的主要原因,應(yīng)提升砂型的強度和舂砂的緊實度,以減少型壁的蠕動或位移。
一、澆注
?。?)澆注溫度太低會降低冒口系統(tǒng)的補縮速率,造成收縮缺陷。
?。?)澆注溫度過高,會增加傳遞到型砂里的熱量,使型砂產(chǎn)生高溫變形,加劇型壁的位移。
?。?)生產(chǎn)大型鑄件時,沒有用熱金屬液對冒口進行補澆也會產(chǎn)生收縮缺陷??梢愿鶕?jù)需要,采用發(fā)熱冒口或加大冒口來代替補澆。
砂芯或型壁斷裂會引起毛刺或型漏,造成金屬液流失。此時型腔對金屬液數(shù)量的需求有了變化,如果沒有多余的金屬液可以進行補縮,或者補縮的金屬液不足,也會產(chǎn)生收縮缺陷。
二、制芯
砂芯產(chǎn)生位移,會使鑄件截面增厚,造成鑄件截面壁厚不均勻。芯撐數(shù)量太少、芯頭松軟或支撐面不夠大、砂芯強度較低引起砂芯翹曲等,都是造成砂芯位移的原因。生產(chǎn)中因砂芯位置變化而引起鑄件截面變化,都有可能造成縮孔缺陷。
三、金屬成分
金屬成分對縮孔缺陷的影響有兩方面。一是合金成分對于縮孔缺陷本身的直接影響。如,低碳鑄鐵的總收縮量比高碳鑄鐵要大;在有色金屬鑄造中通過改變金屬成分加寬凝固范圍,推動順序凝固,可以減少縮孔缺陷;在鋁合金中加入晶粒細化劑,如鈦和硼,能夠減少縮孔缺陷。合金成分對縮孔缺陷的影響大多是直接的,在設(shè)計澆冒口系統(tǒng)時,通常應(yīng)把這些因素考慮進去。二是金屬溶液的壓力使型壁產(chǎn)生退讓,造成型壁位移。金屬溶液壓力的大小和金屬成分有關(guān),灰口鑄鐵對型壁的壓力比合金鑄鐵和球墨鑄鐵要小。從某種程度上來說,碳當量越高,金屬溶液對型壁的壓力越大。
四、熔化
裝料或稱料草率會造成金屬成分的偏差。針對收縮缺陷時應(yīng)考慮熔化方面的因素,臟污以及凝固、易于氧化的金屬都對金屬的早期收縮有影響。金屬液的溫度過高,會把砂型加熱到使其產(chǎn)生滑移的程度,從而加劇型壁的位移。金屬液中的氣體越多,凝固過程釋放出的氣體對型壁的壓力越大,越易引起位移。
毛坯鑄件的熱處理方法有以下幾種:
一、等溫淬火毛坯鑄件進行正火處理雖然應(yīng)用很廣,但當鑄件形狀復(fù)雜,又需要高的綜合機械性能時,則正火處理已很難達到技術(shù)要求,而往往采用等溫淬火。
其工藝是把鑄件加熱至860-920℃,保溫規(guī)定時間(約為鋼的一倍),然后快放入溫度為250-350℃的等溫鹽浴中進行半小時至一個半小時的等溫處理,然后取出空冷。四.調(diào)質(zhì)處理對于受力復(fù)雜、截面尺寸較大、綜合機械性能要求高的鑄件,如采用正火或等溫淬火已不能達到上述要求,故往往采用調(diào)質(zhì)處理(淬火+高溫回火)
調(diào)質(zhì)處理的淬火時間和保溫時間,基本上與等溫淬火相同,即加熱溫度為860-920℃,為了避免淬火冷卻時產(chǎn)生開裂,除形狀簡單的鑄件采用水冷外,一般都采用油冷。淬火后組織為細片狀馬氏體和球狀石墨。然后再加熱到550-600℃,回火2-6小時。
二、退火
目的:一般是為了獲得鐵素體基體,提升其塑性與韌性,改進切削加工性,以及去掉鑄造內(nèi)應(yīng)力。
1、高溫退火:高溫退火工藝是把鑄件加熱至共析溫度范圍以上,即900-950℃,保溫2-4小時,使鑄件發(fā)生一階段石墨化,然后隨爐緩慢冷卻至600℃,使鑄件發(fā)生中間和二階段石墨化,再出爐空冷。
2、低溫退火:低溫退火工藝是把鑄件加熱至共析溫度范圍附近,即720-760℃,保溫2-8小時,使鑄件發(fā)生二階段石墨化,然后隨爐緩冷至600℃,再出爐空冷。
三、正火
目的:使鑄態(tài)下基體的混合組織變?yōu)橹楣怏w基體,從而提升其強度和性。
1、高溫正火:是把鑄件加熱至共析溫度范圍以上,一般為880-920℃,保溫1-3小時,使基體組織全部奧氏體化,然后出爐空冷,使其在共析溫度范圍內(nèi)由于快冷而獲得珠光體基體。
2、低溫正火:是把鑄件加熱至共析溫度范圍內(nèi),即840-860℃,保溫1-4小時,使基體組織部分奧氏體化,然后出爐空冷。提升了鑄件的韌性與塑性,但強度較低。
毛坯鑄件可進行多種熱處理如QT400可退火,QT700可正火加回火,但感應(yīng)加熱表面淬火前,好行正火處理。
灰鐵毛坯鑄件的強度與熱處理方法由光明機械編輯整理。
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