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铸件表面凹坑缺陷的形成机制和防制措施 时间:2015-08-03 点击量:
缺陷特征
    在球铁铸件表面的圆形凹坑,特别是在凝固过程中非常热的区域。会在孤立位置或者较大面积成片发生。在凹坑下面会发生不良石墨。
 
 
缺陷发生条件
    当金属液浇注进入膨润土粘土砂砂型时,缺陷只会发生在球铁铸件上面,并且主要在砂型中热负荷较高的位置。
 
缺陷形成机理说明
    缺陷只有在氟化物存在的条件下发生,氟化物通过发热冒口渗入到型砂内或者作为金属液处理添加剂进入金属液中。因为氧化物和不良石墨是较深的凹坑的典型特征,可以认为氧化物对凹坑的产生有较大影响。
 
    我们认为,氟化物会破坏金属液表面的保护性镁氧化层。来自湿型砂的水蒸气会在铸件表面与金属液中的残余镁发生反应。
 
可能的工艺原因
 
粘土砂
•发热冒口残余物过多
•回用的型砂处理不充分,造成氟化物过高
•型砂中水含量过高
 
熔炼车间
•金属液中残余镁含量过高
 
 
解决办法
 
粘土砂
•通过筛除型砂中的发热冒口残留物来减少氟化物含量。使用和金属液粘连的发热冒口,回用砂中补充新砂
•使用保温冒口或含氟化物低的冒口
•通过改善膨润土活性来减少水分加入,减少膨润土含量,使用含蒙脱石高的膨润土
•使用发气快的高活性光亮碳发生物
 
浇注系统和浇注
•减少发热冒口数量,使用保温冒口
 
背景信息
 
    此种缺陷较少在文献中记载。只有一份参考资料描述含硅高的球铁(Si:3%)有较高的缺陷发生概率。
 
    因为缺陷发生于金属液表面的保护性氧化层被氟化物破坏后水蒸气与金属液中的残余镁发生了反应,任何减少型砂中氟化物和水分的措施都是有效的。    
 
发热冒口
    为了实现如下反应,发热冒口一般含有可以破坏铝热粉剂颗粒表面铝氧化层的氟化物,取决于粘结剂、使用的铝热剂和氧化物,会使用不同数量的氟化物。使用方应该了解发热冒口中氟化物含量。
4 Al + 3 O2     Al2O3
    也可以使用以水玻璃作为粘结剂的发热冒口套,这种冒口会粘结在冒口金属上面然后被从清理下来的型砂中去除。但是,氟化物在水玻璃作为粘结剂的冒口套中通常较高。通常使用无氟化物的保温冒口套。
 
 
型砂
 
    型砂中的水分越高,当氟化物含量超标后,球铁铸件表面的化学反应越快速。任何减少型砂水分和膨润土含量的措施都是有效的。建议使用高蒙脱石含量和高粘结能力的膨润土。并且,改善膨润土的活性会减少凹坑的形成。
 
    使用具有高光亮碳生成能力的碳载体也会减少凹坑的形成。减少型砂中水分含量和抑制型腔中水蒸气形成也有益于减少凹坑的发生。
 
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