冷鐵消除薄壁球鐵法蘭件縮松縮孔的工藝研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)鑄件的要求日益提高,但在生產(chǎn)薄壁球鐵法蘭件的過(guò)程中,很容易產(chǎn)生縮松縮孔缺陷,造成產(chǎn)品不合格。如何能夠便捷、有效地解決縮松縮孔問(wèn)題,提高鑄件的質(zhì)量,成為很多企業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。
　　 本文針對(duì)薄壁球鐵法蘭件在生產(chǎn)中的縮松縮孔缺陷進(jìn)行了深入的研究,在了解了球鐵件縮松縮孔形成機(jī)制和前人生產(chǎn)薄壁件經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了幾種生產(chǎn)工藝,其原理都是通過(guò)加入冷鐵加快鑄件局部冷卻速度,改善鑄件的溫度場(chǎng),平衡壁厚差,防止

2、縮松縮孔的出現(xiàn)。采用的鐵液化學(xué)成分為C3.6％～3.9%、Si2.5%～2.7%、Mn≤0.3%、P≤0.03%、S≤0.03%、MgO.04～0.06%、稀土0.03～0.05%;粘土砂手工造型,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵從大孔出流理論。應(yīng)用ProCAST軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,觀察所生產(chǎn)鑄件的溫度場(chǎng)及凝固率,在鑄件最后凝固部分加入冷鐵,冷鐵工藝為:加入不同厚度的直接外冷鐵、加入不同厚度的間接外冷鐵、加入不同覆砂層厚度的間接外冷鐵。生產(chǎn)出的鑄件進(jìn)行機(jī)

3、加工處理后,通過(guò)目測(cè)的方法以及超聲波探傷與金相觀察相結(jié)合的方法,檢測(cè)鑄件縮松縮孔的情況;通過(guò)金相組織觀察和布氏硬度試驗(yàn)比較鑄件的性能,從而得到既能解決縮松縮孔,又能得到良好機(jī)械性能的薄壁球鐵法蘭鑄件的冷鐵使用工藝方案。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)在鑄件熱節(jié)處安放直接外冷鐵時(shí),冷鐵厚度為7mm時(shí),縮松縮孔問(wèn)題就得以解決,且隨冷鐵厚度的增加,石墨球直徑減小,數(shù)量增多,但組織中除了石墨球、鐵素體、珠光體外,還出現(xiàn)了滲碳體,對(duì)鑄件的性能起到不利的影響;當(dāng)在

4、鑄件的熱節(jié)處安放間接外冷鐵時(shí),隨著冷鐵厚度增加,鑄件的縮松縮孔缺陷減少,而且石墨球直徑減小,數(shù)量增多,基體組織中珠光體含量也有所增加,硬度提高;當(dāng)減少鑄件與間接外冷鐵之間的覆砂層厚度時(shí),可以減少鑄件縮松縮孔缺陷,減小石墨球直徑,增加石墨球數(shù),提高組織中珠光體的含量,提高鑄件的硬度;通過(guò)模數(shù)法對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)縮松縮孔缺陷的鑄件進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)通過(guò)加入冷鐵可以減小熱節(jié)處的幾何模數(shù),獲得沒(méi)有縮松縮孔的鑄件,需要熱節(jié)處的模數(shù)減小到相鄰部位模數(shù)的90