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阀门铸件的常见缺陷分析与改善

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公司新闻
2018/05/30
1.气孔    
 
  这是金属凝固过程中未能逸出的气体留在金属内部形成的小空洞,其内壁光滑,内含气体,对超声波具有较高的反射率,但是又因为其基本上?#26159;?#29366;或椭球状,亦即为点状缺陷,影响其反射波幅。
 
2.缩孔与疏松    
 
  铸件或钢锭冷却凝固时,体积要收缩,在最后凝固的部分因为得不到液态金属的补充而会形成空洞状的缺陷。大而集中的空洞称为缩孔,细小而分散的空?#23545;?#31216;为疏松,它们?#35805;?#20301;于钢锭或铸件中心最后凝固的部分,其内壁粗糙,周围多伴有许多?#21448;?#21644;细小的气孔。由于热胀冷缩的规律,缩孔是必然存在的,只是随加工工艺处理方法不同而有不同的形态、尺寸和位置,当其?#30001;?#21040;铸件或钢锭本体?#26412;?#25104;为缺陷。钢锭在开坯锻造时如果没有把缩孔切除干净而带入锻件中就成为残余缩孔(缩孔残余、残余缩管)。    
 
3.?#24615;?nbsp;   
 
  熔炼过程中的熔渣或熔炉炉体上的耐火材料剥落进入液态金属中,在浇注时被卷入铸件或钢锭本体内,就形成了?#24615;?#32570;陷。?#24615;?#36890;常?#25442;?#21333;一存在,往往呈密集状态或在不同深度上分散存在,它类似体积型缺陷然而又往往有一定线度。    
 
4.?#24615;?nbsp;   
 
  熔炼过程中的反应生成物(如氧化物、硫化物等)-非金属?#24615;櫻?#25110;金属成分中某些成分的添加料未完全熔化而残留下来形成金属?#24615;櫻?#22914;高密度、高熔点成分-钨、钼等。    
 
5.偏析    
 
  铸件或钢锭中的偏析主要指冶炼过程中或金属的熔化过程中因为成分分布不均而形成的成分偏析,有偏析存在的区域其力学性能有别于整个金属基体的力学性能,差异超出允许标准范围就成为缺陷。    
 
6.铸造裂纹    
 
  铸件中的裂纹主要是由于金属冷却凝固时的收缩应力超过了材料的极限强度而引起的,它与铸件的形状设计和铸造工艺有关,也与金属材料中一些?#21448;?#21547;量较高而引起的开裂敏?#34892;?#26377;关(例如硫含量高时有?#21364;?#24615;,磷含量高时有冷脆性等)。在钢锭中?#19981;?#20135;生轴心晶间裂纹,在后续的开坯锻造中如果不能锻合,将留在锻件中成为锻件的内部裂纹。    
 
7.冷隔    
 
  这是铸件中特有的一种分层性缺陷,主要与铸件的浇铸工艺设计有关,它是在浇注液态金属时,由于?#23665;Α?#32763;浪、浇注中断,或者来自不同?#36739;?#30340;两股(或多股)金属流相遇等原因,因为液态金属表面冷却形成的半固态薄膜留在铸件本体内而形成一种隔膜状的面积型缺陷。    
 
8.翻皮    
 
  这是炼?#36136;?#20174;钢包向锭模浇注钢锭时,因为浇注中断、停顿等原因,先浇入的液态金属表面在空气中迅速冷却形成氧化膜,在继续浇注时新浇入的液态金属将其冲?#21697;?#20837;钢锭体内而形成的一种分层性(面积型)缺陷,它在后续的钢锭开坯锻造中是无法锻合消除的。    
 
9.各向异性    
 
  铸件或钢锭冷却凝固时,从表面到中心的冷?#27492;?#24230;是不同的,因而会形成不同的结晶组织,表现为力学性能的各向异性,也导致了声学性能的各向异性,亦即从中心到表面有不同的声速与声衰减。这?#25351;?#21521;异性的存在,对铸件超声波检测时评定缺陷的大小与位置会产生不良影响。
 
三、改进措施
 
  (1) 熔化设备对铁液成分的保障能力较差和混砂设备的稳定?#22278;?#22909;。铁液成分受?#22266;俊?#28809;型、风量、原料状况等多种因素制约;树脂砂受温度、树脂和酸加入量等因素影响。如砂子经常不经过再生和冷却床,?#32929;?#23376;温度很高,?#29616;?#24433;响?#26494;?#22411;强度,导致铸件胀?#25226;现兀?#22686;加了铸件产生缩孔、缩松缺陷倾向。
 
  (2)型腔中的散砂和浇注过程中铁液的冲击直接导?#24459;把?#21644;夹砂缺陷。
 
  (3)铁液在熔化设备中总会有渣生成,浇注时铁液中的固态和液态渣随铁液一起进入型腔形成渣孔。
 
  (4)在生产过程中,铁液中的氮含量随着温度的升高而增加,随着碳当量的提高而降?#20572;?#24403;氮和氢在一起时,便容易形?#21892;?#23380;,这是气孔的主要来源。
 
  (5)模底板刚性较差,造型前放置不平而变形,导?#24459;?#22411;分型面不平,合型时上下型分型面处间隙较大,造成分型面处尺寸、形状不良。
 
  (6)2.2m阀体支脚处砂芯在浇注过程中向下漂移,是支脚处上下壁厚不均的主要原因。
 
根据阀门铸件缺陷的成因,我们主要从以下几个方面采取了改进措施:
 
  (1)?#23454;?#25552;高铁液碳当量,利用石墨化膨胀增强材质的自补缩能力。
 
  (2)舂箱时保证型砂的紧实度,提高砂型强度,促进铸件自补缩能力。
 
  (3)合型前将型腔内的散?#25353;?#24178;净,并对型腔内进行仔细检查。
 
  (4)现场浇注后遗留下未浇注的阀体砂型,其浇口杯和出气孔要盖严实,防止散砂进入。
 
  (5) 浇注前将铁液表面的固态渣清干净;提高铁液初始浇注温度,降低铁液产生二次氧化渣的倾向;阀门铸件尽量安排在开炉后初期浇注,减少包衬在多次使用后产生大量的稀薄渣;针对610mm(24in)F体阀门,对于横浇?#26469;?#25509;处,结合浇注时的其他参数,在进出口处均安置过滤网,并将多片搭?#37038;较?#32500;过滤网改进为单片式,以提高浇注系统的挡渣效果。
 
  (6)原料尽量使用?#20960;幀?#26222;通灰铸铁或球墨铸铁回炉料;降低铁液中的合金元素如Cr、Mn等含量,减少铁液自身含气量;将下芯前的砂芯全部架空刷涂料且限期存放,?#33489;?#30722;芯吸?#20445;?#22312;阴雨天或湿度较大的季节,下芯前最好?#38376;?#28783;将型腔、砂芯表面烘烤一遍,以减少砂型发气量;采用高温浇注小阀门,以利于铁液自身排气和减少铸渣产生。
 
  (7)浇注1067mm(42in)F体阀门时,要求在固定混砂机前的同一个底板上舂上、下型,且底板上不得有任何杂物;不允许在别的地放,以减少变差来源;禁止将砂型和模底板一起吊运,防止底板产生变形。
 
  (8)浇注2.2n,阀体时,在支脚砂芯的?#23601;?#19978;放适量的树脂砂,并尽快合型。
 
  针对改进措施中的几点建议,型砂的紧实度、透气性、发气量等都是至关重要的条件,所以一定要配备专业的型砂检测仪器进行检测,保证铸件质量。XQY-II智能型砂强度仪、ZTY智能透气?#22278;?#23450;仪、高智电脑能发气?#22278;?#35797;仪、SEL-A微机控?#26222;?#22303;吸蓝量实验仪这些都是砂子检测中必不可少的型砂检测设备。
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