真正的等温淬火球铁-奥贝球铁生产厂家

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奥贝球铁铸件宏观夹杂物主要来源
发布时间:2017-07-11 08:40 来源:tommy 阅读:
金属夹杂物分微观和宏观。微观夹杂物分布在晶粒边界上,来源于金属液中氢、氧、氮析出,吸气,氧化,炉料,炉衬的融蚀物等,需通过精炼进行净化。宏观夹杂物可称为外来夹杂物,来源于金属的熔炼、容器、流场、型砂的机械作用和化学反应生成的夹杂物,以及金属液出炉至浇注充型过程中的二次氧化夹杂物。宏观夹杂物,其颗粒度大于50μm间
 
本文重点论述宏观夹杂物主要来源于浇包、包衬融蚀后随金属液进入型腔形成的夹渣缺陷。
 
奥贝球铁铸件表面及加工后的表面出现的宏观目测的夹杂物往往不加严密的分析即判为“砂眼”,这是不正确的。砂和渣都比金属液轻,在金属液温度逐步降低时,随流上浮或后期进入即停留在奥贝球铁铸件内部。浇包进入的渣滓成分与包衬材料成分相符:中性材料以Al2O3为主,酸性材料以SiO2为主,碱性材料以MgO为主。砂眼和渣眼,两者形态外观相似,鉴别方法除化学分析外,常用一根尖头钢冲击孔眼的填充物:如果填充物易脆裂且碎落物颜色与包衬颜色相同,则为夹渣;如果出现白色粉末和砂粒且填物充实,则为砂眼。还有一种夹渣,若为浅黄色釉状物且较薄小,则是金属液流经浇注系统及砂型表面形成的融蚀物;若为黑色,则是金属液在浇注过程中形成的二次氧化物。这些夹渣若上浮则随金属液冷却聚集成薄状夹渣,若未上浮则留在奥贝球铁铸件内部,形成渣眼缺陷。
 
评定奥贝球铁铸件表面凹陷夹渣,要在抛丸前进行,否则抛丸后无法辨别。表面和内在的空洞壁上若光滑则为气孔,若气孔内有夹杂物则为渣滓产生的气孔。这是浇包在浇注后期漂浮的物体(不是包衬材料)或合金颗粒在型内熔化析出的气体。
 
在宏观“砂眼”缺陷中,夹杂物占70-80%,实际砂眼的比例一般只在20-30%。我们没有严格的检查分类,通常都会称呼“砂眼”。砂眼的主要来源:浇注系统、型腔有浮砂,冲砂,起皮,砂型表面热作用脱落,挤砂,浇口杯、出气孔掉砂等,但这些缺陷远小于浇包包衬高温融蚀后的渣滓及少量液面上的浮渣。
迄今为止,铸造工作者对浇包的挡渣设计出多样方式,较有效的防止浇包漂浮的熔渣进入型腔(如下表)。
 
各种浇包样式及优缺点分析中
 
浇包图片及名称
浇包优点
浇包缺点
 
 
 
① 保温;
② 无表面浮渣进入
① 铁水不能长时间存留,影响奥贝球铁铸件性能
② 塞头与坐砖之间经常因多种因素造成不密闭使铁水从缝隙中漏出
 
 
浮渣有效阻挡
当铁水少时,浮渣随铁水流出
 
 
 
① 当铁水少时,浮渣随铁水流出
② 包中不能球化及不能加入合金冲熔,因前端铁水合金不均匀
 
 
一般性挡浮渣
当铁水与出铁口水平时,浮渣随流进入出口
 
 
 
 
在出铁水口液面上放置耐火挡渣块,如硅酸铝棉、石墨块、耐火砖等
需增加1人不断调整挡渣块位置
 
 
① 钢水保温比顶注式好
② 钢水浮渣在上部不能流出
① 操作者须认真操作
② 浇包成本高
 
 
 
① 保持一定液面高度时,有效的防止浮渣进入
② 连续加入铁水浇注
① 必须在生产线上不中断连续生产
② 严格控制包中剩余铁水量,防止孕育、球化衰退
③ 浇注钢水时需中频加热保温
 
我们只重视浇包阻挡漂浮的渣滓,但忽视了包衬不断融蚀的渣滓随铁水流出进入浇杯,见图9。
 
 
包衬材料耐火度越低融渣越多,一个新包包衬厚度一般60-70毫米,材料为酸性或中性。根据使用包衬材质的不同,浇包使用20-80包次时,厚度减少一半多,这些包衬融渣4/5随流进入型腔。
 
某单位用一吨铁水浇注包,包衬用石英砂加水玻璃筑砌,浇铸铁时最多20包次,球铁15包次,奥贝球铁铸件出现大批渣孔。此材料包衬用在铸钢上,一般8-10次就得重新修筑。因为水玻璃呈碱性,高温接触酸性石英砂很快熔融,在铁水动态融蚀下一层一层的浮起,随流移动进入型腔。
 
天津某工厂使用一吨浇包混合生产灰铁、球铁。包衬材料以Al2O3为主,其中因铁水出炉方向冲蚀凹坑小修两次,考核定额为1500包次。可想而知进入奥贝球铁铸件的夹渣平均会很少,所以作者的论点:浇包衬的材料耐火度和耐冲融性要大要高于炉衬材料。因炉衬的融蚀渣大部都漂浮在液面上,可清除。
 
通过实践,作者对包衬材料提出几种建议:
 
① 严禁使用水玻璃加石英砂修筑,可用水玻璃加中性或碱性材料。
② 不能使用粘土混合其它耐火材料,因为粘土熔点仍低于其他耐火材料,可采用硼酸(需制坩埚)。另外材料中可适量加焦炭末保温、耐冲融。
③ 以中性为主加适量石墨等,粘结剂为磷酸盐,耐高温、耐冲蚀(商品名为可塑料)。
④ 以高纯度Al2O3加适量MgO,粘结剂为高铝水坭,在高温下相变为镁铝尖晶石,耐高温、耐冲蚀(商品名为浇注料)。
 
以上这些筑包材料在铸铁上使用;寿命都可在几百甚至一千包次以上。注意一点:耐火材料高的包衬粘渣都较严重。这就要求每包浇完后必须清除净渣滓,否则下部的融渣下包次又进入金属液流入型腔。为此浇注前必须清除液面上浮渣,撒上覆盖剂。这种覆盖剂必须是熔化较慢,既能保温又集渣,浇完一包后在下部呈一硬薄壳,很容易清除。严禁加入电炉用集渣剂,因集渣剂的特点是熔点低,若覆盖在金属液上很快呈稀釉渣,略一忽视就进入浇杯。稀薄的釉渣会粘在包下部及底侧面。对于钢水底注包包衬、塞头、水口砖最好用耐蚀的镁碳砖,填料用高纯铝镁混合料,防止融蚀后的渣滓因下部负压随钢水流出。钢水上部浮渣去净,覆盖厚度大于200毫米的焙烧稻壳。因稻壳耐高温不结渣且保温,还可反复使用,成本较低。
 
无论任何材质的包衬在高温下都不可避免的被融蚀,部分的夹杂物可通过浇注系统设置过滤器解决。过滤器尽可能设置在浇注系统的前端,可更多的捕获浇道融渣。设置过滤器后,浇注操作者不能认为有了过滤器就忽视浇包的挡渣,否则渣滓将过多的阻塞过滤器孔眼,影响流量,使奥贝球铁铸件出现浇不足、冷隔缺陷。过滤器的格空阻碍金属液流入,一般按浇道截面积计算,要加大1/3。高硅氧纤维网和直孔陶瓷片孔眼:铸铝、铸铁为1.5×1.5毫米,球铁为2×2毫米,小型铸钢件为2×2或3×3毫米。蜂窝状陶瓷过滤器:铸铁为2-2.5毫米,球铁、铸钢为3-3.5毫米。优质的过滤器,合理的设计在浇道中的位置,操作认真,较大的夹杂物能阻止60-80%,否则效果甚微。过滤器对那些微观和二次氧化的夹杂物毫无办法。
 
结论:
(1)浇包的耐火材料要高于或相同于炉衬材料。
(2)合理的选择过滤器和正确设计在浇注系统位置及认真操作。
(3)浇包、浇口杯、横浇道或内浇道充分设计挡渣。
 

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