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          鑄鋼件縮孔及縮松缺陷的防止措施

          來源: 百度文庫 發布時間:2018-12-06 瀏覽量:

             要使耐熱鑄鋼件在凝固過程中不產生縮孔及縮松缺陷,必須將耐熱鑄件最后凝固的部位引出鑄件本體, 這就需要在鑄件內形成順序凝固的溫度梯度,使金屬液從較低溫度開始凝固, 而最后凝固的部位在冒口中。在實際生產中常用的方法有以下幾種。
          1. 使用冒口
          在澆注小耐熱鑄鋼件或結構簡單的小型鑄件時,有無冒口影響不大, 因為鑄鋼件自身有一定的補縮能力。而當鑄鋼件較復雜時, 冒口的作用就比較明顯。冒口有明冒口和暗冒口兩種。明冒口暴露在空氣中, 冷卻速度快, 澆注一段時間后就凝固了, 使冒口中的金屬液與外界隔離, 降低了冒口的補縮效率, 對此可在澆注的最后階段, 將一部分金屬液由冒口澆入, 以強化冒口的補縮效果。冒口的位置需根據鑄件壁厚和冷卻的情況而定, 應設置在鑄件最后凝固的部位。冒口的斷面一般為被補縮斷面的1. 5 2 倍, 冒口的高度應為其直徑的1. 5 2. 5 倍, 才能保證補縮效果。
          2. 選擇合適的內澆口位置
            內澆口的位置對鑄件是否產生縮孔及縮松缺陷的影響很大, 因為合適的內澆口位置能夠形成順序凝固, 避免缺陷的產生。
          ( 1) 鑄件高度較小而水平尺寸較大時,導入位置一般應保證鑄件橫向的順序凝固, 內澆口應設于鑄件厚處, 使合金液從厚處導入。
          ( 2) 鑄件壁厚較大且均勻時, 為了保證鑄件整體的同時凝固和避免澆不足, 合金液應從鑄件四周通過較多內澆口均勻地導入, 在鑄件各區域的最后凝固處設置冒口, 以便補縮。
          ( 3) 鑄件有一定高度時, 則應首先保證自下而上的順序凝固, 而水平方向上同時凝固, 內澆口位置應盡可能使水平方向的溫度分布均勻, 通常把內澆口設置在鑄件的薄壁處, 且在厚壁部分放置冷鐵。另外, 在不破壞鑄件順序凝固的前提下, 內澆口數量宜多些且均勻分布, 以避免局部過熱。
          ( 4) 對于熔模鑄造中的小型簡單鑄鋼件, 應盡量選擇通過內澆口補縮鑄件, 以提高澆注系統的金屬利用率, 即將內澆口設置在鑄件熱節部位, 以利于補縮。澆注系統一般采用頂注式或側注式, 如某料筐采用圖1a方案時, 熱節A 處產生縮松, 而采用圖1b 方案時, 通過內澆口向熱節A 處補縮, 消除了縮松。
          ( 5) 對于形狀復雜, 有多個熱節的鑄件, 一般采用內澆口與冒口相結合的方法來進行補縮, 澆注系統設計多采用底注式或側注式, 即將鑄件較小熱節放置在澆注系統底部或側面, 內澆口設置在這些熱節處, 澆注時金屬從鑄型底部平穩注入, 使鑄型中氣體和雜質容易排出, 在鑄件頂部較大熱節處設置冒口進行補縮。
          3. 控制澆注速度
          從理論上講, 金屬液進入砂型時, 熱量的散失和金屬液與型壁接觸的時間長短成正比, 且與金屬液的表面積和體積的比率成正比。澆注速度影響金屬液接觸型壁的時間, 因此控制澆注速度可改變鑄件內的溫度差, 澆注速度越慢, 鑄件內的溫度差越大。但速度不能太慢,否則容易形成冷隔、澆不滿等缺陷。而大平面的鑄件不宜慢澆, 否則會導致上型由于長時間受熱出現落砂缺陷。
          4. 修改鑄件結構
          對于結構比較復雜、鑄造工藝性差的鑄鋼件, 僅靠從澆注系統設計方面出發, 無法完全消除縮孔與縮松,為了獲得高質量的鑄件, 可與機械加工單位協商, 適當改變鑄件結構, 從而改善鑄件的工藝性能。主要方法有以下兩種:
          ( 1) 增加工藝補貼 為了保證順序凝固, 有利于冒口補縮, 在冒口與熱節之間增加工藝補貼, 一般在機械加工時被切除。由于工藝補貼的存在, 加大了補縮通道, 使補縮通道遲于熱節部位凝固, 使鑄件實現順序凝固。 該鑄件為均勻厚壁, 在工藝試制時,雖采取多種方案, 都因冒口無法對鑄件中部熱節A 處進行有效補縮, 而在此處產生縮孔。后在冒口與熱節之間增加了20mm 寬的工藝補貼 , 從而徹底消除了縮孔。
          ( 2) 增加加工余量 在鑄件加工表面上留出的、準備切削去除的金屬層厚度, 稱為機械加工余量。加工余量過大, 將浪費金屬和機械加工工時, 增加零件成本。因此, 加工余量應盡可能小, 但為了鑄造工藝需要, 有時應適當增加。 在鑄件頭部存在熱節A, 由于原加工余量設置( 16mm 內孔處) 較小, 在22mm 處只能設置兩個厚度3mm 的橢圓形內澆口, 但鑄件在磁粉探傷時, 在此處發現裂紋。經打斷口檢查,斷口處有明顯縮松與縮孔, 即使未發現裂紋的耐熱鑄鋼件, X 射線檢查時, 也發現此處有縮孔存在。解決方法是增加此處的加工余量, 并向著澆口方向逐漸加大, 起到工藝補貼的作用, 在頭部設置18 20mm 的內澆口, 加強補縮, 取得了較好效果。

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