概述
球墨鑄鐵的凝固特性與補(bǔ)縮工藝特點(diǎn)
球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比在凝固特性上有很大的不同,主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)球墨鑄鐵的共晶凝固范圍較寬?;诣T鐵共晶凝固時(shí),片狀石墨的端部始終與鐵液接觸,因而共晶凝固過程進(jìn)行較快。球墨鑄鐵因?yàn)槭蛟陂L(zhǎng)大后期被奧氏體殼包抄,其長(zhǎng)大需要通過碳原子的擴(kuò)散進(jìn)行,因而凝固過程進(jìn)行較慢,以至于要求在更大的過冷度下通過在新的石墨異質(zhì)核心上形成新的石墨晶核來維持共晶凝固的進(jìn)行。因此,球墨鑄鐵在凝固過程中在斷面上存在較寬的液固共存區(qū)域,其凝固方式具有粥狀凝固的特性。這使球墨鑄鐵凝固過程中的補(bǔ)縮變得難題。
(2)球墨鑄鐵的石墨核心多。經(jīng)由球化和孕育處理,球墨鑄鐵的石墨核心較之灰鑄鐵多良多,因而其共晶團(tuán)尺寸也比灰鑄鐵細(xì)得多。
(3)球墨鑄鐵具有較大的共晶膨脹力。因?yàn)樵谇蚰T鐵共晶凝固過程中石墨很快被奧氏體殼包抄,石墨長(zhǎng)大過程中因體積增大所引起的膨脹不能傳遞到鐵液中,從而產(chǎn)生較大的共晶膨脹力。當(dāng)鑄型剛度不高時(shí),由此產(chǎn)生的共晶膨脹將引起縮松缺陷。
(4)在凝固過程中球墨鑄鐵的體積變化可以分為三個(gè)階段:鐵液澆入鑄型后至冷卻到共晶溫渡過程中的液態(tài)收縮,共晶凝固過程中因?yàn)槭虻奈龀鲆鸬捏w積膨脹,鐵液凝固后冷卻過程中的體收縮。
因?yàn)樯鲜瞿烫匦?,從補(bǔ)縮的角度考慮,球墨鑄鐵在鑄造工藝上有以下特點(diǎn):
(1)鑄型要有高的緊實(shí)度,以使鑄型有足夠的剛度以抵擋球墨鑄鐵共晶凝固時(shí)的共晶膨脹力。需要指出的是,此時(shí)要特別留意采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)步鑄型的透氣性,同時(shí)要盡可能地降低型砂中的水份,以防止泛起“嗆火”。
(2)合理設(shè)置澆冒口。球墨鑄鐵的冒口與普通鋼及白口鐵不同,球墨鑄鐵冒口設(shè)置的合理性在于它能夠充分增補(bǔ)鐵液的液態(tài)收縮,而當(dāng)鐵液進(jìn)入共晶膨脹階段時(shí),澆注系統(tǒng)和冒口頸及時(shí)冷凍,使鑄件利用石墨析出的膨脹進(jìn)行自補(bǔ)縮。
(3)砂箱應(yīng)有足夠的剛度,上箱和下箱之間應(yīng)有牢固的緊固裝置。
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