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大型球墨铸铁件冒口和冷铁应用

时间:2019-05-20 18:01:10 来源:未知
伴随世界经济的复苏,公司业务的不断扩大,不但顾客对产品质量的要求越来越高,而且原材料随着经济的复苏价格也大幅度提升,导致铸造这个本身就薄利的行业更是举步维艰,现在公司球墨铸铁铸件随着开发订货量越来越大,必须减少冒口和冷铁以获得更大的经济效益。
 
冒口和冷铁的设计好坏是获得优质球墨铸铁铸件的关键,也是降低铸件生产成本的一个主要方面。冒口和冷铁设计得好,不但可以减少冒口,提高铸件的成品率,而且还可以保证铸件的质量,满足顾客要求。我们必须清楚地知道冒口和冷铁的作用。冒口的作用:在铸件成形过程中提供由于体积变化而需要补缩的金属液体,以防止在铸件中出现收缩类型的缺陷。
 

一、冷铁的作用

 
1)加快铸件热节部分的冷却速度,使铸件趋于同时凝固,有利于防止铸件的变形或出现裂纹,并有可能减少偏析。
2)与冒口配合使用,使铸件局部区域冷却加速,强化了铸件方向性(顺序)凝固的条件,有利于冒口补缩和扩大冒口补缩范围,这样,不仅有利于防止铸件产生缩松,缩块缺陷,还有可能减少冒口的数量或体积及补缩的斜度,提高工艺出品率。
3)加快铸件某些特殊部位的冷却速度,以期达到提高铸件表面硬度和耐磨性、细化基体组织的目的。
4)在难于设置冒口或冒口不易于补缩到的部位防止冷铁以减少或防止出现缩松、缩孔。
5)对球墨铸铁,用冷铁进行激冷可以增大铸件表面或中心的温度梯度,有利于提高石墨化膨胀的利用程度和提高冒口补缩效果。
 

二、球墨铸铁的凝固方式

 
球墨铸铁的凝固方式为糊状凝固。我们在设计时考虑按此凝固方式进行设计,并且还需要做凝固模拟以验证我们所设计的工艺是否正确。当然在考虑整个工艺时尽量考虑冒口和冷铁,将他们结合起来考虑。根据公司外聘专家STAF的理论,我们有如下的共识:
 
冒口必需能传运足够的铁水以补偿收缩。
 
1) 液态收缩:高于TL温度:1,5 % / 100 °C。
2)固态收缩:0 – 2- 5 %,取决于铁水的冶金质量。
冒口必需能起作用:暗冒口必须有Williams芯子和气眼,明冒口必须有发热套。
冒口有一定的补缩距离,它取决于壁厚和铁水的冶金质量。它可以是:
3)水平补缩距离:10 到 2 倍断面厚度
4) 垂直补缩距离:15到4倍的断面厚度。
 
认识到球铁在与造型接触时会产生一个固体层是很重要的。该层(2-3mm)对薄壁件比对厚壁件更为重要。
 
冷铁决不能弥补铁水的缩松,它只会把这个缩松转移到其它区域。
冷铁的最大效用为:其厚度的一半或壁厚的一半,两者之间选择最小值。
受激冷的断面会降低冒口的补缩距离。对冒口“周围”部分不能激冷,越靠近冒口,冷铁厚度越小。
 
在整个设计中应该清醒认识并且走出误区:冷铁只有减少铸件模数的作用,起不到补缩的目的。现在很多人很朦胧地认为冷铁能解决缩松就以为冷铁可以去除缩松,其实是冷铁将铸件该处的模数减小了,而缩松到其它部位了。这也是这次STAF理论的重要方面。
 
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