大型鑄鋼件的重皮缺陷機(jī)理

大型鑄鋼件的

重皮缺陷機(jī)理及解決方案

美國唯科公司

蘇州

2012-10-24鑄造級(jí)鉻礦砂化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)Cr2O3>46%SiO2<1%CaO<1%FeO<27%Al2O314%左右MgO10%左右

鑄造級(jí)鉻礦砂物理特性熱傳導(dǎo)性能優(yōu)越熱膨脹系數(shù)低鋼水靜壓力高時(shí)抗粘砂性好PH值中性，可做高錳鋼件面砂需要放置冷鐵但位置不夠時(shí)砂芯去除難度高時(shí)必須保證尺寸穩(wěn)定性，對產(chǎn)品要求高時(shí)鋼水靜壓力高時(shí)澆注溫度高/凝固時(shí)間長時(shí)確保表面質(zhì)量時(shí)雖然比硅砂昂貴，但減少了后道清理精整時(shí)間和成本，確保了交貨期的同時(shí)，也減少了生產(chǎn)費(fèi)用。鉻礦砂在鑄造中的應(yīng)用通常出現(xiàn)在高溫區(qū)域或澆注時(shí)長時(shí)間暴露在熱源輻射范圍內(nèi)的區(qū)域，但在型箱或砂芯表面的任何區(qū)域均有可能出現(xiàn)。這是一種偶發(fā)缺陷。有些情況下，通過拋丸或熱處理能夠很輕易處理；有些情況下需要通過刨削，磨碎，或者更復(fù)雜的方法如電弧切割等方式來處理凝固時(shí)間越長，鑄件的缺陷就會(huì)越嚴(yán)重。實(shí)際上，澆注時(shí)間過長或澆注溫度過高的鑄造廠，鑄件出現(xiàn)缺陷的概率更高。重皮缺陷（釉化現(xiàn)象）重皮缺陷圖例缺陷本質(zhì)：鉻礦砂，玻璃化渣質(zhì)和金屬的化合物形成過程：砂溫升至1250度時(shí)，還原性氣氛下鉻礦砂中鐵元素被還原到砂粒表面：形成機(jī)理砂粒膨脹，鐵微粒開始融合。砂型冷卻，空氣進(jìn)入砂粒間隙，鐵元素發(fā)生氧化。鐵元素和型砂中的硅酸鹽雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成鐵橄欖石。鐵橄欖石是低熔點(diǎn)物質(zhì)，能夠軟化鉻礦砂，使之更容易被鋼水侵蝕。形成機(jī)理鉻礦砂渾濁度（雜質(zhì)）：雜質(zhì)含量越高，缺陷越嚴(yán)重。澆注溫度及時(shí)間：澆注的溫度越高，界面溫度達(dá)到關(guān)鍵點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)就越大。澆注時(shí)間越長，砂溫越高。鋼水純凈度：鋼水中含氧量越低越好，小于10PPM紊流：型腔內(nèi)紊流會(huì)沖刷涂料，破壞涂層。型砂環(huán)境：使用水基涂料時(shí)如果沒有正確烘干，涂層后面型砂中形成了一層濕砂層，這就給缺陷的形成創(chuàng)造了理想的條件。（如還原性的型砂和接近界面的氧化性表層）形成缺陷的誘因原材料--鉻礦砂渾濁度≤300ppm;SiO2≤1%--鋯英粉涂料鐵含量最大應(yīng)為0.5%，自由硅的含量不超過2%.過程控制–-澆注溫度：對于大件鑄件，（模數(shù)為5厘米或2英寸，甚至更大）。澆注溫度范圍是液相溫度以上30-50攝氏度；

--澆注速度：在澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的流速不應(yīng)該超過下面的限制條件：砂質(zhì)澆注系統(tǒng) 1.0m/secmax保溫澆注系統(tǒng) 3.5m/secmax.

內(nèi)澆口速度 1.0m/secmax.解決缺陷的方法造型砂：使用質(zhì)量穩(wěn)定的鉻礦砂，保證鉻礦砂足夠的厚度，可以保證很高的熱吸收率。根據(jù)截面厚度和澆注溫度，應(yīng)當(dāng)使用5cm-15cm。樹脂和固化劑加入量應(yīng)該維持在最少值，因?yàn)檫@樣能減少可能的凝結(jié)發(fā)生。粘連鉻礦砂需要的樹脂比硅砂中的加入量少30%到50%之間，就可以產(chǎn)生足夠的型砂強(qiáng)度。熔煉過程：鋼水中含氧量應(yīng)該控制在最小范圍內(nèi)，來保證內(nèi)澆口區(qū)域附近形成的渣質(zhì)量最少。解決缺陷的方法造型涂料：水基涂料表面應(yīng)該需要完全干燥。如果刷兩層涂料，在刷第二層前，第一層應(yīng)該是處理干燥。如果可以的話，合箱后，推薦使用型砂干燥器。解決缺陷的方法美國唯科公司—HEVISAND優(yōu)勢：自有礦山—南非優(yōu)質(zhì)礦源

先進(jìn)工藝—美國專利

嚴(yán)格的產(chǎn)品過程控制—產(chǎn)品可追溯性

優(yōu)越指標(biāo)—Cr2O3≥47%;SiO2≤0.8%

全面技術(shù)服務(wù)—幫助客戶解決缺陷及規(guī)范生產(chǎn)

過程控制，國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)參考和交流

價(jià)格穩(wěn)定—決定于生產(chǎn)成本，非冶金市場價(jià)格

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