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球墨铸件耐磨性能与常见缺陷的防止

日期:2023-04-14 13:45点击:
一、球墨铸铁件的能 球墨铸铁件淬火首先要进行奥氏体化。奥氏体化温度一般为860~880℃,保温时间和正火、退火处理一样,都是每25毫米厚铸件保温1小时。保温结束后,在流动

 <一>、球墨铸铁件的能

球墨铸铁件淬火首先要进行奥氏体化。奥氏体化温度一般为860~880℃,保温时间和正火、退火处理一样,都是每25毫米厚铸件保温1小时。保温结束后,在流动空气中冷却。淬火后铸件需要及时回火,消减淬火应力,提高工件塑韧性。
铸件淬火前须有合适的原始基体组织。最主要的是基体中不能存在过多碳化物、磷共晶。如果碳化物在淬火温度下未能溶解,碳化物与奥氏体界面常是裂纹萌生处。存在这些碳化物使淬火裂纹发生的概率显著提高。含有碳化物的铸件在淬火前加热到高温石墨化退火或正火温度,并进行保温将碳化物。淬火铸件的基体是共晶团比较细密均匀,以珠光体为主的组织。这样的组织易于奥氏体化,获得均匀的淬火组织。
球墨铸铁的淬硬度与奥氏体含碳量有关。提高奥氏体化温度会增加奥氏体含碳量,淬火后出现较多残余奥氏体,使马氏体粗化,降低淬火硬度。如果铸件选用较低的淬火温度,可使奥氏体含碳量处于较低水平,淬火后虽能获得细小的针状马氏体,但因奥氏体化不,达不到应有的淬火硬度。由于高碳马氏体与残余奥氏体的综合影响,在不同加热温度下,淬火硬度会出现大值。
另外,为大部分可能存在铁素体,并使奥氏体获得合适含碳量。淬火温度选在共析转变上限温度以上25—40℃较好。
硅显著改变球墨铸铁共析温度范围。因此,球墨铸铁件淬火温度受铸件含硅量的影响。硅含量在常规含量上限时,共析转变上限温度为835—845℃。历此,淬火温度可选在860—880摄氏度、含硅量低于2%时,誉火温度可降低到840—860℃。球墨铸铁淬火硬度可达到60—62(HRC)。
球墨铸铁比较好,它是通过球化和孕育处理球状石墨,地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而比碳钢还高的强度。生铁是含碳量2.31%-6.并含有非铁杂质较多的铁碳合金。生铁的杂质元素主要是硅、硫、锰、磷等。生铁质硬而脆,缺乏韧性,几乎没有塑性变形能力,因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形。
但含硅高的生铁(灰口铁)的铸造及切削性能良好,按其用途可分为炼钢生铁和铸造生铁两大类。习惯上把炼钢生铁叫做生铁,把铸造生铁简称为铸铁。铸造生铁通过锻化、变质、球化等方法可以改变其内部结构,并提高其性能,因此,铸造生铁又可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特种铸铁等品种。
球墨铸铁是指石墨以球状形式存在的铸造形态,由于石墨呈球状分布在基体上对基体的割裂作用降到,可以充分发挥基体的性能,所以球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁都高,其抗拉强度塑性韧性与相应基体组织的铸钢相近,一般用于柴油机曲轴减速箱齿轮以及轧钢机轧辊等。
可锻铸铁石墨呈团絮状减轻了对基体的割裂作用,与灰铸铁相比其不较高的强度而且有较好的塑性和韧性,广泛用于汽车拖拉机前后轮壳管道的弯头三通等形状,复杂尺寸不大的零件。
HT(灰铁)、MT(麻口铁)、另外还有白口铁、都是从试片的断口上看的,HT较软,易加工,MT次之,白口铁是不可加工的,且脆,如加工,要进行热处理,KT(可锻铸铁)是可以延伸些,但不像钢的延伸率那样好。
<二>、球墨铸铁件常见缺陷的防止
1、夹渣
球墨铸铁的渣有一次渣和二次渣两种,一次渣一般比较容易防止,措施是严格扒渣,浇注时挡渣,浇注系统考虑挡渣措施,使用滤网等。二次渣是铁液在型腔内流动过程产生的,防止这种渣要比防止一次渣难度大,通过的不断探索,我厂已较地解决了二次渣的问题,主要措施可以概括为下列几条:(1)采用铸造焦化铁提高铁液的温度;(2)降低原铁液的含硫量;(3)大型曲轴原铁液脱硫;(4)提高浇注速度。
2、皮下气孔
降低型砂水分和提高浇注温度是防止皮下气孔的基本条件。同时球化剂和孕育剂使用前烘干,在铸件尾端设溢流冒口排放冷铁液等措施对防止皮下气孔有的效果,但不明显,根据我厂经验,提高单件浇注速度是防止轴类铸件皮下气孔的措施,至于各种曲轴的单件浇注速度,与铸件大小、长短、浇注温度高低和型砂水分都有关系。在的浇注温度和型砂水分条件下,铸件越是细长,单件浇注速度越应提高,反之可以适当降低。
3、缩松和缩孔
在不致引起石墨漂浮的前提下,尽量提高碳当量。球铁曲轴选用的碳当量为4.4%~4.55%。
尽量提高铸型刚度。型腔表面的紧实度固然重要,而砂型背面的紧实度亦不可忽视。
球铁曲轴采用湿砂型铸造要用冒口补缩,无冒口工艺对湿砂型是不合适的。
适当使用冷铁,热节部位的冷却,使热节中心向球墨铸件内部迁移。
4、石墨漂浮
众所周知,碳当量过高会引起石墨漂浮,但到底碳当量高到多少时才会产生石墨漂浮,根据我厂经验及有关资料,当碳当量超过4.55%时,石墨漂浮开始出现,随着碳当量的继续增长,漂浮层成正比增加。当碳当量相同时,球墨铸铁件越厚,漂浮层也越厚。为防止石墨漂浮,主要措施为,严格配料,加强熔炼控制。
5、球化不良
主要措施有下列三项:
(1)控制原铁液硫量,减少其波动范围。通过加强严格的炉料管理,严格冲天炉配料和操作,原铁液硫量一般稳定在0.04%~0.06%之间。
(2)根据铁液温度调整球化剂成分,使合金的反应性能适中,同时严格操作,使球化处理反应时间保持在1.5~2.5min,球化剂吸收率稳定在范围内。
(3)适当控制残余稀土量。要球化良好,除了要有足够的残余镁量外,还要求Mg残/RE残≥1,而且,随着铸件壁厚增大,此比值亦应相应增大。目前我厂的控制范围为0.015%~0.04%RE残,0.04%~0.06%Mg残。