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消失模铸件增碳如何解决?原因及解决方法

时间:2021-06-11 16:02:05 点击:4471 次 来源:洛阳龙尊模具股份有限公司
  铸件本身是存在一些碳含量的,只要不碳含量不超标,对铸钢件就没有很大的影响,但在用消失模铸造工艺生产铸钢件的时候,有时铸件的表面或者内部的碳含量会非常高,超出了本身所含有或要求的碳含量,我们把这种现象称之为消失模铸件增碳缺陷,这种缺陷是会影响到铸件本身质量的,因此要控制以及解决铸件增碳缺陷。那么消失模铸件增碳如何解决呢?首先我们是要分析增碳的原因,才能具体解决,下面就随着龙尊小编一起来看看吧。
  

  一、消失模铸件增碳的原因

  

  1、大量氢气产生

  
  充型过程中有大量氢气产生,说明有大量固相碳生成,这是导致消失模铸件表面增碳的原因。气体产物可在负压下透过涂料层而排出铸型,剩下的大量固相碳吸附于涂层壁,即是造成铸件表面增碳的主要原因之一。其次,蒸汽相苯乙烯、苯等在负压作用下排出过程中冷凝于涂层及周围砂子中,吸附于涂层界面的液态产物在钢液凝固、冷却过程中继续受热分解,
  

  2、冷却速度较慢

  
  消失模铸造采用干砂造型,铸件冷却速度较慢,凝固后铸件表面含碳量会继续发生变化,冷却过程中不仅有表面增碳,还有表面脱碳。表面增碳在较高温度下即行终止,而脱碳主要是铸件冷却过程中表面碳的氧化而形成的,尤其在铸件比较厚大的部位,铸件表面有个脱碳层,因为聚苯乙烯分解过程和碳的扩散是在相当高的温度下发生的。但脱碳并不总是经常发生的,一般在薄壁铸件上脱碳过程就不存在,就机理而言,脱碳是氧化反应,主要是基体铁的氧化和碳的氧化。
  

  3、其他增碳原因

  
  (1)充型过程中间隙内的游离碳向钢水流动前沿均匀附着扩散造成的,这时碳在整个断面上分布比较均匀;
  
  (2)铸件表面增碳引起体积增碳,在铸件成形的全部过程中,碳由表面向心部呈梯度分布;
  
  (3)充型过程中,因产生紊流等原因造成液相热解产物卷入钢水内部,造成局部体积增碳。
  

  二、消失模铸件增碳的解决方法

  

  1、选择合理的工艺参数

  
  (1)浇注速度合理
  
  浇注系统开设除影响金属液流向,还影响着金属液浇注速度。浇注速度提高后,模样热分解快,不易完全气化,产物中液相量会增加。同时,金属液与泡沫塑料模的间隙减小,液相分解物常被挤出间隙,挤到涂层和金属液之间,造成分解物和金属液接触面增加,铸件增碳过程加剧。随着浇注速度提高,铸钢件增碳量就增加,因此,要采用合适的浇注速度。
  
  (2)提高涂层透气性
  
  涂层和型的透气性愈高,泡沫塑料模分解产物逸出得愈快,从而降低了金属液和模样间隙中分解产物浓度,故能减少铸钢件增碳。
  

  2、合理设计泡沫模样

  
  对于一些大型、厚壁模样,可利用空心结构和在模样或铸型内设置内外通气道的办法来改善泡沫塑料的气化条件,还可利用串连式造型方法,将缺陷集中到顶部冒口上,以确保铸件质量。
  

  3、采用蓄热系数大的铸型材料

  
  采用蓄热系数大的铸型材料可提高铸件的结晶速度,这样会缩短铸钢件与处在液态或液固态以及与其分解产物的消失模的作用时间,从而使铸钢件增碳层变浅。铸型材料的蓄热系数越大,铸钢件的表面增碳缺陷就越少,产生中,采用的锆砂、铬铁矿砂等作为原砂,来减少铸钢件的增碳。
  

  三、影响消失模铸件增碳的因素

  

  1、消失模模具种类

  皮带轮模具
  气化模铸钢件表面增碳的内在原因在于泡沫塑料材料本身深度分解后大量碳的产生,这些碳进一步向铸件表面扩散而形成增碳。因为模样本身就是碳源,所以对模样有两方面要求。一是在保证模样强度的前提下尽可能使用低密度模样,这样不仅发气少,而且生成的固相碳也少,从而减轻了碳缺陷;同时,这种模样易气化、残存液相少,对减少铸件的局部增碳是有利的。二是模样的分子组成和结构组成中,减少碳的百分比。
  

  2、原始碳量

  
  合金中碳元素的原始量是影响消失模铸件增碳的主要因素。在浇注成形过程中,碳向钢液中大量迁移,首先是碳迁移到金属液的表面,其次是越过该界面向内部扩散。所以,铸件表面的增碳程度主要取决于泡沫模样分解产物中碳与钢液中碳的浓度梯度,从扩散动力学条件角度看,随着浇注钢水中原始碳量的增大,二者间碳浓度差减小,碳扩散的动力学条件降低,向金属液扩散迁移就变得困难。一般当钢液中原始含碳量超过0. 45%时,表面几乎不增碳。
  

  3、结晶速度

  
  铸件的结晶速度和铸型的热性能也是影响消失模铸件增碳的因素之一。铸钢件增碳层的深度和碳在其中的分布决定于铸件的结晶速度,而结晶速度又取决于蓄热系数所决定的铸型热特性。蓄热系数越大,铸件结晶速度就越大;同时,液态金属与分解产物作用的时间就越短,增碳层就越浅。因此,采用一些蓄热系数大的特种砂作为原砂,可以减少消失模铸钢件表面增碳缺陷的产生。
  

  4、铸件璧厚

  
  铸件的壁越厚,其表面增碳量就越多。因为铸件壁厚的增加减慢了铸件的凝固速度,延长了金属液与聚苯乙烯高温分解产物的作用时间,从而促使表面增碳。此外,壁厚铸件的模样厚度也大,金属液浇注时,泡沫塑料分解产物增多,也促使表面增碳。同时,型砂的透气性、浇注工艺参数、浇注真空度等也是影响铸钢件增碳的因素。
  
  以上就是关于消失模铸件增碳如何解决的介绍。要想解决消失模铸件增碳首先还是要先了解增碳的原因,主要是因为有大量氢气产生,冷却速度较慢,铸件表面增碳引起体积增碳等,解决方法是选择合理的工艺参数,包括浇注速度合理,提高涂层透气性等。龙尊模具专注于各种高质量消失模模具的生产与销售,如果您有需要,欢迎联系龙尊详询~

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