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鑄件晶粒粗大，從這6方面細(xì)節(jié)找找原因！
鑄件晶粒粗大，從這6方面細(xì)節(jié)找找原因！
1、鑄件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)
(1)鑄件截面差異過(guò)大，會(huì)因?yàn)檩^厚的截面冷卻緩慢而造成該處晶粒粗大?；诣T鐵等對(duì)截面變化十分敏感的金屬，更容易產(chǎn)生此類(lèi)缺陷。防止產(chǎn)生這類(lèi)缺陷的有效方法是避免鑄件截面尺寸過(guò)分懸殊，但這種途徑有時(shí)是鑄造工作者所無(wú)能為力的。因而就鑄造本身言，可通過(guò)采取設(shè)置冷鐵、控制澆注溫度或通過(guò)選擇合適的澆汁系統(tǒng)來(lái)減少這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，降低這類(lèi)缺陷的嚴(yán)重程度。采用冷鐵可加快鑄件較厚截面的冷卻速度；澆注溫度過(guò)高，會(huì)使這類(lèi)問(wèn)題更為嚴(yán)重，應(yīng)予以避免；通過(guò)調(diào)節(jié)、修正澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使溫度低的金屬熔液位于鑄件截面較厚的部位，并在鑄件的厚截面處設(shè)計(jì)*的冒口，以盡可能減小冒口的尺寸。
(2)對(duì)于帶孔鑄件，工藝設(shè)計(jì)人員有時(shí)沒(méi)有采用有助于減小有效截面尺寸的型芯，使未設(shè)芯的截面過(guò)厚而產(chǎn)生此缺陷，因此在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能在較厚的截面中設(shè)置砂芯。
(3)在某些情況下，鑄件截面并不太厚，但因某一較窄的凹陷部位或型芯在鑄件中形成熱匯截面，其結(jié)果和厚大截面一樣。例如．在鑄件較深部位的一個(gè)柱狀臍子處，可能需要設(shè)置型芯，而這樣就會(huì)造成冷卻緩慢。在不能設(shè)計(jì)進(jìn)行修改的情況下，除非可以降低金屬溫度，或重新設(shè)置澆口，解決辦法是在型芯或鑄型截面處設(shè)置冷鐵。
(4)工藝設(shè)計(jì)時(shí)加工余量留得過(guò)大，不僅增加了切削加工的費(fèi)用，還會(huì)把較致密的鑄件表層切削掉，并暴露出中心冷卻較慢的疏松部分。這種設(shè)計(jì)毫無(wú)可取之處，因?yàn)闊o(wú)論從鑄造還是從機(jī)械加工的角度來(lái)看都是不合理的，解決辦法是改變鑄件的設(shè)計(jì)。如果不允許更改設(shè)計(jì)，那么正確的方法則是采用冷鐵、控制澆注溫度及調(diào)整澆注系統(tǒng)。
(5)在厚截面處型芯設(shè)計(jì)不合適，型芯支撐不正確，或采用其他引起偏芯的技術(shù)，會(huì)造成鑄件截面的變化，從而引起晶粒粗大。
圖片
2、澆冒口系統(tǒng)
(1)未能實(shí)現(xiàn)順序凝固
澆注系統(tǒng)未能很好地實(shí)現(xiàn)順序凝固，通常是造成晶粒粗大的原因。對(duì)于截面變化急劇的鑄件，必須充分注意內(nèi)澆口的數(shù)量和位置。為了進(jìn)行補(bǔ)縮，在冒口的作用區(qū)保持灼熱的熔融金屬，會(huì)使厚截面的冷卻速度降低到產(chǎn)生粗大晶粒的程度。冒口設(shè)計(jì)不當(dāng)，如冒口頸過(guò)長(zhǎng)，冒口墊設(shè)計(jì)不當(dāng)，或冒口尺寸太大，都會(huì)在較厚截面處造成過(guò)多熱量的匯集。
(2)易于造成熱匯的澆冒口分布
同樣，為了對(duì)厚截面進(jìn)行補(bǔ)縮，常會(huì)在局部區(qū)域造成過(guò)分的熱量匯集。例如，因?yàn)閭?cè)冒口會(huì)造成厚截面的過(guò)熱并減緩冷卻速度，所以有時(shí)不便于在實(shí)際操作中使用。實(shí)際生產(chǎn)中需通過(guò)合理的冒口設(shè)計(jì)，盡可能減小冒口的尺寸。
(3)在內(nèi)澆口或冒口與鑄件連接處造成局部熱節(jié)
內(nèi)澆口或冒口頸部較短，對(duì)于補(bǔ)縮是有利的，但卻會(huì)使橫澆道或冒口太靠近鑄件，減緩了該部位的冷卻速度。而增大冒口頸部，又會(huì)給補(bǔ)縮帶來(lái)問(wèn)題。因此措施是采取有效的冒口設(shè)計(jì)，盡可能減少冒口的尺寸，不使橫澆道和冒口過(guò)于接近易于形成粗大品粒的關(guān)鍵截面，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置橫澆道和冒口，以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮。
(4)內(nèi)澆口數(shù)量不足
內(nèi)澆口數(shù)量太少，不僅易于造成沖砂，同時(shí)還會(huì)造成局部熱節(jié)和粗大晶粒組織。這種現(xiàn)象普遍存在于所有的鑄造金屬中，即使是澆注溫度較低的鋁合金也會(huì)出現(xiàn)這種情況。在某些情況下，因?yàn)闈部跀?shù)量太少，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生縮松缺陷。這種縮松缺陷可能會(huì)掩蓋由于同樣原因造成的晶粒粗大的缺陷。實(shí)際上，當(dāng)晶粒粗大缺陷嚴(yán)重惡化時(shí)，就變成了一種縮松缺陷，因而對(duì)這兩種缺陷的防治措施，常常是相同的。
3、型砂
只有當(dāng)型砂使型壁產(chǎn)生的位移足以導(dǎo)致增加臨界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸時(shí)，型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一個(gè)因素。由于在厚截面處的型壁移動(dòng)可能最大，所以這種缺陷還是有可能產(chǎn)生的，此時(shí)所產(chǎn)生的品粒粗大缺陷和脹砂有關(guān)。
4、制芯
生產(chǎn)中應(yīng)避免采用未烘透或空氣硬化的油砂芯，因?yàn)檫@種型芯可能會(huì)產(chǎn)生放熱反應(yīng)，從而造成熱量過(guò)分匯集。這種情況或出現(xiàn)于大型鑄件，或出現(xiàn)于采用具有放熱性能粘接劑的厚大型芯。從某種意義來(lái)說(shuō)，這種型芯起著一種高效率的絕熱體的作用，并把金屬熔液的冷卻速度減緩到了危險(xiǎn)的程度。
5、造型
(1)缺少能促使加快冷卻速度的通氣孔就較厚的鑄件截面來(lái)說(shuō)，鑄件的冷卻速度與通過(guò)型砂散出熱量的速度有關(guān)。排氣充分會(huì)有助于水氣迅速排出，從而產(chǎn)生一種致冷的效應(yīng)。
(2)未設(shè)置激冷釘或冷鐵這種情況通常是因?yàn)榇中氖韬鏊隆?/span>
6、化學(xué)成分
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，晶粒粗大和金屬的化學(xué)成分與冷卻速度的配合有關(guān)，因此選擇這種配合是非常重要的。如果冷卻速度難以調(diào)節(jié)，那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學(xué)成分不當(dāng)。由于金屬成分的重要性，現(xiàn)將每一種金屬簡(jiǎn)述如下。
(1)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵
碳當(dāng)量過(guò)高，碳和硅效應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算，通?？梢愿爬椋?span style="font-family:Times New Roman">CE=C+1/3Si，晶粒粗大可能是因?yàn)樘歼^(guò)量或硅過(guò)量，或者碳硅過(guò)量所致。與硅相比，碳的效應(yīng)相當(dāng)其3倍，所以碳的做量變化，要比硅的同量變化危險(xiǎn)得多。碳、硅的這種作用，既影響到可鍛鑄鐵，也影響到灰鑄鐵。對(duì)可鍛鑄鐵而言，晶粒粗大既不呈現(xiàn)為黑色，也不呈現(xiàn)出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈現(xiàn)，這是由于含碳或含硅量過(guò)高，或者二者均過(guò)高。磷也會(huì)對(duì)晶粒粗大產(chǎn)生影響。當(dāng)wp=0.1％時(shí)，會(huì)加重縮孔缺陷，特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。
(2)鑄鋼
在鑄鋼的熔化和脫氧操作中，加入了一些會(huì)延緩晶粒長(zhǎng)大的元素，因此和鍛鋼相比，鑄鋼不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件，可通過(guò)退火或正火處理得到細(xì)化。
(3)鋁合金
鐵雜質(zhì)會(huì)使鑄鋁件品粒粗大，脆性增加，這類(lèi)缺陷多數(shù)是由于熔化操作不當(dāng)所致。在鋁合金中，特別是那些要求過(guò)熱的鋁合金，加入適量的細(xì)化品粒合金元素是必要的。
(4)銅合金
銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋。銅合金因成分變化會(huì)造成品粒粗大，但通?？偸窍瘸霈F(xiàn)針孔、氣孔或縮松。