ZCuSnP浇铸工艺.doc

锡青铜ZCuSn10P1浇铸工艺 表1 ZQSn10-1的化学成分，（质量百分数，%） 合金牌号 锡 磷 铜 ZQSn10-1 9-11.5 0.5-1.0 余量 1.熔炼工艺 原材料和辅料都要进行除锈、去油、烘干处理，加入前预热至380℃。首先纯铜，升温至1200℃时，加入合金量的1.4%磷铜进行脱氧，加锡加入5.6%的磷铜，合金出炉。首先，在金属型内工作表面喷上一层涂料，可防止高温金属液对金属型的直接冲击和热冲击，减少型腔的内应力涂料还可防止铸管和型壁发生熔焊，从而有效地延长了金属型的使用寿命。本试验涂料成分为：氧化锌30%，水玻璃5%，热水65%。 将涂料按比例分别称好，将水玻璃溶解到高于60℃ 的热水中，把氧化锌倒入水中搅拌均匀。将金属模进行预热380℃左右，进行涂料的喷覆，涂料使用气体压缩机进行涂覆。涂料涂覆后，将模具加热至380℃保温2小时。 采用变频器变频器的出炉温度控制在1150℃，浇注温度控制在90℃~980℃，本实验中铸件的质量小，合金液的质量少，因此采用大的浇注速度，浇注速度控制在35s。浇注后采用水冷，在铸件颜色变为暗红色时，即可停止转动，取出铸件。 2离心铸造工艺优化2. 1铸型转速的确定 铸型转速的确定主要应考虑如下几个方面的问题：保证液体金属进入铸型后，能迅速充满成型；保证获得良好的铸件内部质量，避免出现孔、缩松、夹杂和气孔等；防止产生偏析、裂纹等缺陷[3]。 为了获得优质的铸件必须严格控制转速。根据经验公式[]，铸型的转速n值为： （1） 式（1）中： n——铸型的转速（r/min）；γ——合金比重（g/3）；R——铸件内径（）； β——调整系数，在1.2～1.5 经计算得出n=1510r/min，此时γ取8.9 g/3；R 取2cm；β为1.35。 为了避免转速太高会引起锡青铜的反偏析以及会产生重皮[]，转速应在满足要求的情况下尽量小。在计算结果1510r/min以下取三个不同转速1300 r/min，1400r/min，1500r/min进行了试验。实验将测出铸件的以及空心部分的深度。 2.2 过滤网的选择 良好的浇注系统对铸件质量有很大的影响，它不仅影响浇注速度的快慢，预热温度也直接影响到铸件的质量。本实验采用石墨浇口杯做为浇注系统，石墨浇口杯的使用避免了涂料的喷涂以及合金液的粘挂。由于覆盖、精炼过程中的合金液中存在大量的渣，本试验采用过滤网嵌到石墨浇口杯的上边，过滤网网孔尺寸为1.5mm×1.5mm，并分别对使用和未使用过滤网的铸件表面质量金相等进行对比分析。 2.3 水冷系统的设计 冷却速度对铸件组织以及性能有很大的影响，为此设计了水冷系统。图为水冷系统的示意图。 水冷系统由水管接金属管，由于铸型较长，为使铸件上下均匀冷却，在竖直的管上均匀的钻上小孔，小孔要均匀，在浇铸完毕后，打开水阀，水均匀的浇在铸型上面，达到均匀冷却的效果。 为了确定冷却系统的必要性，本实验通过对水冷及水冷铸件的金相、硬度（布氏硬度）和拉伸性能进行对比。 1 铸型 2 进水口 法兰盘 图 水冷系统示意图 JX71-6230光学显微镜 3.2硬度测量 在铸件的底部截取10mm厚度的试样，在距外表面分别为1mm、4mm、8mm处取三点进行硬度测试硬度测试使用的仪器为573型布氏硬度测试机。由于试样为有色金属，选用压头直径D为10mm，载荷P为250kgf，载荷保持时间为30s。拉伸测试使用的是Instron 1186 万能拉伸试验机拉伸试样尺寸如图所示。拉伸试样 图 拉伸试样尺寸结构示意图 图3拉伸试样取样示意图 4. 试验结果及分析 .1 转速对铸件成形的影响 表2为转速铸件壁厚以及空心部分深度测量1300 r/min时壁厚32mm，毛坯内径为20mm，毛坯总长为180mm铸件；1400 r/min1500 r/min时同时我们为防止铸件产生反偏析缺陷，获得满足要求的铸件确定转速为1400 r/min。 表2 转速与铸件壁厚和深度的关系转速 r/min 壁厚（mm） mm） 深度（mm） 1300 5 124 1400 8 16 156 1500 10 12 184 4.2 过滤网对铸件的影响 图为未使用过滤网及使用过滤网铸件宏观对比图浇注时使用过滤网的铸件表面质量较好，没有明显的气孔和夹渣缺陷，而过滤网铸件存在气孔和缺陷，个别气孔的深度达到2mm，严重影响了铸件表面质量，对铸件的加工及使用造成了极大的影响。一方面使用过滤网的金属液里面含有的杂质少，不容易产生夹渣缺陷；另一方面 图过滤网宏观图 (a) 无过滤网条件下成的铸件 (b)采用滤网条件下成的铸件 .3 水冷对铸件组织的影响 图为未水冷与水冷条件下得到的涨圈的显微组织照片