分析和改善铸钢收缩孔的孔隙度.ppt

铸钢缩孔气孔 不 良 分 析 改 善;;铸钢件气孔的成因及防治 1.铸钢气孔的形态及类型: 铸件中的气孔根据其气体来源分为：侵入性气孔.析出性气孔.反应性气孔。 这些气孔有圆球状、扁圆形和不规则形状。 针状气孔和缩松可认为是析出性气孔的一种变态形式。 不同类型的气孔分布位置不同。一般来说，因钢水含气量大而产生的析出性气孔分布于铸件的厚大部位、热节处和冒口下等处，且分布密集，由于其分布的特点，这种缺陷往往难于消除和修复。 因型砂干燥不良、含水量高而产生的侵入性气孔分布于铸件表面下一定深度的地方。这类气孔是由水蒸汽(H20 ) 和金属液内的炭(C) ,合金元素以下金属液自身含有的气体，这种气体有的以原子状态存在(O) ，有的以分子状态存在(C02,CO, H,0 , 02) 发生化学反应后形成的。这种气体在钢液中能够稳定存在，由于没有及时上升排除，进而形成气孔。带有皮下气孔的铸件可用消除后焊补的办法修复，但由于这种缺陷分布面积大，往往给清理修复工作带来很大麻烦，增加了铸件的成本。;2.气孔缺陷的形成原因: ①工艺及设计方面的原因: 芯头设计过小，排气不畅，气体进入型腔形成气孔。因为来自砂芯的气体没有通过芯头排除，而是富集于芯子周围的铸件中。另外，铸件本身形状扁薄，浇注位置低，直浇口不够高，金属液静压头小，气体不易外排而外界气体易进入金属液，就会形成气孔。 ② 砂箱及附具方面的原因: 箱带及箱壁距型壁过近，即吃砂量小，或一箱多件，相互太近，都会造成砂型太薄，妨碍气体流动，排气困难。如果上箱太浅，金属液压头不够，也容易发生气孔。因为金属液对型壁与芯子的压力与金属液的内部静压力成正比，即与直浇口或冒口的高度成正比。如金属液的静压力小于型壁界面处气体对它的浸透压，气体就会进入型腔，形成侵入性气孔。 ③砂型、泥芯和造型方面的原因: 砂型烘干层不够厚、含水量高或合箱后不能立即浇注，型腔返潮是铸件产生侵入性气孔的最主要 原因。浇注时高温金属液进入型腔，使砂型内水份蒸发，产生大量水蒸汽。如这种水蒸气的压力大于金属液对型壁的压力，水蒸气就??进入型腔形成气孔。许多铸件的下箱大面积气孔其来源主要是未烘干的地坑砂型中水蒸汽。;铸钢为何缩孔不良高;; 铸钢件冒口的设计原则 钢水从液态冷却到常温的过程中，体积发生收缩。 在液态和凝固状态下，钢水的体积收缩可导致铸件产生缩孔、缩松。 冒口的作用就是补缩铸件，消除缩孔、缩松缺陷。另外，冒口还具有出气和集渣的作用。以下就冒口设计的原则和位置设置说明 1.冒口设计的原则 1-1.冒口的凝固时间要大于或等于铸件（或铸件被补缩部分）的凝固时间。 1-2.冒口所提供的补缩液量应大于铸件（或铸件被补缩部分）的液态收缩、 凝固收缩和型腔扩大量之和。 1-3.冒口和铸件需要补缩部分在整个补缩的过程中应存在通道。 1-4.冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够定向流动到补缩对 象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固的过程中一直处于正压 状态，既补缩过程终止时，冒口中还有一定的残余金属液高度。;2.冒口设计的步骤: 2.1.对于大、中型铸钢件，分型面确定之后，首先要根据铸件的结构划 分补缩范围，并计算铸件的模数（或铸件被补缩部分的模数）M铸。 2.2.根据铸件（或铸件被补缩部分）的模数M铸，确定冒口模数M冒。 2.3.计算铸件的体收缩 ε 。 2.4.确定冒口的具体形状和尺寸。 2.5.根据冒口的补缩距离，校核冒口的数量。 2.6.根据铸件结构，为了提高补缩距离，减少冒口的数量，或者使冒口 的补缩通道畅通，综合设置内外冷铁及冒口增肉。 2.7.校核冒口的补缩能力，要求 ε（V冒+V件）≤V冒η。 ;3.设计冒口尺寸的方法 3-1.模数法 在铸件的材料、铸型的性质和浇注条件确定之后，铸件的凝固时间决 定于铸件的模数。 模数 M = V/ A（cm） V---体积（cm3） A---散热面积（cm2）。 模数计算方法是：用绘图软件画出铸件（或铸件被补缩部分）的立体图，计算出铸件的体积和散热面积，然后用公式 M=V/A 计算模数。 冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间， 冒口的模数一般是铸件模数的1.1～1.2倍，M冒=1.1～1.2M铸 对于厚实铸件，如：圆柱体、块状铸件，用模数法确定的冒口往往偏大，故必须采取一些方法加快铸件的凝固，同时延长冒口的凝固时间。通常采用以下方法： ① 加放内、外冷铁；(对要求比较高的铸件、探伤件，尽量不放内冷铁)。 ②补浇冒口； ③采用保温冒口。;铸件壁厚;4.钢的体收缩率 碳钢的体收缩率ε