铸件致命(mìng)缺(quē)陷——裂纹,如何避免?
发布(bù)时间: 2019-05-28 来源:洛(luò)阳(yáng)九州网页版和顺祥机械有限公司(sī) 点击:1248
铸件(jiàn)裂(liè)纹可以说是铸件致命的缺陷之一,
一旦出现裂(liè)纹,
轻(qīng)则(zé)费(fèi)力修补,重则彻底报废(fèi)!
而(ér)要想(xiǎng)避免(miǎn)裂(liè)纹,
***关键的还是要对(duì)裂纹(wén)形(xíng)成的原因了如(rú)指掌,
这样才能从根本上杜绝(jué)!
铸件裂(liè)纹主要分为两类,热裂和冷裂!
热裂
热裂是裂纹外(wài)形弯弯曲曲,断口很不规(guī)则呈藕断丝(sī)连状,而且表面较宽,越到里面越窄,属热(rè)裂其机(jī)理是:钢水注入型腔后开始冷凝,当结晶骨架(jià)已(yǐ)经形成并开始线收缩后,由(yóu)于此时内部钢(gāng)水并(bìng)未完成(chéng)凝固成固态使收(shōu)缩受阻,铸件中就会产生应(yīng)力(lì)或(huò)塑性变形,当它们超过在此高温下的材质强度极限时(shí),铸件就会开裂。
热裂(liè)纹形成原因
形成热裂纹的理论原因和实际原因很多,但根本原因是铸件的(de)凝固方式和凝(níng)固时期铸件(jiàn)的热应力和收(shōu)缩应(yīng)力。
热裂纹(wén)产生的原因体现在工艺和铸件结构方面其中有:铸件壁厚(hòu)不均匀,内角太小;搭接部(bù)位分叉太多,铸件外框、肋板等阻(zǔ)碍铸件正常收缩;浇冒(mào)口系统(tǒng)阻碍铸件正常(cháng)收缩,如浇(jiāo)冒口靠(kào)近箱(xiāng)带或浇冒口之间型砂强度很高,***了铸件的自由收缩;冒口太(tài)小或太大;合金线收缩率太大;合金中低熔点相形成元素超标,铸钢铸(zhù)铁中硫、磷含量高;铸(zhù)件(jiàn)开箱落砂过早,冷却过(guò)快。
热裂纹4招解决(jué)
1、改(gǎi)善(shàn)铸件结构
壁厚(hòu)力求均匀,转角处应作出(chū)过渡圆角,减少(shǎo)应力集(jí)中现(xiàn)象。轮类铸件(jiàn)的轮辐必要(yào)时可做成弯曲状。
2、提高合金材料的熔炼质(zhì)量
采用精炼(liàn)和除气工艺去除金属液中的氧化夹(jiá)杂和气体等(děng)。控制有害杂质(zhì)的含量,采(cǎi)用合理的熔炼(liàn)工艺,防止产(chǎn)生冷裂纹。
3、采用(yòng)正(zhèng)确的铸造工艺措施
使铸(zhù)件实现同时凝固不仅有利于(yú)防止热裂纹,也有助(zhù)于(yú)防止(zhǐ)冷裂纹。合理设置浇(jiāo)冒口的位置和尺寸,使铸件(jiàn)各部(bù)分(fèn)的(de)冷却速度尽量均匀一致,减少冷裂纹倾向。
4、时效热处(chù)理
铸造应力大的(de)铸件应(yīng)及(jí)时进行时(shí)效热处(chù)理,避免过大的残余应(yīng)力使铸件产生冷(lěng)裂纹(wén)。必要时,铸件在切割(gē)浇冒口或焊补(bǔ)后,还要进行一次时效(xiào)热处理。
冷裂(liè)
冷裂纹是铸(zhù)件凝固后冷(lěng)却(què)到弹性状态时,因(yīn)局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开(kāi)裂(liè)。冷裂纹总(zǒng)是(shì)发生在冷却过程中承受拉应(yīng)力的部(bù)位,特别(bié)是拉应力集中的(de)部位。冷裂纹与热裂纹不同(tóng),冷裂纹往往穿晶(jīng)扩展(zhǎn)到整个(gè)截面,外形呈宽度均匀(yún)细长(zhǎng)的直(zhí)线(xiàn)或折线状(zhuàng),冷裂纹(wén)的(de)断口表面子净有金属光泽或呈轻度氧化色,裂纹走向平滑(huá),而非沿晶界发生。这与热裂纹有(yǒu)显(xiǎn)著的不同。冷裂纹检验用肉眼可(kě)见,可(kě)根据其宏观形貌及穿(chuān)晶扩(kuò)展的(de)微观特征,与(yǔ)热(rè)裂纹区别。
冷裂纹产生的主要原因有以下几方面:
1、铸件结(jié)构
铸(zhù)件壁厚不均匀,促(cù)使(shǐ)铸件产(chǎn)生铸造应力,有(yǒu)时会(huì)产生冷裂纹类缺陷。刚性结构的铸件,由于其结构的阻碍(ài),容易(yì)产生热应(yīng)力,从而使铸件产生冷裂纹(wén)。
2、浇冒口系统设计不合(hé)理
对于壁厚(hòu)不均(jun1)匀的铸件,如果内(nèi)浇口设置在铸件(jiàn)的壁厚部分时,将(jiāng)使(shǐ)铸件厚壁部(bù)分的冷却(què)速(sù)度更加缓(huǎn)慢,导致或加剧铸件各部分冷(lěng)却(què)速度(dù)的(de)差(chà)别,增大铸造的热(rè)应力,促使铸件产生冷裂纹。浇冒(mào)口设置不当,直接阻碍(ài)铸件收缩,也促使铸件产生冷裂纹(wén)。
3、合金材料的化学成分不合(hé)格
钢中含碳量(liàng)和其(qí)他合金元素含量(liàng)偏高使(shǐ)铸件容易发(fā)生冷(lěng)裂纹。韧性合(hé)金材料不易产生冷裂纹(wén),脆(cuì)性合(hé)金(jīn)材(cái)料易(yì)产生冷裂纹。
4、控制开(kāi)箱时间(jiān)
铸件(jiàn)开(kāi)箱过早(zǎo),落砂温度过高,在清砂(shā)时受(shòu)到碰撞、挤压都会(huì)引(yǐn)起铸件开裂。