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肇慶重力鑄造廠家解析一下肇慶重力鑄造過程中避免哪些裂紋?

文章出處:新聞中心 責任編輯:東莞市劍鋒機械配件有限公司 發(fā)表時間:2024-12-03
  ?重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝,也稱重力澆鑄。那么,下面重力鑄造廠家小編說一說關(guān)于在重力鑄造過程中,需要避免多種裂紋的出現(xiàn),以下是詳細介紹:
?肇慶重力鑄造廠家解析一下肇慶重力鑄造過程中避免哪些裂紋?的圖片
一、熱裂紋
產(chǎn)生原因
凝固方式不當:如果鑄件的凝固方式是糊狀凝固,即鑄件在凝固過程中,結(jié)晶骨架被剩余的液態(tài)金屬分割開,形成孤立的液膜,當鑄件收縮受到阻礙時,這些液膜就容易被拉裂,產(chǎn)生熱裂紋。例如,在一些壁厚差異較大的鑄件中,厚壁部分凝固速度慢,薄壁部分凝固速度快,這種凝固的不同步可能導致熱裂紋。
合金成分影響:某些合金元素會影響合金的凝固溫度范圍和收縮特性。如鋁合金中,銅含量過高可能會擴大凝固溫度范圍,使合金在凝固過程中更容易產(chǎn)生熱裂傾向。因為較寬的凝固溫度范圍會使鑄件在凝固后期,液態(tài)金屬補縮困難,從而產(chǎn)生裂紋。
澆注溫度過高:高溫澆注會使鑄件在凝固過程中的液態(tài)收縮和凝固收縮增大。當收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過合金在該溫度下的強度極限時,就會產(chǎn)生熱裂紋。例如,對于鑄鐵鑄件,如果澆注溫度過高,液態(tài)鑄鐵在冷卻凝固過程中,由于溫度梯度大,收縮劇烈,容易產(chǎn)生熱裂紋。
避免措施
優(yōu)化鑄件結(jié)構(gòu):設(shè)計鑄件時,盡量使壁厚均勻,避免出現(xiàn)過大的壁厚差異。對于無法避免的壁厚變化,應(yīng)采用漸變的方式,如設(shè)置過渡圓角,減少熱節(jié)的產(chǎn)生,從而使鑄件能夠更均勻地凝固,減少熱裂風險。
調(diào)整合金成分:通過合理調(diào)整合金成分,控制有害元素的含量,如在鋁合金中降低雜質(zhì)元素的含量,適當調(diào)整銅、鎂等主要合金元素的比例,以優(yōu)化合金的凝固特性,減小凝固溫度范圍,降低熱裂傾向。
控制澆注溫度和速度:根據(jù)鑄件的材質(zhì)、形狀和尺寸,合理確定澆注溫度和速度。一般來說,在保證鑄件充型完整的前提下,盡量采用較低的澆注溫度。同時,澆注速度要適中,避免過快或過慢。例如,對于小型簡單的鑄件,可以采用稍快的澆注速度和相對較低的澆注溫度;而對于大型復雜鑄件,則需要更精細地控制澆注速度,以確保液態(tài)金屬能夠平穩(wěn)地填充型腔,減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
二、冷裂紋
產(chǎn)生原因
鑄件內(nèi)應(yīng)力過大:在鑄件凝固后冷卻過程中,由于不同部位的冷卻速度不同,會產(chǎn)生熱應(yīng)力。如果鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,如存在尖銳的內(nèi)角、復雜的形狀導致冷卻不均勻,或者在鑄造工藝上沒有采取適當?shù)拇胧﹣硐龖?yīng)力,當這些內(nèi)應(yīng)力超過鑄件材料的屈服強度時,就會產(chǎn)生冷裂紋。例如,在鑄鋼件中,由于鋼的彈性模量較大,冷卻過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也較大,容易出現(xiàn)冷裂紋。
氫含量過高:在熔煉過程中,如果金屬液吸收了過多的氫氣,在鑄件凝固和冷卻過程中,氫會以分子形式析出,在鑄件內(nèi)部形成高壓氣體,當壓力足夠大時,會導致鑄件產(chǎn)生裂紋。這種情況在一些對氫比較敏感的合金(如高強度鋁合金)中尤為明顯。
材料韌性差:如果鑄件材料本身的韌性較低,在受到一定的應(yīng)力作用時,容易發(fā)生脆性斷裂,產(chǎn)生冷裂紋。例如,一些鑄鐵材料,由于其石墨形態(tài)和基體組織的影響,如果石墨呈片狀且基體組織較脆,在應(yīng)力作用下就容易產(chǎn)生冷裂紋。
避免措施
去應(yīng)力處理:對于結(jié)構(gòu)復雜、容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的鑄件,可以在鑄造完成后進行去應(yīng)力退火處理。將鑄件加熱到一定溫度(根據(jù)材料不同而異),保溫一段時間后緩慢冷卻,通過這種方式消除鑄件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,減少冷裂紋的產(chǎn)生。例如,鑄鋼件通常在 550 - 650℃進行去應(yīng)力退火,時間根據(jù)鑄件的尺寸和形狀等因素確定,一般每 25mm 厚度保溫 1 - 2 小時。
控制熔煉過程中的氫含量:在熔煉合金時,采用干燥的爐料和合適的熔煉工藝,避免金屬液與水分接觸,減少氫氣的吸收。例如,在鋁合金熔煉中,可以使用覆蓋劑防止金屬液吸氣,并且在澆注前進行除氣處理,如采用旋轉(zhuǎn)除氣或吹氣精煉等方法,降低金屬液中的氫含量。
提高材料韌性:通過調(diào)整合金成分和鑄造工藝來改善鑄件材料的韌性。例如,在鑄鐵中加入適量的合金元素(如鎳、鉬等)可以改變石墨形態(tài)和基體組織,提高材料的韌性;同時,優(yōu)化鑄造工藝,如控制冷卻速度,使鑄件獲得更理想的組織,也有助于提高材料的韌性,從而減少冷裂紋的產(chǎn)生。

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