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1、铸件（jiàn）“桔皮”缺陷的特征 铸件“桔皮”是生（shēng）产中反复出现的一种铸（zhù）造缺（quē）陷，它（tā）对铸件质量的影响较大（dà），缺陷出现在铸件肥（féi）厚部位、热节及内浇道附近（jìn）以及受热集中而冷却又（yòu）慢的部位。铸件表面有微凸的小（xiǎo）圆斑，呈“眼圈”状，这些表面粗糙（cāo），看起来（lái）象“桔子皮”的（de）斑点，在多种（zhǒng）铸件中反复出现，有时整批铸件（jiàn）均有，其在（zài）每个铸件上的数量少则几（jǐ）个（gè），多至整个平面；小圆斑有的较大，有（yǒu）的小至（zhì）麻（má）点；有时是单个（gè）分散的，有时也呈密集的（de）片状凸起（qǐ）物，高出（chū）铸件（jiàn）0.4-0.6mm，直（zhí）径3-5mm。据我公（gōng）司统计（jì），废（fèi）品（pǐn）中的（de）15%是“桔皮”缺陷造成的，而（ér）且碳钢件产生桔皮缺陷的机会更多一（yī）些。 2、“桔皮（pí）”缺陷产生的原因分析 导致（zhì）“桔皮”产生的根本的原因是涂料表面堆积、硬化（huà）不充分。型壳在焙（bèi）烧后（hòu），其表面上（shàng）形成黄（huáng）色或黄绿色玻璃（lí）体，浇（jiāo）注后与钢液反应而形（xíng）成硅酸盐（yán）瘤粘附于铸件表面。单纯地延长硬化时间，无助（zhù）于zui终解决“桔（jú）皮”问题（tí）。通过（guò）实践，有以下几方面（miàn）的原（yuán）因（yīn）。 2.1原材（cái）料（liào）方面的影响 众所周知，水玻璃涂料的粉液比低，粉（fěn）料分（fèn）布不均匀。水玻璃的模数（shù）愈高，密度愈大，则（zé）涂（tú）料的（de）粉液比愈（yù）低，粉料的（de）分（fèn）布愈不均匀，也zui不易充分（fèn）硬化。 (1)水玻璃（lí）的影响（xiǎng） 水玻璃的模数（shù）、密（mì）度以及杂质的多（duō）少对涂（tú）料的流（liú）动性影（yǐng）响极大。随（suí）着模数（shù）的增大，水玻璃中亚胶粒子比例增加，其粘度会随之增加，涂料的（de）流变性恶化，当模（mó）组涂挂（guà）时极易在表层造成（chéng）局部涂料堆积。 水玻（bō）璃参数不一致对涂料性能的影响（xiǎng）是很大的，这一点很容易被（bèi）忽视。参数的不一致（zhì）性表（biǎo）现在两个方（fāng）面。 其（qí）一是模数的不（bú）一（yī）致性，刚进厂的水玻璃（lí）只有经过长时（shí）间的静置扩散(分散)后才能使同一批模数趋（qū）于一（yī）致，达到稳定的（de）分散状态；这一过程所（suǒ）需时间在（zài）一星期以上，如（rú）果（guǒ）急于使（shǐ）用则不可能获（huò）得理想（xiǎng）的涂料（liào）流（liú）变（biàn）性（xìng）能。 其二是溶液密度的不（bú）一致性，在配涂料前通常要（yào）对水玻璃溶液（yè）的密（mì）度进行调整（zhěng），应（yīng）该特（tè）别注意加水搅拌后马上（shàng）测得的（de）密度是不真实的，因（yīn）为液体（tǐ）分散稳定的过程尚（shàng）未完成，与所希望的密度有一定的（de）误（wù）差，据（jù）此配制的涂料，其粘度和流动性都有误差。 (2)耐火粉料的影响 耐火粉料颗粒的分布（bù）和形状对涂料流变性（xìng）的影响较（jiào）大（dà），双（shuāng）峰粉涂料具有较好（hǎo）的流变性是大家公认（rèn）的；但即（jí）便是粒度分布基本相同的（de）双峰粉，当（dāng）耐（nài）火粉料颗料形状分别为多角、尖角和片状的粉配制涂料（liào）时（shí），在（zài）粉液比和水（shuǐ）玻璃模（mó）数相同的条件（jiàn）下其流（liú）变性也会有（yǒu）很大的差异。 当粉料形状越接近片状时，其比（bǐ）表面（miàn）积也越大（dà），颗粒间的摩擦力（lì）和作（zuò）用（yòng）力增（zēng）大，涂（tú）料的（de）粘（zhān）度将（jiāng）大于多角形的粉料。 (3)水玻（bō）璃密度和粉液比的综合影响（xiǎng） 水玻璃密度和（hé）粉（fěn）液比的（de）变化对表层涂料流变性的影响是非常（cháng）直观的，水玻璃（lí）密度和粉液比过（guò）大时涂料粘（zhān）度（dù）增（zēng）加（jiā）、流（liú）变性变差、涂层变（biàn）厚（hòu）会引起涂料在型壳表面局部堆（duī）积（jī），型（xíng）壳硬化不良zui终导致“桔皮”问题。 2.2工艺方面的影响 (1)表（biǎo）面层风干不充分。表（biǎo）面层风干是涂料的再均匀（yún）化过程，同时，也（yě）是水玻璃脱水固（gù）化（huà）过程，如风干时间（jiān）过短，表（biǎo）面（miàn）层涂（tú）料在熔模表面分布不均匀，造成其后的（de）硬化不充分，脱蜡后将在型壳内表面（miàn）形（xíng）成团状（zhuàng）聚集物，局部形成钠盐杂质。 (2)过度滴控。过度滴（dī）控指表面层浸挂涂料时，单方向流动未能（néng）及（jí）时粘砂，将导致涂料在熔（róng）模表面局部方向上的堆积（jī），造成（chéng）其后的硬化不完全。 (3)型壳（ké）层间硬化不良。由（yóu）于（yú）涂料层尤（yóu）其是前两层中存在未（wèi）硬化（huà）部分，未硬化的涂料在（zài）脱蜡和焙烧后（hòu）造（zào）成型壳内表面（miàn）的钠盐聚集，与钢水反应后生成“桔皮”缺陷（xiàn）。 2.3环（huán）境方面的影（yǐng）响 在寒冷的冬季，过低的室（shì）温使涂（tú）料流动性变差造成涂料堆积，过（guò）厚堆积的涂料又不能（néng）完全（quán）硬化；此（cǐ）外硬化液（yè）的温度随室（shì）温（wēn）的降低（dī）也会造成硬化过程的（de）缓慢和不完全。环（huán）境湿度（dù）的影响则主（zhǔ）要（yào）发生（shēng）在雨季，空气（qì）湿度的增加会影响风干过程（chéng），常因为风干不足而出（chū）现“桔（jú）皮（pí）”问题（tí）。 3、避免“桔皮”缺（quē）陷的措施 3.1原料选用（yòng） (l)水玻璃在模数合适的情况下，必须严格控制杂质含量；应根据环境（jìng）的（de）温（wēn）度（dù）、湿（shī）度、铸件的结构（gòu）特（tè）点以及所（suǒ）配粉料（liào）的特点调（diào）整水玻璃密度。 (2)粉（fěn）料在粒度符合（hé）使用要求（qiú）的条件下，其粒（lì）形至（zhì）关重要，球（qiú）形和多角形粉料是较理想的，而片状粉料不能使（shǐ）用。 3.2工艺对策 (1)水玻璃密度（dù）的调整。密（mì）度（dù）的合适与（yǔ）否将直接影响铸件的表面质量，密度过大会导致涂料（liào）流动性差而（ér）造成分层和“桔（jú）皮”缺陷（xiàn），密（mì）度过小（xiǎo）又会形成铸（zhù）件表面的（de）黄（huáng）瓜刺；合（hé）适的密度通常（cháng）与环境温度、粉料的（de）粒（lì）度、微（wēi）观（guān）形状及铸件（jiàn）的结（jié）构（gòu）特点有关（guān）系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之间，其（qí）调（diào）整原则是: ①环（huán）境温（wēn）度高时（shí）增加密度，低时减小密度； ②粉料粗（cū）且片（piàn）状比例小时增（zēng）加密度，粉（fěn）料（liào）细且（qiě）片状比（bǐ）例大（dà）时减小密度； ③结（jié）构简单涂料易（yì）流动的铸件可适当增加密度，反之（zhī）减小密度。 (2)粉液（yè）比的确定。粉液（yè）比（bǐ）也（yě）是（shì）影响铸件（jiàn）表（biǎo）面（miàn）质量的重要因素（sù）之一，比例过大则（zé）会因涂料的流动性差导致涂挂不均匀而产（chǎn）生（shēng）分层和（hé）涂料堆（duī）积；而太小则会产生（shēng）铸（zhù）件表面（miàn）的（de）黄瓜（guā）刺。其（qí）配比原（yuán）则是在保证涂料流动性的前（qián）提下尽量提（tí）高粉（fěn）液比。 (3)硬化液的浓度、温度与硬化时间。一般情况下，氯化氨（ān）质量分（fèn）数在25%以（yǐ）上的硬化剂才会（huì）有（yǒu）较（jiào）好的硬化效（xiào）果；如果（guǒ）氯化铵含量低（dī），靠延长时间是不（bú）能改善硬化效果的。 (4)涂（tú）挂操作方式。实际生产中有相当（dāng）一部分（fèn）“桔皮”问题是由于操（cāo）作不当造成（chéng）的，涂（tú）料的单（dān）方向流动极易产生堆（duī）积而造成硬化不充分，所以在蜡（là）模（mó）浸挂涂料之后的（de）滴控直到撒砂完（wán）毕的整个过程中（zhōng），必（bì）须不断改（gǎi）变模组的（de）方向（xiàng）。 (5)脱蜡工艺。在脱蜡热水（shuǐ）中补充适当的硬化（huà）剂，由（yóu）于硬化剂的吸热作用和反应，会进一步使得（dé）表面（miàn）层所滞留的反应产物NaCl溶于脱蜡水（shuǐ）中而大部分去除，此时，型（xíng）壳表面（miàn）形成的是一层低钠硅（guī）胶层，有利（lì）于（yú）防（fáng）止（zhǐ）“桔皮”缺陷的产生。 (6)环境温度。环（huán）境温度偏（piān）低会导致涂料流（liú）动性差，造成涂挂不均（jun1）匀而形成桔皮及其他制壳缺陷，制壳工（gōng）序的（de）环（huán）境（jìng）温度应控制在15℃以上。
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气泡是（shì）铸（zhù）件常（cháng）见问题之一，而且一旦铸件出现了气泡（pào）问题，也等于产品报废了。那么如何避免铸件产生气泡？看看下面这（zhè）7条。 【缺陷现（xiàn）象】 铸件表皮下，聚集气体鼓（gǔ）胀所形成的（de）泡，有时会崩裂，存在贯通和非贯通两（liǎng）种。 别名：鼓泡、起泡【原因分析（xī）】 模具温（wēn）度太高，开模过早（zǎo）。 填（tián）充速（sù）度太高，金属流卷（juàn）入气（qì）体过多。 涂料发气量大，用量过多，浇注前未燃（rán）尽，使挥发气体被包（bāo）在铸件表层，另涂料含（hán）水量大。 型腔内气体没有（yǒu）排出，排气不顺。 合金（jīn）熔炼温度过高。 铝合金液体除气（qì）不彻底，吸有较多气体，铸件凝固时析出留（liú）在铸件（jiàn）内 填充（chōng）时产生（shēng）紊流。 【对应（yīng）措（cuò）施】 1、测温枪测试模具表面温度，显示数值超过工艺规定范（fàn）围。降低模具表面温（wēn）度，增加保压时间； 2、铸件表面内浇口压入的金属流明显比（bǐ）其它部位亮很多。填充速（sù）度（dù）高产生原（yuán）因一方面是（shì）设（shè）备本身（shēn）的压射速度高，另一方面（miàn）可能是内（nèi）浇口太薄造成。降低（dī）压（yā）射（shè）速（sù）度，适当增（zēng）加内浇口厚（hòu）度（dù）；判断内浇口薄的方法（fǎ）：是否有浇口易粘（zhān）现象，降（jiàng）低二快速度看远（yuǎn）端是否（fǒu）有严重压不（bú）实现（xiàn）象（xiàng），不给压打件，看是否有多股铝液流； 3、喷涂时察看雾的颜色是否呈白色（sè），合模前察看型腔是否还有（yǒu）气体残留。更换涂料或增大涂料与水的配比； 4、在烫模阶段，铸件表面有明显（xiǎn）的漩（xuán）涡和涂料堆积。判断及（jí）解决（jué）方法：调开档，人（rén）为产生涨模，如果解决，需开排气道； 5、铸件表面内浇口压入的金属流特别亮并（bìng）伴有粘结。适当降低浇注温度； 6、取（qǔ）样块测密度，看是否符合要求。重新进（jìn）行除气（qì）处理或在保温炉内进行再次精（jīng）炼； 7、烫模阶段铸件表面明显有各流溶接不到一起的痕迹伴有涂料堆积（jī）。 判断及（jí）解决方法：涂黑油生产（chǎn），看（kàn）痕迹是否（fǒu）有堆（duī）积，分析堆积（jī）部位，解（jiě）决（jué）方（fāng）法： a、开（kāi）设或（huò）加（jiā）大相应部位的集（jí）渣包， b、调整内浇口（kǒu）流向、位置或填充方（fāng）向。
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1．冒口设计的基本原理 铸件冒（mào）口主要是在铸钢件上使用。铸铁件只用于（yú）个别的厚大件的灰铸铁件和球铁件上。金（jīn）属液在（zài）液态降温和凝（níng）固过程中（zhōng），体（tǐ）积要收缩。铸件的体收缩大约（yuē）为线（xiàn）收缩的3倍（bèi）。因（yīn）此，铸钢（gāng）的体收缩通常按（àn）3---6%考（kǎo）虑，灰铸铁按2---3%，不过由于（yú）灰铸铁（tiě）和球墨铸铁凝固时的石墨化膨胀，可以（yǐ）抵消部分体积收缩（suō），所以如（rú）果（guǒ）壁厚均匀，铸型（xíng）紧实度高（gāo），通（tōng）常不需要设计（jì）冒口。铸件的（de）体收缩如果得不到补（bǔ）充，就（jiù）会在铸件上或者内部（bù）形成缩孔、缩陷或者缩松。严（yán）重时常常造成铸（zhù）件报（bào）废（fèi）。 冒口尺寸计算原则（zé）是，首先计算（suàn）需要补（bǔ）缩的金属液需（xū）要多少。通常把这一部分金属（shǔ）液假（jiǎ）设成球体，并求出直径（设为（wéi）d0）用于冒口计算。冒口补（bǔ）缩铸件（jiàn）是（shì）有一定的范围------叫有效（xiào）补（bǔ）缩距离，设为L，对厚度为h的板状（zhuàng）零件通常L=3~5h 。对（duì）棒状零件L=（25~30）√h 式（shì）子中，h------铸件（jiàn）厚度 2．冒口尺寸的基本计算方法（fǎ） 冒口计算的公式、图线、表格等（děng）有很多。介绍如下。 zui常用的方法（fǎ）是，冒口（kǒu）直（zhí）径（jìng） D=d0+h 理由是假定冒口（kǒu）和铸件以相同的速度凝固（gù），凝固过程是从铸件的（de）两个表面向（xiàng）内层进行，当铸件（jiàn）完全（quán）凝（níng）固终了，正（zhèng）好（hǎo）冒（mào）口凝固了同样的厚度，这时还剩下中间的（de）空心的缩孔，体（tǐ）积正（zhèng）好（hǎo）等于补（bǔ）缩球（qiú）的体积（jī），这部分金属液（yè）在凝固过程中（zhōng）正好补缩进了铸件。 当铸件存在热节时，可以把h换成热节的直径T即可（kě）。 即D=do+T 。 另（lìng）外（wài）设计冒口，还有个（gè）重要的（de）部位，就是冒口颈（jǐng），所谓冒口颈就（jiù）是冒口（kǒu）和铸件的连接通道，冒口里（lǐ）的金属液都是经由冒口颈补缩到铸件里的。所以对冒口颈的（de）截面（miàn）是有（yǒu）要求的（de），通常取冒口颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口（kǒu）高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应（yīng）该考虑要（yào）高于需要补缩部位的高（gāo）度，否则（zé）就成了反补（bǔ）缩了（le），铸件补缩（suō）了冒口，这是要避免的。 3．其它计算（suàn）方法（fǎ） 常用的（de）经验计算方法还（hái）有不（bú）计算（suàn）需要（yào）估（gū）算补缩的金属液（yè），直（zhí）接将热节（jiē）园的直（zhí）径乘个系数（shù）得出（chū）冒口直径。例如 简单铸件（jiàn） D=（1.05~1.15）T 外形（xíng）简单，热节比较集中。 复杂铸件（jiàn） D=（1.40~1.80）T 外形复杂，例如（rú）有许多（duō）筋条和（hé）铸件的（de）其余部分（fèn）连接。 中（zhōng）间（jiān）类（lèi）型（xíng） D=（1.15~1.40）T 介于以上两（liǎng）种之间。 铸造生产的（de）条件千差万别，因素太（tài）多，以至于（yú）所有的（de）计（jì）算公式都是近（jìn）似（sì）的有条件的（de）。往往（wǎng）一个公式不一定适用（yòng）于所有的场合。所以公式中往往有（yǒu）取值范（fàn）围较大（dà）的（de）系数供用户结合本单位的情况选择。
+查看全文21 2020-04
型砂（shā）的（de）配制包括三个方面，即原材料（liào）的准备、型砂的混制和将混制（zhì）好（hǎo）的型砂调匀（yún）及松砂等工艺环节。铸造生产中所使（shǐ）用的型砂（shā），有的是由回用砂加（jiā）适量的新砂、粘土和水经混合均匀（yún）配制成的，有的全部是由新的材料配制成的。为（wéi）了（le）确保新砂（shā）质量（liàng），所有（yǒu）的原材料都须（xū）根据技术要求经验收合格后才能使用。为（wéi）此（cǐ），在配砂前都必须进行加工准（zhǔn）备。 （1） 新砂 新砂在（zài）采购、运输过程中（zhōng）常混（hún）有草根（gēn）、煤屑及（jí）泥块等杂物（wù），同时（shí）含有一定（dìng）数量的分分。潮湿（shī）的（de）原砂不易过筛，配砂时（shí）不（bú）便于控制型砂的水分。因此，除含水量低、用于（yú）手工造型的湿型（xíng）砂可直接配（pèi）制外（wài），新（xīn）砂在使（shǐ）用前必须进（jìn）行烘干（gàn）和（hé）过筛（shāi）。新砂的烘干用立式或卧式烘干滚筒（tǒng），也可采用气流烘干的办法。常用的筛砂设备有（yǒu）手（shǒu）工筛、滚筒筛和振动筛等。 （2） 粘土 刚开采的粘土（tǔ）往往含有较多的（de）水分具多（duō）为块状，因（yīn）此使用前必须烘干、破碎并磨成粘（zhān）土（tǔ）粉，主要由专门（mén）的工厂进行（háng）加（jiā）工，包装万（wàn）袋供应。有的工厂（chǎng）事（shì）先将膨润（rùn）土或粘土（tǔ）与煤粉按（àn）比例制成粘（zhān）土（tǔ）—煤粉粉（fěn）浆，使粘土（tǔ）充分吸水膨胀，混砂（shā）时与（yǔ）原砂一起加入（rù）到（dào）混砂机里混合均匀。这种做法可简（jiǎn）化混（hún）砂（shā）操作，便于运（yùn）输，改（gǎi）善劳动条件，提高型砂质量（liàng）。但必须严格控制粉浆的含水量，否则（zé）会影响型（xíng）砂（shā）性能。 （3） 附加物 煤粉、硼配、氟（fú）化物（wù）和硫黄等附加物都必须粉碎、过筛后再使用。 （4） 旧砂 为了节省造型材（cái）料，降低（dī）铸件成本，旧砂应回用。旧砂在（zài）型砂所占比例（lì）很大，它（tā）对型砂的成分及性能有着很大的影响（xiǎng）。旧砂中常（cháng）混有（yǒu）各（gè）种杂物，如钉子、铁（tiě）块和（hé）砂（shā）团等，在（zài）回用前（qián）必须（xū）进行（háng）处理，包括将砂块（kuài）粉碎（suì），用电磁分离器除去（qù）其中的铁质杂物（wù）然后过筛，必要时（shí）进行冷却（què）。 在（zài）机械化（huà）程度高的铸造车间，型砂需（xū）求量大，周转速度很快，往往（wǎng）旧（jiù）砂的温度还比较高（gāo），有的回用砂温度高达60摄氏（shì）度以上（shàng），如果采用这种型砂（shā）造型（xíng），容易粘附模样、芯盒及砂斗（dòu）。由于型砂（shā）温度过高，会使水（shuǐ）分蒸发太快，使型砂（shā）性能不（bú）稳定，同（tóng）时影（yǐng）响（xiǎng）铸件表面质（zhì）量，影响造型劳动生产率（lǜ）。因此必须在铸件落砂、旧（jiù）砂过筛（shāi）、运输和混砂过程中加强通风冷却，降（jiàng）低型砂（shā）温度（dù）。 （5） 混砂 混砂的（de）任务是将各（gè）种原材料混（hún）合均匀，使粘（zhān）结剂包覆在砂粒表面上，混（hún）砂的质量主要取决于混（hún）砂工艺和混砂（shā）机的形式。 一、混砂（shā）机（jī）的形式。生产（chǎn）中常用的混（hún）砂（shā）设备有辗轮式、摆轮（lún）式和叶片式混砂机。辗轮（lún）式混砂机（jī）除有搅（jiǎo）拌（bàn）作用外，还（hái）有辗压搓揉作用，型砂（shā）的质量（liàng）较好（hǎo），但生产效率较（jiào）低（dī），主（zhǔ）要（yào）用来混制面砂和单一砂。摆式（shì）混（hún）砂机的（de）生产效率比辗轮式高几倍，且可边混砂边鼓（gǔ）风冷却，并有一定的搓揉作用（yòng），但型砂质量不如辗（niǎn）轮式混砂好（hǎo），主要（yào）用于机械化程度高、生产（chǎn）量（liàng）大的铸（zhù）造车间混制单一砂及背（bèi）砂。叶片式混砂机是一种连（lián）续作业式的设（shè）备，各种原是否无误混砂机的一端进入，混好的型砂（shā）从混砂（shā）机的另（lìng）一端出来，生产效率高。叶（yè）片式混（hún）砂机有混合作用，但（dàn）搓揉（róu）作用很差，主要（yào）用于混制背（bèi）砂和粘土含量低的单（dān）一砂（shā）。 二、加料顺序与混砂时间（jiān）。混制粘土型砂的加顺序一般是先加回用砂、原砂、粘土（tǔ）粉和附加物等干料，干混均匀（yún）后再加（jiā）水湿混，均（jun1）匀后即可（kě）使用。如（rú）果（guǒ）型砂中（zhōng）含有渣油液以及其他液（yè）态粘结剂，则（zé）应先（xiān）加水将（jiāng）型砂混合（hé）均匀后再加入油类粘（zhān）结剂。这种先加干粉后加水（shuǐ）的混砂加料顺序存在（zài）的缺点（diǎn）是（shì），在混砂机的辗盘边缘遗留一（yī）些粉料，这些（xiē）粉料吸水后（hòu）粘附（fù）在混砂（shā）机壁上，直到混辗后期或卸砂时才脱落（luò）下来，使型砂里含有混合不均匀（yún）的粘土或煤粉团块，恶化（huà）了型砂性（xìng）能（néng）。同（tóng）时干（gàn）混时粉（fěn）尘飞扬，劳动条件（jiàn）差。因此，有的工（gōng）厂采用先在回用砂里（lǐ）加（jiā）水混（hún）合，然后加粘土及煤粉混合均匀（yún），zui后再加少量水分调节（jiē）到所需要的含水量的（de）混砂工（gōng）艺。试验结（jié）果表明，后面（miàn）这种加（jiā）料顺序可缩短混砂时间（jiān），提高型（xíng）砂质量，改善劳动条件。 为了使各种原材料混（hún）合均匀，混砂时间不能太短（duǎn），否则（zé）影响型（xíng）砂性能，但混砂时间也不宜过长。否则将使型（xíng）砂温（wēn）度升高，水（shuǐ）分过多挥发，型砂结（jié）成块状，性能变坏且生产效（xiào）率低。混砂时间主要（yào）根据混砂机的形式、粘（zhān）土含量（liàng）、对型砂性（xìng）能要求等来决定（dìng）。一般来说，粘土含量越多，对型（xíng）砂（shā）质量（liàng）要求越（yuè）高（gāo），混砂时间越长。采用辗轮式混砂机（jī）混制（zhì）面砂时，混砂时间（jiān）一般（bān）为6—12分钟，北砂为3—6分钟，单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀 型砂的调匀又称回性、渗（shèn）匀，是指将混好（hǎo）的型砂在不失去水分的条件下放置一段时间，使水分均（jun1）匀渗透（tòu）到型砂中，让粘土充分吸水膨胀，以提高型砂的（de）强度和透气性等性能（néng）。调匀时间主要根据粘土种类（lèi）及加入量而定。型砂中粘土（tǔ）含（hán）量越多，原砂的颗粒越（yuè）细，调（diào）匀时间越长。调匀时间应适当，否则型砂性（xìng）能难以（yǐ）满足要注（zhù）。单一砂（shā）一般为2—3小时，面砂为（wéi）4—5小时。机械化铸（zhù）造厂间型砂调匀是在型砂调匀斗里进行，非机械化的手工造型车间是将混好的（de）型（xíng）砂堆放在轩间地面上，并用湿麻袋覆盖进行调（diào）匀。 型砂经混辗和调匀（yún）后会被压实，有的（de）被压成团块。如果（guǒ）采用这种型砂直接造（zào）型，型砂的坚实度不（bú）均匀，透气性等性（xìng）能差。因此，调匀（yún）后的型砂必须经松砂或过筛才能使用。在机械化的铸（zhù）造车间（jiān）一般采用（yòng）圆（yuán）棒式或叶片式松（sōng）砂机进行松砂处理。在百机械化（huà）的手（shǒu）工造型车间，常用移动式松砂机或用筛孔为5—8毫米（mǐ）的筛子过（guò）筛。
+查看（kàn）全（quán）文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸造领域已有相当（dāng）长的历史，铸件的产量也（yě）相当大；但采用覆膜砂铸造生（shēng）产精（jīng）密铸钢件时面临很（hěn）多（duō）难题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔（kǒng）。如（rú）何（hé）解决这些问题有待（dài）于我们去进一步探讨。 一（yī）、对覆膜（mó）砂（shā）的认识与了解（jiě）（覆膜砂属于（yú）有机粘结剂（jì）型、芯（xīn）砂） （1）覆膜砂的特点：具有适宜的强度性能；流（liú）动性好，制出的砂（shā）型、砂芯轮廓清晰，组织（zhī）致密，能够制造出（chū）复杂（zá）的砂芯；砂型（芯）表面质量好，表（biǎo）面粗糙（cāo）度（dù）可达（dá）Ra=6.3～12.5μm，尺（chǐ）寸精度可（kě）达CT7～CT9级；溃（kuì）散（sàn）性好，铸件（jiàn）容易清理。 （2）适（shì）用范（fàn）围：覆膜（mó）砂既（jì）可制作铸型又可制作砂芯，覆膜（mó）砂的型或芯既可互相配合使用（yòng）又可与其它砂（shā）型（芯）配（pèi）合使用；不仅可以用于金属型重（chóng）力铸（zhù）造或低压铸造，也可（kě）以（yǐ）用于铁型（xíng）覆砂铸（zhù）造，还（hái）可（kě）以（yǐ）用于热（rè）法离心铸造；不仅可以用于铸铁、非（fēi）铁合金铸件（jiàn）的生产，还可以用于铸（zhù）钢件的生产。 二、覆膜（mó）砂的制备 1．覆膜砂组成 一般由耐火材料、粘（zhān）结剂、固（gù）化剂、润滑（huá）剂及特殊添（tiān）加剂（jì）组成。 （1）耐火（huǒ）材料是构成覆膜砂的主体（tǐ）。对耐火材料的要求（qiú）是（shì）：耐火（huǒ）度高（gāo）、挥发物少、颗粒较圆整、坚实（shí）等。一般选用天然擦洗硅砂（shā）。对硅砂的要（yào）求是：SiO2含量高（铸（zhù）铁及非铁合金铸（zhù）件要（yào）求大（dà）于90%，铸钢件要求大（dà）于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦洗砂）--[水洗砂含泥量规（guī）定小（xiǎo）于；粒度①分（fèn）布在（zài）相邻3～5个筛号上；粒形圆整，角形因素（sù）应不（bú）大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂普遍采用酚醛树脂。 （3）固化剂通常采用乌洛托品；润滑剂一般采用硬脂酸钙，其作用是（shì）防止覆膜砂结块，增加流动性。添加（jiā）剂的主要作用是（shì）改善覆膜砂的（de）性能。 （4）覆膜砂的（de）基本配（pèi）比 成分 配比（质（zhì）量分数，%）说（shuō）明：原砂 100 擦（cā）洗砂， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原砂（shā）重（chóng） ，乌（wū）洛托（tuō）品（水溶液2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占树脂（zhī）重，硬脂酸钙 5～7 占树脂（zhī）重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重（chóng）。 ２．覆（fù）膜砂的生产工艺 覆膜砂的制备工艺主要（yào）有冷（lěng）法覆（fù）膜、温法覆（fù）膜、热法（fǎ）覆膜（mó）三种，目前覆膜砂的（de）生产几乎都是采用热覆膜法（fǎ）。热法（fǎ）覆膜（mó）工艺是（shì）先将（jiāng）原砂（shā）加热到一（yī）定（dìng）温（wēn）度，然（rán）后分别与树脂、乌洛托（tuō）品水溶液和（hé）硬脂酸（suān）钙（gài）混合搅拌，经冷却破碎和（hé）筛分而成。由于配方的差异，混制工艺有所不同。目前国（guó）内覆膜砂生产（chǎn）线的（de）种（zhǒng）类很多，手工加料的半自动生（shēng）产线约有2000~2300条，电脑控制的全自动生产线也已经有将近50条，有效提高了生（shēng）产效率（lǜ）和产（chǎn）品稳定性。例如xx铸造有（yǒu）限公司的自动（dòng）化可视生产线（xiàn），其加料时间控制精（jīng）确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可以通过视频时时（shí）观（guān）察混砂状态，生（shēng）产（chǎn）效率达（dá）到6吨/小时。 ３．覆膜砂的主要产品（pǐn）类型 （1） 普通（tōng）类覆膜砂 普通覆膜砂即传统（tǒng）覆（fù）膜砂，其组成通常由石（shí）英砂，热塑性酚醛树（shù）脂，乌洛（luò）托品和硬脂酸钙构成（chéng），不加（jiā）有关（guān）添加剂，其树脂加（jiā）入量（liàng）通常在一定强（qiáng）度要（yào）求下（xià）相对较高，不具备耐高（gāo）温，低膨胀（zhàng）、低发气等特性，适用于要求不高的铸（zhù）件生产 （2） 高强度（dù）低发气类覆（fù）膜砂 特点：高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗氧化 简（jiǎn）介:高强度低（dī）发（fā）气覆膜砂（shā）是（shì）普通覆膜砂的（de）更新（xīn）换代产品，通过加入有（yǒu）关特性的（de）“添加剂（jì）”和采用新的配制工艺，使树脂（zhī）用量大幅度（dù）下降，其强度比（bǐ）普通覆膜砂高30%以上，发气量（liàng）显（xiǎn）著（zhe）降低，并能延缓发（fā）气速度，能更好地适应铸件生（shēng）产的需要。该类覆膜砂主要适用于铸铁（tiě）件中，中小铸钢、合金铸钢件的生（shēng）产。目前（qián）该类覆膜砂（shā）有（yǒu）三个系列：GD-1高强度低发（fā）气（qì）覆膜砂；GD-2高强度低（dī）膨胀低发气覆（fù）膜砂；GD-3高（gāo）强度低膨胀低发气抗氧化覆膜。 （3） 耐（nài）高温(类)覆膜砂(ND型) 特点：耐高温、高（gāo）强度（dù）、低（dī）膨（péng）胀、低发（fā）气、慢发气、易溃散、抗氧化 简（jiǎn）介:耐高温覆膜砂是通过特（tè）殊工艺配方技术生产出的具有（yǒu）优异高温性能（néng）(高温下强度高、耐热时间（jiān）长、热膨胀量小、发气（qì）量低（dī）)和（hé）综合（hé）铸造性能的新型覆膜（mó）砂。该类覆膜（mó）砂特别适（shì）用于（yú）复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车发动机缸体、缸盖等)以及高要求的（de）铸钢件(如集装箱角（jiǎo）和火车（chē）刹车缓；中器壳件等)的生（shēng）产，可有效消除（chú）粘（zhān）砂、变形、热裂（liè）和气孔等铸造缺陷。目（mù）前该覆膜砂（shā）有四个系列：VND-1耐高温覆膜砂（shā）. ND-2耐高温低膨胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温低膨胀低发（fā）气抗氧化覆膜（mó）砂 ND-4耐高温高（gāo）强（qiáng）底低（dī）膨胀低发气覆（fù）膜 （4） 易（yì）溃散类覆膜砂 具有（yǒu）较好的强度，同时具有优异的低温溃散性能，适用于生（shēng）产有色（sè）金属铸件。 （5） 其它（tā）特殊要求覆膜砂（shā） 为适应不同产品的需要，开发（fā）出了系列特（tè）种（zhǒng）覆膜砂如：离心铸造用（yòng）覆（fù）膜砂、激（jī）冷覆膜砂、湿态覆膜砂（shā）、防粘（zhān）砂、防脉纹、防（fáng）橘皮覆膜砂等。 三、覆膜（mó）砂制芯主要工艺过程 加热温（wēn）度200-300℃、固化（huà）时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动性好的覆（fù）膜砂可（kě）选（xuǎn）用较（jiào）低的射砂（shā）压力，细薄砂芯选择较（jiào）低的加热（rè）温度，加热温度低时可适当延长固化时间等（děng）。覆膜（mó）砂（shā）所使用的树脂是（shì）酚醛类树脂。制芯工艺的（de）优点：具有适宜的强度（dù）性能（néng）；流动性好；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性（xìng）强；溃散性好，铸（zhù）件容易清理。 1、铸型（模具）温度 铸（zhù）型温（wēn）度是（shì）影响壳层（céng）厚度及强（qiáng）度的主要因素之一,一般控制在220～260℃,并根据下列原则选（xuǎn）定: （1）保证覆膜砂上的树脂软化及固化（huà）所需的足够热（rè）量（liàng）； （2）保证形成需要的壳（ké）厚且壳型（芯）表面不焦化； （3）尽量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。 2、射砂压力及时间 射砂（shā）时间一般控（kòng）制在3～10s，时间（jiān）过（guò）短则（zé）砂型（芯）不能成型。射砂压力（lì）一般为0.6MPa左（zuǒ）右（yòu）；压力过低时，易造成射不（bú）足或疏（shū）松（sōng）现象。3、硬化时间：硬化时间的长（zhǎng）短（duǎn）主要（yào）取（qǔ）决于砂型（xíng）（芯）的厚度（dù）与铸型的温度，一般在60～120s左右（yòu）。时间过（guò）短，壳层未完全固化则（zé）强度（dù）低；时间过长，砂（shā）型（芯）表（biǎo）面层（céng）易烧焦影响（xiǎng）铸件质量。覆（fù）膜砂（shā）造（zào）型（芯）工艺参数实例：序号图号 壳（ké）厚（㎜） 重量（liàng）（㎏） 铸（zhù）型温度（℃） 射砂时间（s）硬化（huà）时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四（sì）、覆膜砂（shā）应用（yòng）中存在的问题及解决对策 制芯（xīn）的方法种类很多，总（zǒng）的可以划分为热固（gù）性方法和冷（lěng）固性方法两大（dà）类，覆膜砂制芯（xīn）属于热固性（xìng）方法类。任何一种制芯（xīn）方法都有（yǒu）其（qí）自身的优点和缺点，这主要取决于产（chǎn）品的质量要（yào）求、复杂程度、生产批量、生产成本、产品价格等综合因素来（lái）决定采用何种（zhǒng）制（zhì）芯方法。对铸件内腔表面质（zhì）量要（yào）求（qiú）高，尺寸精度（dù）要求高、形状复（fù）杂（zá）的砂芯采用覆膜砂制芯是非常有效的。例如：轿车发（fā）动机气缸盖的进排气道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体（tǐ）的水道砂芯（xīn）、油道砂芯，进气岐管、排气岐管（guǎn）的壳芯砂芯，液压阀的流道砂芯，汽（qì）车涡（wō）轮增压器（qì）气道砂芯等等。但是（shì）在覆膜砂使用中还常遇到一些问题（tí），这里仅就工作中的体会略（luè）谈一二（èr）。 1、覆膜砂的强度和（hé）发气（qì）量的确定（dìng）方法 在原砂质量和树脂质（zhì）量一（yī）定的前提下，影响覆膜砂（shā）强度的（de）关（guān）键因素主要取于酚醛树脂的加（jiā）入量（liàng）。酚醛树脂加入量（liàng）多，则强（qiáng）度就提（tí）高，但发气量（liàng）也增加（jiā），溃散性就降低。因此在生（shēng）产（chǎn）应（yīng）用中一定要控制覆（fù）膜砂的强（qiáng）度来减少发气量，提高（gāo）溃散（sàn）性（xìng），在强度标（biāo）准的制订时定要找到（dào）一（yī）个平衡点（diǎn）。这个平衡点就是保证砂芯（xīn）的（de）表面质量及在（zài）浇（jiāo）注（zhù）时不产生变（biàn）形、不产生（shēng）断芯前提下的强（qiáng）度。这（zhè）样才能保证铸件（jiàn）的表面（miàn）质量和尺（chǐ）寸精（jīng）度，又可以（yǐ）减少发气量，减少铸造件气孔缺陷（xiàn），提高砂（shā）芯的出砂性能。对砂芯（xīn）存放（fàng），搬运过程中可（kě）以采（cǎi）用工（gōng）位（wèi）器具、砂芯小车（chē），并在其上（shàng）面铺有（yǒu）10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这（zhè）样可以减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂（shā）砂（shā）芯的存放期 任何砂芯（xīn）都会吸湿，特别是南（nán）方地区空气相对湿度大（dà），必须对砂芯存（cún）放（fàng）期在工艺文件上加以（yǐ）规定，利用精（jīng）益生（shēng）产先进（jìn）先出的生产方式减（jiǎn）少砂芯的存放量和存放周期。各企业（yè）应结合自己的厂房条件和当地的气候条件（jiàn）来确定砂芯的存放周期。 3、控制好覆膜砂的供货质量 覆（fù）膜砂（shā）进厂时必须（xū）附有供应（yīng）商（shāng）的质量（liàng）保（bǎo）证资料，并且企业根据（jù）抽样标准（zhǔn）进行检查，检查（chá）合格后方可入库。企业取样检测不合格时由质（zhì）保和技术部门做出处理结果，是让步接受或向供应（yīng）商退货。 4、合格的覆膜砂在制芯时发现砂芯断裂变形 制芯时砂芯的断裂变形通常会认为覆膜砂强度低（dī）造（zào）成的。实际上砂芯断裂和变形（xíng）会涉及到许多生产过程（chéng）。出现不正常情况，必须要查到真正的原因才能彻底（dǐ）解（jiě）决。具体原因如下： （１）制芯时模具的温（wēn）度（dù）和留模时间，关系到砂（shā）芯结壳（ké）硬化厚（hòu）度是否满足工艺要求。工艺上所规定的工艺参数都需（xū）要有（yǒu）一个范围，这（zhè）个范围需（xū）靠操作人员的技（jì）能来进行调整（zhěng）。在（zài）模（mó）具温度上限（xiàn）时留模时间可以取下（xià）限，模具温（wēn）度（dù）在（zài）下限时留模时间取上限。对操（cāo）作（zuò）人员需要不断地（dì）培（péi）训提高操作技（jì）能。 （２）制芯时在模具上会粘（zhān）有酚醛树（shù）脂和砂粒，必须进行及时（shí）清理并喷上脱（tuō）模剂，否则会越积越多开模时会（huì）把砂芯（xīn）拉断或变形。 （３）热（rè）芯（xīn）盒模（mó）具静模上（shàng）的弹簧顶杆（gǎn），由于长期在高温状态下工作会产生弹性失效而（ér）造成（chéng）砂芯（xīn）断（duàn）裂或变形。必须（xū）及时更换弹（dàn）簧（huáng）。 （４）动（dòng）模和静模不平行或不（bú）在同一中心（xīn）线上，合模时在油缸或气缸的压力作（zuò）用（yòng）下（xià），定（dìng）位（wèi）销前端（duān）有一段（duàn）斜度，模具还是（shì）会合紧，但在开模时（shí）动模和静模仍会恢复到原始状态使砂芯（xīn）断裂（liè）或变形。在这（zhè）种情况（kuàng）下射砂时（shí）会跑砂，砂芯的尺（chǐ）寸会变大。解决（jué）对策是及时（shí）调整模具的（de）平行度和（hé）同轴度。 （５）在壳（ké）芯机上生（shēng）产空心砂芯时，从砂芯中倒出尚未硬（yìng）化的覆（fù）膜砂需要重新使用时，必须进行过筛并未用过的覆膜砂按３：７比例混（hún）合后（hòu）使用，这样才（cái）能保（bǎo）证壳芯砂芯的（de）表面质量和砂芯强（qiáng）度。
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什么（me）叫淬火？ 钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过（guò）共析钢）以上温度，保（bǎo）温（wēn）一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度（dù）的冷速（sù）快冷到Ms以下（xià）（或Ms附近等温）进行（háng）马氏体（tǐ）（或（huò）贝氏体）转变的（de）热处（chù）理工艺。通常也（yě）将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理（lǐ）或（huò）带有快（kuài）速冷却过程（chéng）的热处理工艺称为淬（cuì）火。 淬火的目的： 1）提（tí）高金（jīn）属成材或（huò）零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬（yìng）度和耐磨性，提（tí）高弹簧的弹性极限（xiàn），提（tí）高轴类零件的综合（hé）机械（xiè）性能（néng）等。 2）改善某些特殊钢（gāng）的材料性能或化学性能。如（rú）提高（gāo）不锈钢的耐蚀（shí）性，增加磁钢的永磁性等。 淬（cuì）火冷却时，除需（xū）合理（lǐ）选用淬（cuì）火介质外，还（hái）要有正确的淬火方（fāng）法，常用的（de）淬火方法，主要（yào）有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。 钢铁工件在淬火后具有以下特（tè）点： ① 得（dé）到了马氏（shì）体、贝氏体（tǐ）、残余奥（ào）氏体等不平衡（即（jí）不稳定）组织。 ② 存（cún）在较大内应力。 ③ 力学性能不能满足要求（qiú）。因此，钢铁工件淬火后一般都要（yào）经过回火 什么叫回火？ 回火是将（jiāng）淬火后的金属成材或零件加热（rè）到某一温度，保温（wēn）一定时间后，以一（yī）定方式冷却的热处理工（gōng）艺，回火是淬火（huǒ）后紧接着进（jìn）行的一种操作（zuò），通常也是工件（jiàn）进行（háng）热处理的zui后一（yī）道工序，因而把淬火和（hé）回火的联合工艺（yì）称（chēng）为zui终处理。淬火（huǒ）与回火的主要目的是（shì）： 1）减少内（nèi）应力和（hé）降（jiàng）低（dī）脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回（huí）火往（wǎng）往会产生变形（xíng）甚至开裂。 2）调整工件的（de）机械性（xìng）能，工件淬（cuì）火后，硬度高，脆性大（dà），为了满足（zú）各种工件不同的性能（néng）要求，可以通过回（huí）火来调整，硬度，强度，塑（sù）性和（hé）韧性（xìng）。 3）稳（wěn）定工件尺寸。通过（guò）回（huí）火可使（shǐ）金相组（zǔ）织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。 4）改善某（mǒu）些合金（jīn）钢的切削（xuē）性能（néng）。 回火的（de）作（zuò）用在于： ① 提高组织稳定性，使工件在（zài）使用（yòng）过程中不再发生组织转变，从而使（shǐ）工件几何尺寸和性能保持稳（wěn）定。 ② 消（xiāo）除内应（yīng）力（lì），以便改善工（gōng）件（jiàn）的使用性能并稳定（dìng）工（gōng）件（jiàn）几何尺（chǐ）寸。 ③ 调整钢（gāng）铁的力学性（xìng）能以满足（zú）使用（yòng）要求。 回火之所以具有这些作用，是因为温度（dù）升高时，原（yuán）子活动（dòng）能力增强，钢铁中的铁、碳和（hé）其他合（hé）金元素的原子可以较快（kuài）地进行扩散，实现原子的重新排（pái）列组（zǔ）合，从而使不稳定的（de）不平（píng）衡（héng）组（zǔ）织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消（xiāo）除还与温度升高时金属强度降低有（yǒu）关（guān）。一（yī）般钢铁回火时，硬（yìng）度和强度下降，塑性（xìng）提高。回火（huǒ）温度越高（gāo），这些力学（xué）性能的变化（huà）越（yuè）大。有（yǒu）些（xiē）合金元素含量较高的合金钢，在某一温度范围回火时，会析（xī）出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。这种现象称（chēng）为二次硬化。 回（huí）火要求：用（yòng）途不（bú）同的（de）工件应在不同（tóng）温度（dù）下回（huí）火，以满足使用中的要求。 ① 刀具、轴承、渗碳淬（cuì）火零件、表面淬火零件通常在250℃以（yǐ）下进行低温回火。低温回（huí）火后硬度变化不大，内应力（lì）减小，韧（rèn）性稍有提高。 ② 弹（dàn）簧在（zài）350～500℃下中温回火，可获（huò）得较高的弹性和（hé）必要的韧（rèn）性（xìng）。 ③ 中碳（tàn）结构钢制作的零件通常在500～600℃进行（háng）高（gāo）温回火，以获得适宜的强（qiáng）度与（yǔ）韧性的良好配合。 钢在300℃左右回火时（shí），常使其脆性增大，这种现象称为首类回（huí）火（huǒ）脆性。一般（bān）不应在这个温度区间回火。某些中（zhōng）碳合金结（jié）构（gòu）钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易（yì）于变脆。这种现象称为第二（èr）类回火脆性（xìng）。在钢中加入钼，或回火（huǒ）时在油（yóu）或（huò）水中（zhōng）冷（lěng）却（què），都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的（de）钢（gāng）重新加（jiā）热至原来的回火温度，便可以（yǐ）消除这（zhè）种脆性。 在生产中，常根据对工件（jiàn）性能的（de）要求。按加热温度（dù）的不同，把回火（huǒ）分（fèn）为低温回火，中温回火（huǒ），和高温回火（huǒ）。淬（cuì）火和随后的高温（wēn）回火相结合的热处理工（gōng）艺称为（wéi）调质，即在具有高度强度的同时，又有好的塑性（xìng）韧（rèn）性。 1、低（dī）温回火：150-250℃ ，M回（huí），减（jiǎn）少内应力和脆性，提高塑韧性，有较（jiào）高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀（dāo）具和滚动（dòng）轴承等（děng）。 2、中（zhōng）温回（huí）火：350-500℃ ，T回（huí），具有较高的（de）弹（dàn）性，有一定的塑性（xìng）和硬（yìng）度（dù）。用于制作弹簧、锻模等。 3、高温回火：500-650℃ ，S回，具有良好的综合力（lì）学性能（néng）。用于制作齿轮（lún）、曲（qǔ）轴（zhóu）等（děng）。 什么是正（zhèng）火? 正火是—种改善钢材（cái）韧性的热处理。将钢构件（jiàn）加热到Ac3温度（dù）以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。主要特（tè）点是冷却速度快于（yú）退火而低于淬火，正火时（shí）可在稍快的冷却中使钢材的结晶（jīng）晶粒细（xì）化（huà），不但可得到满意（yì）的强（qiáng）度，而且可以明（míng）显提（tí）高韧性(AKV值），降低构（gòu）件（jiàn）的开裂倾（qīng）向（xiàng）。—些（xiē）低合金热轧钢板、低合金钢锻件（jiàn）与铸造件经正（zhèng）火处理后，材料的综（zōng）合力学性能可以大大改（gǎi）善（shàn），而（ér）且也改善了切削（xuē）性能。 正火有以下目的（de）和用途（tú）： ① 对亚共析钢，正火用以消除铸、锻、焊件的（de）过热粗晶（jīng）组织和魏（wèi）氏组织（zhī），轧材中的带状组织；细（xì）化晶（jīng）粒；并（bìng）可作为淬火前的预（yù）先（xiān）热处（chù）理。 ② 对（duì）过共析钢（gāng），正火可以消除网状二次（cì）渗（shèn）碳体，并使珠光体细化，不但改善机械性能，而且有利（lì）于（yú）以后的球化退火（huǒ）。 ③ 对低（dī）碳深冲（chōng）薄钢板，正火可以消除（chú）晶（jīng）界（jiè）的游离渗（shèn）碳体，以改（gǎi）善其深冲性能。 ④ 对低碳钢和低（dī）碳低合金钢，采用正火，可得到（dào）较多的细（xì）片状珠光体组织，使硬度增（zēng）高（gāo）到（dào）HB140-190，避（bì）免（miǎn）切削时的“粘刀”现（xiàn）象，改善（shàn）切（qiē）削加工性。对中碳（tàn）钢，在既可用（yòng）正火又可用退火的场合下，用正火更为经济和（hé）方便。 ⑤ 对普通中碳结构钢，在力学性能要求（qiú）不高的场合下，可用正（zhèng）火代（dài）替淬火（huǒ）加高温回火，不（bú）仅操作简便，而且使钢材的组织和尺（chǐ）寸（cùn）稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150～200℃)由于高温下扩（kuò）散速度较高,可（kě）以减少（shǎo）铸件和锻（duàn）件（jiàn）的成分（fèn）偏析。高温正火后的（de）粗大晶粒可（kě）通过随后第二次较低温度的正火予以细化。 ⑦ 对某些用（yòng）于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢，常采用正火以获得（dé）贝氏体组织，再经（jīng）高温回火（huǒ），用于400～550℃时具有（yǒu）良好的（de）抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件（jiàn）和钢材以（yǐ）外，正火还（hái）广泛用于球（qiú）墨铸铁热处理，使其获得珠光体基体，提高球（qiú）墨铸铁的强度（dù）。 由于正火的特点是空（kōng）气冷却（què），因而环（huán）境气温、堆放方式（shì）、气（qì）流及工件（jiàn）尺寸对（duì）正火后的（de）组织和性能均有影响（xiǎng）。正（zhèng）火（huǒ）组（zǔ）织还可作为合金钢的一（yī）种分类（lèi）方法。通（tōng）常根据直径为25毫米的试样加（jiā）热到900℃后,空冷（lěng）得到（dào）的组织，将（jiāng）合（hé）金（jīn）钢分为珠光（guāng）体（tǐ）钢、贝氏体钢、马氏（shì）体钢和奥氏（shì）体钢。 什么是（shì）退火？ 退（tuì）火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足（zú）够时间，然后（hòu）以适宜速度冷却（què）的一（yī）种金属热处理（lǐ）工艺。退火热处理（lǐ）分（fèn）为完全退火，不完全退火和去应力（lì）退火。退火材料的力学（xué）性能可以用（yòng）拉伸试验（yàn）来检测，也可以用硬度试验来检（jiǎn）测。许多钢材都是以退火热处理（lǐ）状态供货的（de），钢材硬度检测（cè）可以采用洛（luò）氏硬（yìng）度计（jì），测试（shì）HRB硬度，对于较薄的钢板（bǎn）、钢带以（yǐ）及薄壁钢管，可以采用表面洛氏硬（yìng）度计，检测HRT硬度。 退火的目的在于： ① 改善或消（xiāo）除钢铁在铸（zhù）造（zào）、锻压（yā）、轧（zhá）制和焊接过程中所（suǒ）造成的各种组织缺陷以及残余应（yīng）力（lì），防（fáng）止工（gōng）件变（biàn）形（xíng）、开（kāi）裂。 ② 软化（huà）工件以便进行（háng）切削（xuē）加工。 ③ 细化晶粒，改善组织以提高工件的（de）机（jī）械性能。 ④ 为zui终热（rè）处（chù）理（淬火、回火）作好组织准备。 常用的退（tuì）火工（gōng）艺有： ① 完全退（tuì）火。用以细（xì）化中、低（dī）碳钢经铸造、锻（duàn）压和焊（hàn）接后出现的力学性（xìng）能（néng）不佳的粗大（dà）过热组织。将工件加热到（dào）铁素体全部转变（biàn）为（wéi）奥氏（shì）体的（de）温度以上30～50℃，保温一段（duàn）时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过（guò）程中奥氏体再次发生转变，即可使钢（gāng）的组织变（biàn）细（xì）。 ② 球化（huà）退火。用以降（jiàng）低工具钢和轴（zhóu）承钢锻压（yā）后的偏高硬度（dù）。将工（gōng）件加热（rè）到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温（wēn）后缓（huǎn）慢冷（lěng）却（què），在冷却过（guò）程中珠（zhū）光体中的片（piàn）层状渗碳（tàn）体变为球状，从而降低了硬度。 ③ 等温退火。用以降低某（mǒu）些镍、铬含量较（jiào）高的合金结构钢的高硬（yìng）度，以（yǐ）进行切（qiē）削加工。一般（bān）先（xiān）以较（jiào）快速度冷却到奥氏体zui不稳定的温度，保温适（shì）当时间，奥（ào）氏体转变为托氏体或索（suǒ）氏体，硬度即（jí）可降低。 ④ 再结晶退火。用（yòng）以消除（chú）金属线材、薄板在（zài）冷拔（bá）、冷轧过（guò）程中的（de）硬化现象（硬度升高、塑性下降）。加热温（wēn）度一（yī）般为钢开始（shǐ）形成奥（ào）氏体的温度（dù）以（yǐ）下50～150℃ ，只（zhī）有这样才能消除加（jiā）工硬化效应使（shǐ）金（jīn）属软（ruǎn）化。 ⑤ 石墨化退火。用（yòng）以使含有大量渗（shèn）碳体的铸铁变成塑性良好（hǎo）的可锻（duàn）铸铁。工艺操作（zuò）是（shì）将铸件加热（rè）到950℃左右（yòu），保（bǎo）温（wēn）一（yī）定时间（jiān）后适当冷却，使渗碳体（tǐ）分解形成团（tuán）絮状石墨。 ⑥ 扩（kuò）散退火。用以使合（hé）金铸件化学成分均匀（yún）化（huà），提高其（qí）使用性能（néng）。方法（fǎ）是在不发生熔化的前提下，将（jiāng）铸件加热到尽可（kě）能高的温度，并长时间保（bǎo）温（wēn），待合金中各种元素扩散趋于均匀（yún）分布后缓冷。 ⑦ 去（qù）应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的（de）内应（yīng）力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏（shì）体的温度以下100～200℃，保温后（hòu）在空气中冷却，即可（kě）消除内应力（lì）。
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一、变形的原因 钢的变形主要原因（yīn）是（shì）钢中存（cún）在内应力或者（zhě）外部施加的应力（lì）。内应力是因（yīn）温度分布不均匀（yún）或者相变所致，残余应（yīng）力也是原因（yīn）之（zhī）一。外应（yīng）力引（yǐn）起的（de）变形（xíng）主要是（shì）由（yóu）于工（gōng）件自重而造成的“塌陷”，在特（tè）殊情况下也应（yīng）考虑碰撞被加热的工件，或（huò）者夹持工具夹（jiá）持所引起的（de）凹陷（xiàn）等。变（biàn）形包括弹性变形和塑（sù）性变形两种。尺（chǐ）寸变（biàn）化主要（yào）是基于组织转（zhuǎn）变，故表现出同样的膨胀和收（shōu）缩（suō），但（dàn）当工件上有孔穴或者复杂形状工件，则将导（dǎo）致附加的变形。如果淬火形成大量马氏体则发生膨（péng）胀，如（rú）果产生大（dà）量残余（yú）奥（ào）氏（shì）体则相应的要收缩。此（cǐ）外，回火时（shí）一般发生收缩，而出现二次硬化现象的合金钢（gāng）则发（fā）生膨胀，如果进行深冷处理，则由于残余奥（ào）氏体的马（mǎ）氏体化（huà）而进一步膨胀，这些（xiē）组（zǔ）织（zhī）的比容都随着含（hán）碳量（liàng）的增加（jiā）而（ér）增大，故（gù）含碳量增加也使尺寸变（biàn）化量增大。 二、淬火变（biàn）形的（de）主（zhǔ）要发生时（shí）段 1.加热过程：工件在加热（rè）过程中（zhōng），由于内应力（lì）逐渐释放（fàng）而产生变形。 2.保温过程：以自重塌陷（xiàn）变形为主，即塌（tā）陷弯曲。 3.冷却（què）过程：由于不（bú）均匀冷却和组织转变而至变形。 三（sān）、加热（rè）与变形 当加热大型工件时（shí），存在残余（yú）应力或者加热不均匀，均可产生变形。残余应力主要来（lái）源于加（jiā）工过程。当（dāng）存在这（zhè）些应力（lì）时，由于随（suí）着（zhe）温度（dù）的升高（gāo），钢的屈（qū）服强度逐渐下降，即使加（jiā）热很均匀，很（hěn）轻微的应力也会导致变形。 一般，工件的外缘部（bù）位残余应力（lì）较（jiào）高，当温度的上（shàng）升（shēng）从外部开始进行时，外缘部（bù）位变形较大，残余（yú）应力引起的变（biàn）形（xíng）包（bāo）括弹性变形和塑性变形两种。 加热时（shí）产生的热应力和想变应力都是导（dǎo）致变（biàn）形（xíng）的（de）原（yuán）因。加热速度（dù）越（yuè）快、工件尺（chǐ）寸（cùn）越大、截面变化越大，则（zé）加（jiā）热变形越大。热应（yīng）力取决于温度的不均匀分布程度和温度（dù）梯度，它（tā）们都（dōu）是导致热（rè）膨胀发（fā）生差（chà）异的（de）原因。如果（guǒ）热（rè）应力高于材料（liào）的（de）高温屈（qū）服（fú）点，则引起（qǐ）塑性变形（xíng），这种（zhǒng）塑性变形就表现为“变（biàn）形”。 相（xiàng）变应力（lì）主要（yào）源于（yú）相变的（de）不等时性，即（jí）材料一部分发生相变，而其它部分还未发生相变时产（chǎn）生（shēng）的（de）。加热时材料的组（zǔ）织转变成（chéng）奥氏体（tǐ）发生体（tǐ）积收缩时（shí）可出（chū）现塑性变形。如果材料的各部（bù）分（fèn）同时发生相同的组织转变，则不（bú）产生应力。为此，缓慢加热可以适当降低加热变（biàn）形（xíng），zui好采用预热。 此外，由于加（jiā）热中因自重而出现“塌陷”变形的情况非常多，加热温（wēn）度越（yuè）高，加热时间（jiān）越长（zhǎng），“塌陷（xiàn）”现象越（yuè）严重。 四、冷（lěng）却与变形 冷却不均时（shí）将产生热应（yīng）力导致变形发生。因工件（jiàn）的外缘和内部存在（zài）冷却速度差（chà）异，该热应力（lì）是（shì）不可（kě）避免的，淬火情况下，热应力与组织应力（lì）叠加，变（biàn）形更为复杂。加之组织的不（bú）均匀（yún）、脱碳（tàn）等，还（hái）会导致（zhì）相变点出现差（chà）异，相（xiàng）变的（de）膨胀（zhàng）量也（yě）有所不同。 总之，“变形”是相变应力和热应力共同所致，但并非（fēi）全（quán）部应力都消耗在变形上，而是（shì）一部分（fèn）作（zuò）为残余应力存在于工件（jiàn）中，这种应（yīng）力就是导致时效变形和时效（xiào）裂纹的原因（yīn）。 因冷却而导（dǎo）致的（de）变形表现为以下（xià）几种形式： 1.件急冷（lěng）初期，急冷的一侧凹陷，然后转（zhuǎn）为（wéi）凸（tū）起，结果（guǒ）快（kuài）冷的一面（miàn）凸（tū）起，这种情况属（shǔ）于（yú）热应力引（yǐn）起的变形大于相变引起的变（biàn）形。 2.由热应（yīng）力所（suǒ）引起（qǐ）的（de）变形是钢料趋于球形化（huà），而由相变应力所引起的变形则使之（zhī）趋于绕线轴状（zhuàng）。因此淬火冷（lěng）却所致的变形表现为两者的结合，按照淬火方式的不同，表现出不同的变形。 3. 仅对内孔部分淬火时，内孔收缩（suō）。将整个环形工件加（jiā）热整体淬火（huǒ）时，其（qí）外径总（zǒng）是（shì）增大，而内径则根据尺寸的不同时涨时缩，一般内径大时（shí），内孔涨大，内径小时（shí），内孔（kǒng）收缩 五、冷处理与变形 冷处（chù）理促进马氏（shì）体转变，温度较低，产（chǎn）生的变形比淬（cuì）火冷（lěng）却（què）要小，但（dàn）此时产（chǎn）生的应力较大，由于残余应力、相变应力（lì）和热应力等（děng）的叠加容易导致开裂。 六、回（huí）火（huǒ）与（yǔ）变形 工件在回火过程中由于（yú）内应力的（de）均匀（yún）化、减小甚至（zhì）消失，加（jiā）上组织发生变化，变形趋于减小（xiǎo），但同时，一（yī）旦出现变形，也是（shì）很难矫正的（de）。为了矫正这种变形，多采用加压回火或喷丸硬化等方法。 七 、重（chóng）复淬（cuì）火与变形 通（tōng）常情况下，一次淬火（huǒ）后的工（gōng）件未经过中（zhōng）间退火而进行重复淬火（huǒ），将增大变（biàn）形。重复淬火引起的变形（xíng），经过重复淬火，其变形累（lèi）加而趋（qū）于球状（zhuàng），容易产生（shēng）龟裂，但形状相对（duì）稳定了，不再容易产生变形了，因（yīn）此重复淬火前应增（zēng）加中间退火，重复淬火次（cì）数应小于等（děng）于（yú）2次（不（bú）含（hán）初次（cì）淬火）。 八、残（cán）余应力与（yǔ）变形 加热过程中（zhōng），在450℃左右，钢（gāng）由弹性体（tǐ）转变为塑性体，因此很容易呈上（shàng）升塑（sù）性变形。同（tóng）时，残余应力在约高（gāo）于此（cǐ）温度时也（yě）将因再结晶而消失。因（yīn）此，快速加热时，由于（yú）工件内（nèi）外（wài）部存（cún）在温度差（chà），外部达到450℃变成了塑性区，受而内部温度（dù）较（jiào）低处存在残余应力作用而发生变形，冷却后，该（gāi）区域（yù）就（jiù）是出现变形的地方。由于实际生产（chǎn）过程中（zhōng），很难实现均（jun1）匀（yún）、缓慢（màn）加热，淬火（huǒ）前进（jìn）行（háng）消（xiāo）除（chú）应力退火是（shì）非常重要（yào）的，除（chú）了通（tōng）过加热消除应力外，对于大型零（líng）件采用振动消除应力也（yě）是（shì）有效的。
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球（qiú）墨铸（zhù）铁（tiě）（NodularCastIron）是一（yī）种具（jù）有优良力学性能（néng）的金属材料，通过（guò）在铁液中加入球化剂和孕育剂（jì），让石墨呈球状形核并长大而获得。20世纪40年代，现代（dài）球墨铸铁（tiě）由美（měi）国国际锡公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首（shǒu）先（xiān）研究成功。球（qiú）墨铸铁在力学性（xìng）能、物理性能、工艺性能、使用性（xìng）能上具有独特的优（yōu）势，生产（chǎn）工艺（yì）简单，成本低廉，在机械、冶金（jīn）、矿山、纺织、汽车（chē）及船舶等领（lǐng）域应（yīng）用广（guǎng）泛。 生产球墨铸铁时夹渣是zui常（cháng）见的缺陷，其多出现在（zài）铸件浇注位置的上平面或型芯上表面部位。夹渣缺陷严重影响铸（zhù）件的力学性能（néng），特别是韧性和屈服强度，导致承压部位发生渗漏。 笔者所（suǒ）在单位（wèi）生产的一种发电设备铸件前期经常出（chū）现铸件夹（jiá）渣缺陷而报废，针对此缺陷进行了（le）改进。 1.原工艺（yì）及缺陷状况（kuàng） 铸件重（chóng）量为（wéi）4500kg，材料为（wéi）QT400-18，呋喃树脂自硬砂造（zào）型。采（cǎi）用15t/h工频（pín）电炉熔炼，化学（xué）成分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇（jiāo）注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横浇道在（zài）分型面的环形底注工艺，内浇道为4道（dào）φ35mm的陶瓷管（guǎn），直浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截（jié）面比为：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺方案如（rú）图1所示。这样设计出来的铸（zhù）件（jiàn）缺（quē）陷主（zhǔ）要为夹渣，位置在法兰背面和轴承上表面，形（xíng）状不规则，无金属（shǔ）光泽，用渗透液或磁粉检测（cè），有时用肉眼即可发现，如图2所示。图1 工艺方案（àn）图2 夹渣缺陷分布 2.缺陷原因（yīn）分析 （1）熔炼或球化（huà）处理后，加入（rù）的熔（róng）剂和形成的（de）熔渣在浇注时随（suí）金属液一起注入（rù）型腔。 （2）金属液在浇（jiāo）注过程（chéng）中镁（měi）、稀（xī）土（tǔ）、硅、锰、铁等二次氧化，产生的金属（shǔ）氧（yǎng）化（huà）物（wù）和硫化物、游离（lí）石墨等上浮到铸件上表（biǎo）面或滞留在铸件内的（de）死角和（hé）砂芯下（xià）表面等处。 原工艺该铸件的浇注压头为2.5m，铁液从浇（jiāo）口杯进入浇注系统后，直（zhí）接（jiē）由内浇道底返进（jìn）入（rù）底法（fǎ）兰，进流速度大，约0.7m/s，进入（rù）型腔的铁液紊流严重（chóng），且（qiě）严重卷气，因此铸件表面出现大量（liàng）的渣，造成该产（chǎn）品（pǐn）的废（fèi）品（pǐn）率超过10%。 （3）由于含硫量过（guò）高（gāo），使金（jīn）属液含有大量硫化物，浇注（zhù）后在铸（zhù）件内（nèi）部（bù）形（xíng）成渣（zhā）。 （4）金属液中各组元（碳、锰、硫、硅、铝、钛）之（zhī）间或这些组（zǔ）元与氮、氧之间发生化学（xué）反应，其氧化物与炉衬、包衬、砂型壁或涂料之（zhī）间发生界（jiè）面反（fǎn）应形（xíng）成夹（jiá）渣。 3.改进（jìn）方案 （1）熔炼时对原材料进行分拣（jiǎn），保（bǎo）证干燥、清洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉温度和球化（huà）处理（lǐ）温度（dù），对浇包进行充（chōng）分烘烤。 （3）金属液在浇包（bāo）内（nèi）应静（jìng）置一段时（shí）间，以利（lì）于渣上浮（fú）。 （4）降（jiàng）低原铁液含硫量，在保（bǎo）证（zhèng）球化前提下，尽可能（néng）减少（shǎo）球墨铸（zhù）铁的（de）残留镁含量。 （5）浇注系统改（gǎi）进（jìn）。为保证（zhèng）铁液在充（chōng）填型腔（qiāng）的过程中平（píng）稳、流畅，按大孔出流（liú）理论（lùn）对浇注系统进（jìn）行了改进，如（rú）图（tú）3所示。采用开放式浇注系统，通过增大进流截面（miàn）降（jiàng）低（dī）进流速度（dù）。铸件整体分（fèn）散进流，快（kuài）速（sù）充型（xíng），保证浇口杯、直（zhí）浇道及时充满。图3 改进后的浇（jiāo）注（zhù）系统 该铸件重4500kg，浇注重量（liàng）6000kg，根据相关公（gōng）式计算（suàn）的浇注时间为60s，阻流截面（miàn）积为52cm2，即设计（jì）的开放式浇注系统的直浇道截面（miàn）积为52cm2。按照标准（zhǔn）的陶瓷（cí）管，则选择φ80mm的陶（táo）瓷管，截面积是50.24cm2，按照（zhào）推荐的（de）浇注系统比例（lì），设计的（de）横浇道截面形状是矩形（9cm×6cm），则面（miàn）积是108cm2，内浇道是13道（dào）φ35mm的陶瓷（cí）管，截面积是125cm2，则zui终（zhōng）的截面比是F直：F横：F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面（miàn）计算的（de）参数计算得进流速度为0.28m/s，进流速度（dù）降（jiàng）低很多（duō），是原工艺（yì）进流速（sù）度的40%。充型平稳，避免紊（wěn）流（liú），大（dà）大降低（dī）了铁液（yè）二次氧化的机会，从而可以减少夹渣缺陷。 4.改进后验证 采用以上措（cuò）施连续生产15件，铸件没有再出现法（fǎ）兰和轴承上（shàng）表（biǎo）面部位夹（jiá）渣缺陷，改进有效。类似的方（fāng）法在其他产品上运（yùn）用，也有明显效（xiào）果。 5.结（jié）语 大型球墨（mò）铸铁件易于在浇注位置上表面以及铁液流动的一些死角区域产生夹渣缺（quē）陷（xiàn），这些缺陷可以通过（guò）熔炼控制和浇（jiāo）注系统的改进来解决。浇注（zhù）系统（tǒng）形式以及参数选（xuǎn）择应能保证铁液（yè）平稳充型，为此浇注系统各组成部分面积、浇注时间需按（àn）照内浇道低速进流、铸件整体快速充满的原则来计（jì）算（suàn）。
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热处理工艺中淬火的常用方法有十（shí）种，分别是（shì）单介质(水、油、空气)淬火;双（shuāng）介质淬火;马氏（shì）体分级淬（cuì）火（huǒ）;低于Ms点的马氏体分级淬火法（fǎ）;贝氏体等（děng）温淬火法（fǎ）;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射（shè）淬火（huǒ）法（fǎ）等（děng）。 一、单介质（zhì）(水、油（yóu）、空气)淬火 单介质(水、油、空气)淬（cuì）火：把已加热到淬火温度（dù）的工（gōng）件淬（cuì）人一（yī）种淬火介质，使其完全冷却（què）。这种是zui简单的淬火方法，常用于形状简（jiǎn）单的碳钢和合金钢工件。淬火介质根（gēn）据零件传热系数大小、淬（cuì）透性、尺寸（cùn）、形状等进行选择。 二、双介质淬火 双介质淬火：把加热到淬火温（wēn）度的工件，先在（zài）冷却（què）能力强的（de）淬火（huǒ）介质中（zhōng）冷却至（zhì）接近Ms点，然后转入慢冷的淬（cuì）火介（jiè）质中冷却至室（shì）温，以达到不同淬火冷却温度区（qū）间（jiān），并有比较理想的淬火冷却速度。用于（yú）形状（zhuàng）复杂件或高碳钢（gāng）、合（hé）金钢（gāng）制作的大型工（gōng）件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷却介（jiè）质有水-油、水-硝盐（yán）、水-空（kōng）气（qì）、油-空（kōng）气（qì），一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火（huǒ）介质，较少采用空气。 三、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于（yú）钢的上马氏点的液态介质（zhì）(盐浴或碱浴)中，保持适（shì）当时间，待（dài）钢件的内、外层都达到介质温（wēn）度后（hòu）取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏（shì）体的淬（cuì）火（huǒ）工艺。一般用于形状复杂和变形要（yào）求严的（de）小（xiǎo）型工件，高速钢和高合金钢工模具也常用（yòng）此（cǐ）法（fǎ）淬火。 四、低（dī）于Ms点的（de）马（mǎ）氏体分级淬火法 低于（yú）Ms点的马氏体分级淬火法：浴（yù）槽温度（dù）低（dī）于工件（jiàn）用（yòng）钢的Ms而高于Mf时，工件在该浴槽中冷却较（jiào）快，尺寸较大（dà）时仍（réng）可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺（chǐ）寸较大的低淬透性（xìng）钢工件（jiàn）。 五、贝氏体等温（wēn）淬火法 贝氏体（tǐ）等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴（yù）槽中等温，使其（qí）发生下贝（bèi）氏体转变，一（yī）般在浴槽中保温30~60min。数控微信公号（hào）cncdar贝氏体等温淬（cuì）火工艺主要三个步骤：①奥氏体化处理;②奥氏（shì）体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于合金（jīn）钢（gāng）、高碳钢小（xiǎo）尺寸零（líng）件（jiàn）及（jí）球墨（mò）铸铁件。 六（liù）、复（fù）合淬火（huǒ）法 复合淬火法：先将工件（jiàn）急冷至Ms以下（xià）得体（tǐ）积分数（shù）为10%~30%的马氏（shì）体（tǐ），然后在下贝氏体区等温，使（shǐ）较大（dà）截（jié）面工件（jiàn）得到马氏（shì）体和贝氏体组织，常用于合金（jīn）工具钢工件。 七（qī）、预冷等温淬火法 预冷等（děng）温淬火法（fǎ）：又称升温（wēn）等温淬火，零件先（xiān）在温（wēn）度（dù）较低（dī）(大于（yú）Ms)浴槽中冷却，然后转入温度（dù）较高的浴槽中，使奥氏体进行等温（wēn）转变。适用于淬透性较差的钢件或尺寸较大（dà）又必须进行（háng）等温淬火的工件。 八（bā）、延迟冷却淬（cuì）火法 延迟（chí）冷却淬火法（fǎ）：零件先（xiān）在空（kōng）气（qì）、热（rè）水、盐浴中预冷到（dào）稍高于（yú）Ar3或Ar1温度，然后进行（háng）单介质淬火。常用于形状复（fù）杂各部位（wèi）厚薄（báo）悬殊及要求（qiú）变形小（xiǎo）的（de）零（líng）件。 九、淬（cuì）火自回（huí）火法（fǎ） 淬火自（zì）回火法：将被处理工件全（quán）部（bù）加热（rè），但在淬火时仅将需要淬硬的部分（fèn）(常（cháng）为工作部位（wèi）)浸入（rù）淬火液（yè）冷却，数控微信公号cncdar待到未浸入部分火色（sè）消失的瞬间，立即取（qǔ）出在空气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利用心部未全部（bù）冷透的热量传到表面（miàn），使表面回（huí）火。常用于承受冲击的（de）工具如錾子（zǐ）、冲子、锤子等。 十、喷射淬火（huǒ）法 喷射（shè）淬（cuì）火法：向工件（jiàn）喷射水流的淬火方法，水流（liú）可大可小，根据所要求的淬火深度而（ér）定（dìng）。喷射淬火法（fǎ）不会（huì）在（zài）工件（jiàn）表面（miàn）形（xíng）成蒸汽（qì）膜（mó），这样就能够保证得（dé）到比昔通水中淬火（huǒ）更深的淬硬（yìng）层。主要用（yòng）于局部表面（miàn）淬火。
+查看全文13 2020-04
第（dì）1步 材料的选（xuǎn）择 铁素（sù）体球铁的生产，选择（zé）高纯的原材料是非常必要的（de），原（yuán）材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等（děng）一些合金元素要严格控制含量（liàng）。由（yóu）于很多微（wēi）量元素对球化衰退（tuì）zui为敏感，如，钨、锑、锡、钛、钒等。钛对球化（huà）影响（xiǎng）很大应加以控制，但钛（tài）高是我国生铁的（de）特点，这主要（yào）与（yǔ）生铁的冶金工艺有关。 第2步 脱硫 原（yuán）铁液（yè）含（hán）硫（liú）量决定（dìng）球化剂的加（jiā）入量，原铁液中的（de）含硫（liú）量越高，则球化剂的加入量越多，否（fǒu）则不能（néng）获（huò）得球化良好的铸（zhù）件。球（qiú）化（huà）处理前（qián）原铁液中的S含量（liàng）控制在0.02%以下。对球化处理前原（yuán）铁（tiě）液的含硫量高时，必须（xū）进行脱（tuō）硫处理。 第3步 Mo合金（jīn）处（chù）理 Mo合金（jīn）化处理，采用（yòng）涡流（liú）工艺，加入量控（kòng）制在0.5～1.0%，具（jù）体根据（jù）zui终Mo含量（liàng）进行（háng）调整。为（wéi）了确保（bǎo）Mo的有效吸收（shōu），对合金（jīn）的粒度应该严格（gé）要求。 第4步 球化（huà）剂和球化（huà）处（chù）理 生产（chǎn）厚（hòu）大断面（miàn）球铁件时，为了提高抗衰退能（néng）力，在球（qiú）化剂中加（jiā）入一定比例（lì）的重稀土，这样（yàng）既可以（yǐ）保证起（qǐ）球化作用的Mg的含（hán）量，同时也可以增加具有较高抗衰（shuāi）退能力的重稀土（tǔ）元（yuán）素，如，钇（yǐ）等。根（gēn）据国内（nèi）很（hěn）多工厂的试验和生产实践，采用Re—Mg与钇基重稀土的复（fù）合球化剂作为厚大断面球铁件生产的球化剂是（shì）非常（cháng）理想的，使用这种球（qiú）化剂在实（shí）际生（shēng）产（chǎn）应用过程中也取得了很（hěn）好的效果。据有关资料表明，钇（yǐ）的球化能力仅（jǐn）次于镁，但（dàn）其抗衰退能（néng）力比镁强的多，且不回硫，钇可（kě）过量加（jiā）入（rù），高碳孕育良好（hǎo）时（shí），不会出现（xiàn）渗碳体。另外，钇（yǐ）与磷可形成高（gāo）熔点夹杂物，使磷共晶减少（shǎo）并弥（mí）散，从而进一步提高球铁（tiě）的延（yán）伸率。在球（qiú）化处理时，为了提高镁的吸收率，控（kòng）制反（fǎn）应速度及提高（gāo）球（qiú）化效果（guǒ），采用特有的球化工艺。对（duì）球化处理的控制，主要是在反应速度上进行控（kòng）制，控制球化反应时间在2分钟左右（yòu）。 对此采用中低Mg、Re球化剂和（hé）钇（yǐ）基重稀（xī）土的复合球化剂，球化剂的（de）加（jiā）入量根据残留Mg量确定。 球化衰退（tuì）防止：球（qiú）化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关，另一方面（miàn）也和孕育作用不断衰退有关，为（wéi）了防止球化衰退，采取以下措施（shī）： A、铁液中应保持有足够的球（qiú）化元素（sù）含（hán）量； B、降低（dī）原铁液的（de）含硫量，并防止铁液氧化； C、缩（suō）短铁液经球化处（chù）理后的停留时间； D、铁液经球化处理并扒渣后，为防止 Mg、RE元素逃逸，可用覆盖剂将铁（tiě）液表面覆盖严，隔（gé）绝空气以减（jiǎn）少元素的逃逸。 第5步 孕育剂和孕育处理 球化处理是球铁生产的基础（chǔ），孕育处（chù）理是（shì）球（qiú）铁生产的关键，孕育效果决定了石墨球的直径、石墨（mò）球（qiú）数和（hé）石墨球的园整度，为了保（bǎo）证孕育效果（guǒ），孕育处理采用多级孕（yùn）育处理。孕（yùn）育处理越接近浇（jiāo）注，孕育（yù）效果越好。从孕（yùn）育（yù）到浇注（zhù）需要一定（dìng）的时间，该时间越长，孕育衰退就越严重。为了（le）防止或减少孕育衰退（tuì），采用以下措施： A、使用长效（xiào）孕育剂（含有一（yī）定量（liàng）的钡、锶、锆或（huò）锰的硅基（jī）孕育剂（jì））； B、采用多级孕育处理（包内孕育、孕育槽孕（yùn）育（yù）、水口瞬时孕育等）； C、尽量缩短孕育到浇注时间。 孕育剂的加入量控（kòng）制在0.6～1.4%，孕育剂（jì）加入量过少，直接造成孕育效（xiào）果差，孕育量过（guò）大，导致铸件夹杂。 第6步（bù） 浇注工艺控制 浇注应采（cǎi）用快浇（jiāo），平稳（wěn）注入的原则。为（wéi）了（le）提高瞬时孕育的均匀性及防止熔渣（zhā）进（jìn）入型腔（qiāng），水口盆（pén）的总容量应与铸件的毛（máo）重（chóng）相当（dāng），浇注时将孕育剂放入水口盆（pén）中，将铁水一次全部注入水口，使铁（tiě）水与（yǔ）孕（yùn）育剂充（chōng）分（fèn）混合，扒去表面浮渣，提出水口堵浇注。
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