TA的每日心情 | 开心
2024-7-1 08:10 |
|---|
签到天数: 700 天 连续签到: 1 天 [LV.9]以坛为家II
|
马上注册，结交更多热工坛友，更多精彩内容等着您！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？免费注册
x
大家来集思广益，一起分享铸铁件氮气孔产生的原因， 在铸件断口和表面的外观和分布特征， 实践过程中的外观和金相照片等，以区别于其他气孔类缺陷和缩松
: b# j+ m) A/ g- |5 X氮气孔难以诊断，往往被误认为是缩孔、缩松。一旦出现这种缺陷，常常会导致铸件批量报废，损失很大
4 w3 w# l6 K& `6 y/ t1 s) e: f$ I希望能通过此次交流，帮助铸造同行开拓思路，理清思路，快速分析解决问题，避免走弯路
) d2 t- }; ]" f( a" w$ h' F! M' Z3 D+ W
我先抛砖引玉： v" g1 V; y; s8 h) C- k% q8 V
' Z" C) A& V# i+ t( y特征： 枝晶间裂隙状氮气孔
) t8 h1 S& Y4 B( H0 U/ v0 x这种缺陷呈裂隙状多角形或断续裂纹状，跟其它的气孔类缺陷大不相同，从外观上看没有明显的气体痕迹，但能明显看到粗大的树枝晶，跟缩孔、缩松缺陷有点类似，所以在有些较厚大件上，经常被误认为是缩孔、缩松。值得一提的是，这种气孔在铸件断面上呈大面积分布，有的也分布在较大的平面处，在铸件最后凝固如冒口附近，热节中心最为密集，这类气孔常发生在同一炉或同一浇包浇注的全部或大部分铸件中。由于是在凝固过程晚期形成的，因而气孔孔洞形状不是圆球形的，而改变为多角形或枝晶间裂隙状的，这说明气泡生成及长大时，其周边被固体的枝晶壁所包围，而不能形成圆球形的气孔。+ J f. ^( ^% Y$ @+ t* D8 ^+ ?
5 ~# u! {- q: A% L
1 x$ Z) z! R# ~
来源：液态金属所吸收的氮来自多种途径，主要有两大类，一是浇注前金属液本身所含的氮；二是树脂砂中所含的氮。3 E) D! Q& V- L4 N) A2 @
对于冲天炉熔炼的灰铸铁，炉料中的废钢是氮的重要来源，碱性电弧炉废钢，其含氮量可达60ppm～ 140ppm，废钢多于35% ，就有可能产生氮气孔6 N' D9 o1 d) E
树脂砂中所含的氮来源于树脂及固化剂、再生砂中积累的氮、型砂中的含氮附加物及涂料中的氮
: W! B8 ?& R& }- t 沥青焦炭含氮量高，作为增碳剂使用时容易产生氮气孑L，必须引起高度重视。而
+ M8 B+ L: o" _: X电极电墨作为增碳剂，则由于其含氮量低而不容易发生氮气孑L。此外，在熔炼过程中即使加入含氮量高的增碳剂，如沥青焦炭，也只有在刚加入铁液时含氮量急剧增加，当铁液保温十多分钟后，含氮量逐渐恢复到加增碳剂前的水平6 H+ Y/ u' ^6 }, o# a" T
9 o+ f: b& x! f& _8 ^机理：
1 a) X4 C( E1 z" n; i7 ^* Q; M用树脂砂生产铸铁件更容易产生氮气孔，这是因为当铁液浇人铸型后，含N 的树脂受热分解出NH3，NH3又在金属液表面离解，NH3一[N]+3／2H2，[N]原子相当一部分进入铸型 金属界面尚处于熔融状态的金属表层，并由表向里扩散，致使表层金属液为氮饱和。而到金属凝固期间，氮的溶解度急剧下降，就会析出氮气，形成氮气孔
3 V! `8 G+ o" f$ {; [" \9 ?* S铁水中含氮量大于100ppm时，往往会产生氮气孔
& V( H) s1 ?/ i6 k$ G" Y，凝固前金属液所含全氮量＝浇注前金属液本身的全氮量+树脂砂分解侵入金属液的氮量3 P/ L5 T. a* r1 h( Z
金属液内的含氮量主要靠控制原材料废钢进行
" ^- Z: B+ m7 O7 X砂铁比过高，型砂烧不透，这是导致再生砂残留含N量过高的重要因素，检测烧灼减量是监控树脂砂里面残留Ｎ量的一个主要手段
. L9 @+ i; l4 |! t熔炼方式对灰铸铁中含氮量有较大的影响。即使是C、Si含量相同的铁液，用工频电炉熔炼比冲天炉熔炼时的白口倾向大，含氮量也高。 1 b+ Y0 |5 r2 `6 g: ]
对于酚醛尿烷树脂中的聚异氰酸酯，在潮湿的环境下使用时，NCO与水强烈反应，产生NH2，则要确保聚异氰酸酯容器的密封，减少它与空气的接触。
5 Y# Q2 j) Z$ _铁液含氮量高引起的氮气孔的防止方法是:铁液中加入钛铁,降低铸铁白口倾向和正确选用增碳剂。防止树脂砂含氮量高引起的氮气孔的方法是:选用低氮树脂， 型砂或涂料中加入氧化铁粉和避免树脂受潮。5 ~) Y& B: x; `
4 |) g B" g# Y
5 a2 D; W$ x& {1 x. b% e1)将废钢加入量由3O 降至2O％ ；1 S% B2 ^, z9 ?8 {- ~
2)在铁液中加入氮稳定剂 —— 锆、钛以及硼、铝，和氮生成稳定的化合物，从而降低了溶解[N]的浓度，即减少了含N量，也起脱氮作用。特别是低碳当量灰铸铁件，当含氮量过高时，会产生枝晶间裂隙状氮气孔，铁液中加人Ti可以消除这种氮气孔。灰铸铁含碳、硅低，即碳当量低时，氮在铁液中的溶解度增大。因此，高牌号灰铸铁件易产生裂隙状氮气孔。当熔融状态的铸铁中含有Zr、Al、Ti、Mg等元素时，可能形成氮化物，使铁液中的含氮量减少。7 h3 R" X; V. P( h; v5 x
3)选用含N量5 的中氮树脂，减少粘结剂中含N 量；' {: @! p( L) v& w- _
4)下大力气着重解决再生砂的含N量问题，通过加大除尘力度，增强再生效果，提高脱膜率等措施，降低再生砂中的灼烧减量(<5 )，从而减少残留含N 量；
5 h* n9 E6 K+ R5 S# y5)制作专用工装，提高铁砂比，减少树脂砂的浪费，提高型砂的烧透比，从而提高型砂去N 的比例；; D0 V# @# S6 V
6)新旧砂比例 ，减少旧砂用量；9 i4 M8 o4 I3 C+ E6 M* D
7)在造型操作上下功夫，特别是刷涂料后，要用喷灯烘干。) k9 P" C$ s2 [) e! S8 a
8)改进浇注系统， 提高浇注速度，缩短浇注时间。
# m7 X! |: D& u7 N: v+ c9)实际上随着废钢配比增加，增碳剂的加入量也随之增多，增碳剂中所含的氮大部分加入铁液中，特别是加入增碳剂后很快进行浇注时,加入增碳剂后立即出炉浇注是不妥当的，而要通过保温一段时间10分钟以上，让氮气逃逸
9 v$ c. y# b# u+ w, ]& S5 k: C10)加强排气功能，通过倾斜浇注(冒口端高)，多扎出气孔，使型腔中的气体尽快排出，减少氮气侵入金属液机会。 |
评分
-
查看全部评分
|
[复制链接]
|手机版|Archiver|热加工行业论坛
( 苏ICP备18061189号-1|豫公网安备 41142602000010号 )
发表于 2011-4-19 13:48:05
发表于 2011-4-19 14:51:43
楼主
发表于 2011-6-9 00:14:45
