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怎样防止消失模铸钢件增碳

怎样防止消失模铸钢件增碳

　　一、增碳的现象及机理

　　铸钢表面增碳的形式表现在几个方面：表面增碳、体积增碳、局部增碳和表面脱碳。

　　表面增碳：在钢液充型过程中，钢液前沿与固态模样之间的气隙内有大量的氢存在。说明有固相碳生成。气体产物可在负压作用下渗入涂层而排出铸型。但固相碳被吸附于涂层壁铸件的表面，造成铸件表面增碳。另外，、苯蒸汽在负压作用下排出时，冷凝在涂层及周围的砂子中。吸附在涂料层的液态物质，在钢液凝固、铸件冷却过程中继续受到分解，也会造成铸件增碳。对于不同的铸钢件，增碳层的0. 1~0. 3mm，增碳量为0. 01%。

　　体积增碳：在浇注过程中，钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在很大的热量梯度(从室温到1550℃左右)，间隙内的热量从钢液前沿转移到模样分解主要靠热辐射完成。靠近钢液前沿出温度高，接近钢液温度，该处碳的生成量大，所以充型过程该处钢液液面增碳所需动力学热力学条件都很充分，此时容易形成铸件体积增碳。体积增碳与表面增碳相比是次要的。

　　局部增碳：当钢液引入铸型的方法不当时，浇注过程中液态产物被卷入钢液内部，进而分解为固相碳和气体，气体若未能溢出钢液留在内部即导致气孔产生：固相碳直接为钢液所吸收，从而造成铸件局部含碳量提高，形成铸件局部增碳。

　　表面脱碳：消失模铸造采用干砂造型，铸件冷速较慢，凝固后的铸件表面含碳量会继续发生变化，冷却过程中不表面增碳，还有表面脱碳。表面脱碳在较高温度下即行终止，而脱碳主要是在铸件冷却过程中形成。在机理上，脱碳是氧化反应，主要是基体铁的氧化和碳的氧化。

　　在实际过程中，铸件增碳以何种形式产生，主要取决于在钢液的急热冲击作用下、模样的热分解状态及其产物与金属液的作用以何种方式进行。

消失模铸件气孔缺陷的预防措施

1、钢水的终脱氧和包内

　　消失模遵循高温出炉低温快浇的原则。高温出炉是为包内留下适宜的时间，钢水终脱氧除渣是减少三孔缺陷的先决条件，出炉前取样观察钢水的收缩状况，如果试样不收缩不允许出炉，炉衬、包衬、炉台要保持清洁卫生。

2、合理的浇注位置

　　平台铸件的佳浇注位置是充型时获得良好的气化条件及排气条件，便于气化除渣，选择立浇或斜浇，也即遵循侧表面积大化的原则，浇注系统应具备挡渣集气及补缩功能。

铸件内应力及裂纹的产生及预防措施

1.铸件的变形与防止

     如前所述，在热应力的作用下，铸件薄的部分受压应力,厚的部分受拉应力，但铸件总是力图通过变形来减缓其内应力。因此，铸件常发生不同程度的变形。铸件的变形往往使铸件精度降低，严重时可以使铸件报废，应予防止。因铸件变形是由铸造应力引起，减小和防止铸造应力的办法，是防止铸件变形的措施。

2.铸件的裂纹与防止

     当铸造内应力超过金属的强度时，铸件便产生裂纹。裂纹是严重的铸造缺陷，设法防止。裂纹按形成的温度范围分为热裂和冷裂两种。

（1）热裂

① 热裂的产生

      一般是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温时形成的。其形状特征是裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色。铸件结构不合理，合金收缩大，型（芯）砂退让性差以及铸造工艺不合理等均可引发热裂。钢和铁中的硫、磷降低了钢和铁的韧性，使热裂倾向增大。

② 热裂的防止

      合理地调整合金成分（严格控制钢和铁中的硫、磷含量），合理地设计铸件结构，采用同时凝固的原则和型（芯）砂的退让性，都是防止热裂的措施。

（2）冷裂

① 冷裂的产生

      冷裂是铸件冷却到低温处于弹性状态时所产生的热应力和收缩应力的总和，如果大于该温度下合金的强度，则产生冷裂。冷裂是在较低温度下形成的，其裂缝细小，呈连续直线状，缝内干净，有时呈轻微氧化色。壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸铁平板易于发生冷裂。

② 冷裂的防止

      凡是减小铸造内应力或降低合金脆性的措施，都能防止冷裂的形成。例如：钢和铸铁中的磷能显著降低合金的冲击韧性，增加脆性，容易产生冷裂倾向，因此在金属熔炼中严格加以限制。

影响消失模铸件质量的几个因素

影响消失模铸件质量的几个因素：

通过大量实践，对于HT250、HT300等灰铸铁来说，废钢左右强度、生铁影响组织。

1．配料禁忌

　　（1）高比例废钢（尤其是船板）与高比例回炉料（浇冒口、废铸件、铁屑）搭配，合成灰铁的废钢加入量不宜超过50%；

　　（2）高比例废钢（尤其是船板）与含硫磷高的生铁搭配；

　　（3）回炉料超过40%（浇冒口、废铸件、铁屑）。

2．配料优化组合（%）

　　组成生铁废钢回炉料

　　配比A403030 配比B304030 配比C204040  配比D205030

3．锰硫含量

　　需要提高硬度时锰的含量可达1.0%～1.2%，但不要求相应提高硫的含量（关于灰铁中的硫含量，另行分析）。