干鑄造的都期待,生產(chǎn)的鑄件一次成型,減少廢品率,但往往事與愿違,生產(chǎn)的鑄件出現(xiàn)裂紋,甚至開裂,鑄件裂紋是怎么形成的?又應(yīng)該怎么防止呢?
鑄件裂痕主要分熱裂和冷裂!
熱裂
熱裂是裂紋外形彎彎曲曲,斷口很不規(guī)則呈藕斷絲連狀,而且表面較寬,越到里面越窄,屬熱裂其機理是:鋼水注入型腔后開始冷凝,當(dāng)結(jié)晶骨架已經(jīng)形成并開始線收縮后,由于此時內(nèi)部鋼水并未完成凝固成固態(tài)使收縮受阻,鑄件中就會產(chǎn)生應(yīng)力或塑性變形,當(dāng)它們超過在此高溫下的材質(zhì)強度極限時,鑄件就會開裂。
熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有:鑄件壁厚不均勻,內(nèi)角太小;搭接部位分叉太多,鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮;澆冒口系統(tǒng)阻礙鑄件正常收縮,如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高,限制了鑄件的自由收縮;冒口太小或太大;合金線收縮率太大;合金中低熔點相形成元素超標(biāo),鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高;鑄件開箱落砂過早,冷卻過快。
防止熱裂紋的發(fā)生:改善鑄鐵平臺鑄件結(jié)構(gòu)-壁厚力求均勻,轉(zhuǎn)角處應(yīng)作出過渡圓角,減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。采用正確的鑄造工藝措施-使鑄件實現(xiàn)同時凝固不僅有利于防止熱裂紋,也有助于防止冷裂紋。合理設(shè)置澆冒口的位置和尺寸,使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致,減少冷裂紋傾向。時效熱處理-鑄造應(yīng)力大的鑄件應(yīng)及時進行時效熱處理,避免過大的殘余應(yīng)力使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。必要時,鑄件在切割澆冒口或焊補后,還要進行一次時效熱處理。
冷裂
冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態(tài)時,因局部鑄造應(yīng)力大于合金極限強度而引起的開裂。冷裂紋總是發(fā)生在冷卻過程中承受拉應(yīng)力的部位,特別是拉應(yīng)力集中的部位。當(dāng)鑄件內(nèi)的鑄造應(yīng)力大于金屬的強度極限時,鑄件將產(chǎn)生冷裂紋。因此凡是增加鑄件應(yīng)力和降低金屬強度的因素都可能促使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。
冷裂紋產(chǎn)生的主要原因:鑄件結(jié)構(gòu)-機床床身鑄件壁厚不均勻,促使鑄件產(chǎn)生鑄造應(yīng)力,有時會產(chǎn)生冷裂紋類缺陷。剛性結(jié)構(gòu)的鑄件,由于其結(jié)構(gòu)的阻礙,容易產(chǎn)生熱應(yīng)力,從而使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。澆冒口系統(tǒng)設(shè)計不合理-澆冒口設(shè)置不當(dāng),直接阻礙鑄件收縮,也促使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。由于澆口比鑄件薄,澆口首先凝固,當(dāng)鑄件向內(nèi)收縮受到澆口的阻礙時,產(chǎn)生拉應(yīng)力,通常容易在兩個澆口之間的壁上產(chǎn)生冷裂紋??刂崎_箱時間-鑄件開箱過早,落砂溫度過高,在清砂時受到碰撞、擠壓都會引起鑄件開裂。