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                消失模鑄件增碳如何解決?原因及解決方法

                時間:2021-06-11 16:02:05 點擊:4089 次 來源:洛陽龍尊模具股份有限公司
                  鑄件本身是存在一些碳含量的,只要不碳含量不超標,對鑄鋼件就沒有很大的影響,但在用消失模鑄造工藝生產鑄鋼件的時候,有時鑄件的表面或者內部的碳含量會非常高,超出了本身所含有或要求的碳含量,我們把這種現象稱之為消失模鑄件增碳缺陷,這種缺陷是會影響到鑄件本身質量的,因此要控制以及解決鑄件增碳缺陷。那么消失模鑄件增碳如何解決呢?首先我們是要分析增碳的原因,才能具體解決,下面就隨著龍尊小編一起來看看吧。
                  

                  一、消失模鑄件增碳的原因

                  

                  1、大量氫氣產生

                  
                  充型過程中有大量氫氣產生,說明有大量固相碳生成,這是導致消失模鑄件表面增碳的原因。氣體產物可在負壓下透過涂料層而排出鑄型,剩下的大量固相碳吸附于涂層壁,即是造成鑄件表面增碳的主要原因之一。其次,蒸汽相苯乙烯、苯等在負壓作用下排出過程中冷凝于涂層及周圍砂子中,吸附于涂層界面的液態產物在鋼液凝固、冷卻過程中繼續受熱分解,
                  

                  2、冷卻速度較慢

                  
                  消失模鑄造采用干砂造型,鑄件冷卻速度較慢,凝固后鑄件表面含碳量會繼續發生變化,冷卻過程中不僅有表面增碳,還有表面脫碳。表面增碳在較高溫度下即行終止,而脫碳主要是鑄件冷卻過程中表面碳的氧化而形成的,尤其在鑄件比較厚大的部位,鑄件表面有個脫碳層,因為聚苯乙烯分解過程和碳的擴散是在相當高的溫度下發生的。但脫碳并不總是經常發生的,一般在薄壁鑄件上脫碳過程就不存在,就機理而言,脫碳是氧化反應,主要是基體鐵的氧化和碳的氧化。
                  

                  3、其他增碳原因

                  
                 ?。?)充型過程中間隙內的游離碳向鋼水流動前沿均勻附著擴散造成的,這時碳在整個斷面上分布比較均勻;
                  
                 ?。?)鑄件表面增碳引起體積增碳,在鑄件成形的全部過程中,碳由表面向心部呈梯度分布;
                  
                 ?。?)充型過程中,因產生紊流等原因造成液相熱解產物卷入鋼水內部,造成局部體積增碳。
                  

                  二、消失模鑄件增碳的解決方法

                  

                  1、選擇合理的工藝參數

                  
                 ?。?)澆注速度合理
                  
                  澆注系統開設除影響金屬液流向,還影響著金屬液澆注速度。澆注速度提高后,模樣熱分解快,不易完全氣化,產物中液相量會增加。同時,金屬液與泡沫塑料模的間隙減小,液相分解物常被擠出間隙,擠到涂層和金屬液之間,造成分解物和金屬液接觸面增加,鑄件增碳過程加劇。隨著澆注速度提高,鑄鋼件增碳量就增加,因此,要采用合適的澆注速度。
                  
                 ?。?)提高涂層透氣性
                  
                  涂層和型的透氣性愈高,泡沫塑料模分解產物逸出得愈快,從而降低了金屬液和模樣間隙中分解產物濃度,故能減少鑄鋼件增碳。
                  

                  2、合理設計泡沫模樣

                  
                  對于一些大型、厚壁模樣,可利用空心結構和在模樣或鑄型內設置內外通氣道的辦法來改善泡沫塑料的氣化條件,還可利用串連式造型方法,將缺陷集中到頂部冒口上,以確保鑄件質量。
                  

                  3、采用蓄熱系數大的鑄型材料

                  
                  采用蓄熱系數大的鑄型材料可提高鑄件的結晶速度,這樣會縮短鑄鋼件與處在液態或液固態以及與其分解產物的消失模的作用時間,從而使鑄鋼件增碳層變淺。鑄型材料的蓄熱系數越大,鑄鋼件的表面增碳缺陷就越少,產生中,采用的鋯砂、鉻鐵礦砂等作為原砂,來減少鑄鋼件的增碳。
                  

                  三、影響消失模鑄件增碳的因素

                  

                  1、消失模模具種類

                  皮帶輪模具
                  氣化模鑄鋼件表面增碳的內在原因在于泡沫塑料材料本身深度分解后大量碳的產生,這些碳進一步向鑄件表面擴散而形成增碳。因為模樣本身就是碳源,所以對模樣有兩方面要求。一是在保證模樣強度的前提下盡可能使用低密度模樣,這樣不僅發氣少,而且生成的固相碳也少,從而減輕了碳缺陷;同時,這種模樣易氣化、殘存液相少,對減少鑄件的局部增碳是有利的。二是模樣的分子組成和結構組成中,減少碳的百分比。
                  

                  2、原始碳量

                  
                  合金中碳元素的原始量是影響消失模鑄件增碳的主要因素。在澆注成形過程中,碳向鋼液中大量遷移,首先是碳遷移到金屬液的表面,其次是越過該界面向內部擴散。所以,鑄件表面的增碳程度主要取決于泡沫模樣分解產物中碳與鋼液中碳的濃度梯度,從擴散動力學條件角度看,隨著澆注鋼水中原始碳量的增大,二者間碳濃度差減小,碳擴散的動力學條件降低,向金屬液擴散遷移就變得困難。一般當鋼液中原始含碳量超過0. 45%時,表面幾乎不增碳。
                  

                  3、結晶速度

                  
                  鑄件的結晶速度和鑄型的熱性能也是影響消失模鑄件增碳的因素之一。鑄鋼件增碳層的深度和碳在其中的分布決定于鑄件的結晶速度,而結晶速度又取決于蓄熱系數所決定的鑄型熱特性。蓄熱系數越大,鑄件結晶速度就越大;同時,液態金屬與分解產物作用的時間就越短,增碳層就越淺。因此,采用一些蓄熱系數大的特種砂作為原砂,可以減少消失模鑄鋼件表面增碳缺陷的產生。
                  

                  4、鑄件璧厚

                  
                  鑄件的壁越厚,其表面增碳量就越多。因為鑄件壁厚的增加減慢了鑄件的凝固速度,延長了金屬液與聚苯乙烯高溫分解產物的作用時間,從而促使表面增碳。此外,壁厚鑄件的模樣厚度也大,金屬液澆注時,泡沫塑料分解產物增多,也促使表面增碳。同時,型砂的透氣性、澆注工藝參數、澆注真空度等也是影響鑄鋼件增碳的因素。
                  
                  以上就是關于消失模鑄件增碳如何解決的介紹。要想解決消失模鑄件增碳首先還是要先了解增碳的原因,主要是因為有大量氫氣產生,冷卻速度較慢,鑄件表面增碳引起體積增碳等,解決方法是選擇合理的工藝參數,包括澆注速度合理,提高涂層透氣性等。龍尊模具專注于各種高質量消失模模具的生產與銷售,如果您有需要,歡迎聯系龍尊詳詢~

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