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影响大型床身铸件品质的元素有哪些?

发布者:康恒工量具
03-24
2020

大型机床铸件等来切除金属,而是采用电、磁、声、光等物理能量及化学能量或其组合施加在被加工的表面上,从而使材料被去除、变形、改变性能等。在机床铸件加工过程中,工具与机床铸件或其他工件之间不存在显著的切削力,工具材料硬度可以低于铸铁平台铸铁平板或其他工件材料硬度,因而可以加工传统几次额加工难以加工的材料,还可以完成精密、微细、复杂的加工。特种加工时传统加工工艺方法的重要补充和发展,已成为航空、航天、电子仪表、家用电器以及通讯、汽车、拖拉机、轻功等各个机械制造行业,特别时在模具制造行业中不可去人少的一种特种加工方法。抗磨性与消震性好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油,所以抗磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。工艺性能好。由于灰口铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良好,收缩率小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁机床铸件。

铸铁的出现,方便了人类,从此我们就离不开了大型床身铸件,人们就把铸铁件用于制作各种制品,例如:小到螺丝钉、炊具、容器、农业机具等生活用品,大到汽车、飞机、轮船等器械。铸铁的生产推动了人类社会文明的进步,随着科学技术和我国国民经济的发展,各行各业对铸铁件的质量提出了较高的要求,而铸铁件的铸造技术涉及了物理、化学、冶金、机械等多种学科,影响铸铁件质量的因素很多,因此正确地使用合理的铸造技术是提高铸铁件质量的保障,而影响铸铁件质量铸造过程的主要因素有:冷却速度、化学成分、温度、气体、炉料等,这就要求人们认真考虑这些因素对铸铁件的影响。

影响大型床身铸件品质的常规元素主要有五种,分别是碳、硅、锰、硫、磷,以上元素我们叫做基本元素或俗称五大元素。它们是直接影响大型床身铸件物理性能的一个重要因素。其主要作用如下:

一、磷是有害元素,被作为杂质对待。磷往往是影响大型床身铸件力学性能,尤其使韧性和致密性降低,是造成大型床身铸件开裂的主要原因。因为磷在大型床身铸件中溶解度很低。如P<0.05%时,固溶于铁,对球墨大型床身铸件力学性能没有明显的不良影响。在铸铁中磷是一个容易偏析的元素,当大型床身铸件中磷含量达到0.05%时,已有可能形成磷共晶,对大多数大型床身铸件来说,磷共晶会增加大型床身铸件脆性,严重恶化了力学性能。

二、硫也是一种杂质,属有害元素。在铸造中,硫元素与Mn、Mg等其他元素亲和力强,产生稳定的碳化物,阻碍石墨化,消耗铁液中的球化元素,形成MgS、MnS等残渣,由于硫的消耗作用使有效的残留球化元素含量过低则降低球化,还形成夹渣,皮下气孔等缺陷。由于硫降低球化率,加快球化衰退以及形成夹渣等使力学性能下降或不稳定。硫元素应除去,应该含量低。在普通灰铁中,硫含量一般在0.02%-0.15%,在球墨铸铁中S≤0.02%,有时可视情况而定。由此可见,铸铁实际上是一种以碳、硅、锰、硫、磷等元素为基础十分复杂的化学过程。其中碳、硅是较基本的成分,锰含量一般较低时影响不大,硫、磷常被看做是杂质,因此常加以限制。

三、碳元素是铸铁中较基本的成分。它不但是区分钢或铁的主要依据,含碳量大于1.7%是铁,低于1.7%的称为钢,而且,在铸造过程中,碳影响着大型床身铸件的力学性能。在铸造中适当的碳石墨化,减小白口倾向,即减少渗碳体、珠光体、三元磷共晶,增加铁素体,因而降低硬度改进加工性能;碳镁吸收率的提高;改进球化,以达到预期效果;碳能改进流动性,增加凝固时的体积膨胀;碳提高吸振性,减摩性,导热性。但碳含量过高引起石墨漂浮,恶化力学性能,过低又易产生缩孔松缩等缺陷。

四、硅元素是大型床身铸件中的有益元素,它和碳元素一样,能石墨化,以孕育剂的方式添加的硅作用明显。对于铸态球磨大型床身铸件,增加含硅量有双重作用,一方面它使渗碳体、珠光体、三元磷共晶减少,铁素体增加,因而降低强度和硬度,改进大型床身铸件塑性;另一方面硅固溶强化铁素体,使屈服点和硬度提高;硅改进铸造流动性,增大凝固时体积膨胀;硅能改进耐热、耐蚀性。

五、锰是大型床身铸件重要元素之一,适量的锰,有助于生成纹理结构,增加坚固性和强度及抗磨性。锰和硫一样都是稳定的化合物,是阻碍石墨化的元素,当与硫共存时,锰与硫的亲和力较大,会结合成MnS等化合物,在适当温度时,不仅无阻碍石墨化作用,还能中和硫,起着除硫作用。锰达到相应量时,能使大型床身铸件强度高、硬度高、密度高、抗磨等优点,此时硅量也相应提高。

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