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大型床身铸件出现白口现象是怎么回事?

发布者:康恒工量具
03-18
2020

由于数控化已经成为现代大机器生产中一种不可逆的大趋势,数控化以其具有的诸多优点在大型床身铸件行业刮起一场飓风,大型床身铸件行业要进行数控化改造。而大型床身铸件数控化改造的优点如下:大型床身铸件数控化可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的铸件。可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而速率可比传统机床提高3~7倍。加工的大型床身铸件(机床铸件)精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要工人“修配”。可实现多工序的集中,减少大型床身铸件在机床间的频繁搬运。拥有自动警报、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。降低了工人的劳动强度,节省了劳动力(一个人可以看管多台机床),减少了工装,缩短了新产品试制周期和生产周期,可对市场需求做出快速反应等等。

但是,大型床身铸件的薄壁处有“白口”现象出现,而且敲打大型床身铸件,发现大型床身铸件有脆化的趋势,发现机床大型床身铸件内部有缩松现象发生,同时硬度达到HB240左右,给机加工带来困难。经过多次反复调整,然后确定了合金:(铜)按0.9%加入;氮化铬与孕育剂按0.3%:0.6%加入,铁水的含碳量控制在C=3.3.0%--3.35%之间,含硅量控制在Si=1.70%--1.90%之间,此时大型床身铸件的抗拉强度仍可达到320N/mm2以上,同时铁水的流动性好,床身铸件的各项性能指标都表现良好,而在铁水保持高碳当量时,应有较高的碳量、较低的硅量,这样在添加合金后能获得可以的强度和断面均匀性、防止硅增加铁素体、粗化珠化体、中和合金元素的作用。同时,在机加工时,发现床身铸件内部的缩松现象也不见了,三角试片白口宽度降至4mm以下,而机床铸件硬度仍可保持在HB=180-200左右,大型床身铸件薄壁处未出现“白口”现象,通过这样不断反复调整,生产出合格的大型床身铸件,加入少量合金,不仅可以生产出高强度、高使用性能的机床大型床身铸件,而且大大减少了废钢的加入量,所以对我国目前供应的原材料废钢质量差,量又少的局面有着特别重要的意义。

为了得到高强度的灰铸铁,保障其机床大型床身铸件的抗拉强茺在300N/mm2以上,我们在生产大型床身铸件十几年工作经验中不断总结,单从提高强度方面来讲,其方法有三种:

一、加入少量合金元素与孕育相结合的措施。方法一由于降低了碳、硅含量,其碳当量较低,减少了石墨数量,细化了石墨,增加了初析奥氏体会晶量,从而提高了大型床身铸件的强度,但同时碳当量的降低会导致大型床身铸件性能的降低,大型床身铸件断面敏感性增大,大型床身铸件内应力增加,硬度上升,加工困难等问题。

二、利用在炉前加入少量合金元素,可适当和强烈稳定大型床身铸件内部珠光体的形成,并部分细化珠光体,强化铁素体,形成适量的碳化物,同时应使原铁液保持较高的碳当量,使其白口倾向减少,铸造性能好,不易产生缩孔、缩松列。经过比较,再根据大型床身铸件结构的特点(结构复杂、薄壁铸件高强度),于是我们决定采用方法,经过多次分析和比较决定选用铜、铬两种合金同时使用及孕育处理相结合的方法来进行低合金化高强度大型床身铸件的试生产。

三、改变炉料的组成,增大废钢的加入量,从而降低碳当量并进行包内处理。

另外,冷裂是大型床身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,有时呈轻微氧反应色。壁厚差别大、形状复杂的铸件,尤其是大而薄的铸件易于发生冷裂。冷裂这样去防止凡是减小大型床身铸件铸造内应力或降低合金脆性的措施,都能防止冷裂的形成。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。

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