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中频炉在铸造行业中产生的铸件皮下气孔相关分析A

2014年06月30日

 

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一、中频炉在铸造行业中产生的铸件皮下气孔的产生可能与充型过程中铁液表层氧化结皮有关:氧化所产生的氧化物成为气泡的气核和部分气源,而氧化皮则使气泡被阻留在铸件表层,因而形成中频炉铸件皮下气孔。高温铁液要冷却到一定温度才会氧化结皮,结皮温度取决于其化学成分,因而与原铁液成分、球化剂、孕育剂的成分和加入量有关。提高浇注温度,使铁液温度在充型过程中始终高于结皮温度,是防止铁液氧化结皮引起皮下气孔的有效方法;而在铁液成分和温度相同的情况下,铁液外层是否容易氧化结皮,取决于它与型壁和型腔气体的接触时间长短,也取决于型壁和型腔气体的激冷作用大小。快速大流量浇注有利于缩短上述接触时间和减小液流温度降低,恰当的紊流能使表层铁液不断更新并且有利于铁液内部气体的排除,而降低型砂水分和型腔湿度不但减少发气量,减少气源,而且还可以降低型壁和型腔气体的激冷作用,使铁液表层温度不容易降低到结皮温度,因而都有利于防止皮下气孔。
二、有些因素对中频电炉铸件皮下气孔的影响是双重性的。如镁的影响。有利影响是:(1)加镁处理可以清除铁液中的气体;(2)加镁球化处理后铁液表面张力明显提高(从800~900erg/cm2提高到1240~1350erg/cm2),而试验表明,铁液表面张力低容易产生皮下气孔,铁液表面张力高就不会有皮下气孔。不利影响是:(1)在高温下析出镁蒸气,成为皮下气孔的气源;(2)增大铁液从潮湿的浇包、砂型等吸收氢气的倾向;(3)提高铁液结皮温度,使铁液容易氧化结皮,阻碍气泡溢出,等等。这些不利影响比有利影响更强烈,因而最终还是促进皮下气孔形成。
有些因素虽然会增大中频炉铸件皮下气孔倾向,但并不能单独引起皮下气孔。例如,硫提高铁液氧化结皮温度,因而被认为是增大皮下气孔倾向的元素,但是在呋喃树脂砂铸造厂生产过程中,皮下气孔却很少。这可能是因为:(1)MgS要与水分反应,产生烟状MgO气体,才会引起皮下气孔,而呋喃树脂砂型基本上不含水分,由于没有水分参与反应,未能形成气源,也就不会引起皮下气孔;(2)呋喃树脂砂导热性较低,激冷作用较小,铁液表层降温速度缓慢,不容易达到结皮温度,因而皮下气孔倾向较轻。
三、引起中频炉铸件皮下气孔的气体来源是多方面的:上世纪80年代初发现,灰铁气缸体由于包内孕育硅铁加入量过多,产生了严重的表面气孔;静压造型线投产后,也曾经由于随流孕育量偏大引起大批灰铁气缸体产生皮下气孔,随流孕育量减少后,问题随即解决。以上事实否定了普通灰铸铁不会产生皮下气孔的报道,说明镁虽然是引起皮下气孔的重要因素,但并不是产生皮下气孔必不可少的因素,各种铁合金也同样可能由于把气体带进铁液,或者由于产生各种氧化物而引起表面气孔和皮下气孔。实践还表明,随流孕育增大球铁皮下气孔倾向的作用比灰铁更为明显。

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