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第1章 孔洞类缺陷
1.1 明气孔
1.2 暗气孔
1.3 针孔
1.4 气窝
1.5 缩孔,缩陷和疏松
1.6 渣孔
1.7 砂眼
第2章 裂纹类缺陷
2.1 热裂
2.2 冷裂
本书主要以黏土砂造型砂型铸造HT灰铸铁件为技术基础,针对铸件各类缺陷(如孔洞、裂纹、表面瑕疵等)的具体成因,进行透彻的分析,提出了有效的技术解决措施。书内容深入浅出,是作者从事铸造技术工作六十余年切身经验的凝结,对于提高铸造业技术人员的专业技能大有裨益。书可供铸造领域技术人员和一线工人阅读,也可供铸造相关专业师生参考。
中国标准:灰铸铁:GB/T 9439-1998 法国标准:灰铸铁:NF A32-101(1997)/NF  ...
两者的材质是不一样的。 铁件是型钢做的,铸铁件的材质是铸铁的。 平时我们所说的铁件是用普通钢材所制作的小型构件,它所包括的范围要大些,铸铁件是我们平时所说的铸铁(也习惯叫生铁)材料制成的小型构件,一般...
用铁水铸造的物什,主要是一些饰件。比喻说,饰品宝剑,钟鼎,兵马俑
灰铸铁件的生产
叙述了灰铸铁的力学性能、工艺性能、使用性能和化学成分,C、Si、Mn、P、S是灰铸铁的五种基本元素,根据性能需要,有时还加入少量的合金元素。迄今为止,国内外对于孕育处理的作用机理尚未有一致的说法,但一致认为孕育处理具有以下共性:炉前性与随流性;少量性或微量性;形核性。最后,介绍了灰铸铁在缸体、缸盖以及机床铸件上的应用情况:(1)一汽铸造有限公司研究了高CE条件下生产HT300缸体、缸盖铸件的方法,稳定地生产出了载重汽车大功率柴油机的缸体、缸盖铸件,材料牌号达到HT300;(2)烟台冰轮重型机件有限公司出口日本的卧式加工中心床身导轨面的金相组织为A型石墨,珠光体体积分数在98%以上,抗拉强度为310~340 MPa,硬度为180~200 HB。
灰铸铁件加工面麻点状小孔缺陷的分析及防止
采用金相方法对HT300铸件加工面麻点状小孔缺陷的形貌、分布特征和产生原因进行了分析。认为:麻点是由许多尺寸在0.3mm以下的小孔组成,多产生在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位,主要分布在石墨密集区域,特别是在石墨封闭或半封闭区域;铸件w(C)和w(Si)量偏高,凝固过程中局部冷速过慢,切削用量偏大都有可能引起这种缺陷。提出了预防这种缺陷的四条措施。
本书主要介绍了铸件内在缺陷的类型、特征、形成原因和防止措施,内容包括:铸件缺陷分类及其分析手段、铸件缺陷的形成因素、铸件缺陷的分析方法、灰铸铁件的缺陷与防止、球墨铸铁件的缺陷与防止、高铬白口铸铁件的缺陷与防止、铸钢件的缺陷与防止、铝硅合金铸件的缺陷与防止。书中配以大量的图表与实例,广泛介绍了生产一线的技术人员在解决铸件缺陷方面所取得的经验与成果,具有较强的实用性、针对性和可操作性。
摘要:本文介绍了某灰铸铁材质刹车盘制动刹面出现“孔洞类”缺陷,通过对缺陷进行金相和电镜分析,确定该缺陷为“N”气孔。分析该缺陷的产生原因并结合生产现状,通过改进生产工艺基本消除了该缺陷。
关键词:刹车盘、金相、电镜扫描、“N”气孔、氧化铁
前言:胺法冷芯具有铸件尺寸精度高、制芯效率高、能耗低、溃散性好等优点,铸造生产中大量使用,但冷芯盒生产的砂芯在铸造生产中也容易出现某些缺陷,如气孔、脉纹、光亮碳缺陷等。胜地公司为一专业生产刹车盘、鼓公司,年产铸件30-40万吨,几乎涵盖了所有车型的刹车盘、鼓。某型号为商用卡车用刹车盘,铸件重达50kg,因其特殊的产品结构在生产铸件时时刹面出现“孔洞”缺陷。
现场工艺:砂芯为0.2%氧化铁、1.3%树脂;造型为新东造型机;铁水材质为普通HT250材质、浇注温度1380-1450℃。铸件结构及铸造工艺如图1、图2所示。
1. 缺陷特征
肉眼观察,铸件靠近砂芯的刹面表面100%出现弥散分布的“孔洞”(见图3、4标注处),初加工后仍有较大、较深“孔洞”(最大尺寸长约15mm、深约20mm),加工后刹面“孔洞”数量较加工前减少约50%;“孔洞”缺陷形状极不规则,类似“虫蛀”[1],如图3、图4
通过放大镜观察“孔洞”内部无夹杂物,因此初步排除砂眼、渣眼等缺陷,可能为气孔。
2.缺陷分析
为确认该“孔洞”具体为何种缺陷,为后续的质量改进提供基础,对缺陷部位分别做金相显微分析和电镜扫描分析。
2.1金相显微分析
将缺陷部位沿断面切割并磨制、抛光,在金相显微镜下查看其微观组织,如图5、6
“孔洞”金相显微分析结果显示:“孔洞”呈不规则形状,周围石墨正常生长并呈A型,靠近“孔洞”周围石墨较少或部分区域无石墨。
该缺陷符合“N”气孔的形成特征:
A:形成位置为靠近胺法冷芯形成的贴合面;
B:大多集中在铸件的上半型,成簇分布于靠近砂芯的铸件尖角部位,并沿一定深度延伸到铸件内部,深度可达5-20mm;
C:通常为裂隙状、形状不规则;也有团球状。
D.靠近“N”气孔周围石墨为贫碳区、气孔周围无石墨或少量石墨[1][2]。
2.2扫描电镜分析
将缺陷取样放到蔡司Zeiss EVO MA10扫描电镜下观察,结果如图7、8、9,元素含量见表1
扫描结果显示:缺陷内部呈枝晶状且覆盖一层碳膜,能谱分析没有氧化物的存在、有大量C和Fe存在。该结果符合“N”气孔的形成特征:孔壁一般覆盖一层光亮碳膜且有枝晶生长,孔洞周围石墨比较短小,孔内存在石墨,且往往周围有石墨损耗[2]。
3.缺陷判定
通过对“孔洞”的特征及形成位置分析、放大镜下观察、金相显微下分析、电镜扫描分析后判定该缺陷符合“N”气孔形成的一系列特征,因此判定为铸件刹面处形成的弥散性分布的“孔洞”缺陷为“N”气孔。
4.对“N”气孔的产生原因进行鱼骨图分析,如图10:
5.根据鱼骨图分析,结合现场生产实际:同批生产的其他型号铸件无该缺陷,主要从提高砂型排气和砂芯的生产工艺方面改进。主要措施如下:
(1) 改进模板工艺、提高砂型排气
(2) 向砂芯中加入一定量的氧化铁、适当降低芯砂中树脂的加入量。
氧化铁具有降低树脂砂生产过程中产生的“N”气孔功能,具体原理如下:
氧化铁粉是用矿石或轧钢屑经粉碎加工而成的粉状材料。用赤铁矿或亚铁盐经氧化(湿法)或高温焙烧(干法)加工制得的氧化铁粉为红色,主要成分为Fe2O3;用轧钢屑加工而成的氧化铁粉为黑色,主要成分为Fe3O4,铸造常用的为氧化铁红。氧化铁粉一般用作小型铸钢件的型砂附加物,可提高型砂热导率,减少型砂孔隙,提高型砂高温塑性,防止铸件产生夹砂、粘砂、脉纹(树脂砂)等缺陷[3]。
氧化铁防止针孔、气孔
树脂砂生产的铸件最严重的缺陷是针孔和气孔。原因是聚异氰酸酯中含“N”,固化剂“三乙胺”中也含“N”,浇注时产生大量气体,主要为“N”和“H”混合物,铁液中以N、H原子形态存在,量多形成气孔或针孔。加入氧化铁,高温发生反应如下:
3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2OFe2O3+3C=2Fe+3CO
高温反应中消耗了H2,产生的CO在溢出铁液的过程中吸附了氮和氢原子[4][5]。
5.1模板工艺措施
因同时生产不同型号铸件,仅该铸件出现气孔,因此首先考虑工艺改进提高砂型排气,如图11、12
7.总结
(1)经过金相和电镜扫描分析:刹车盘铸件靠近砂芯表面的“孔洞”为“N”气孔;
(2)通过工艺改进提高砂型排气、改进砂芯的工艺基本能够消除“N”气孔。
参考文献
[1] 陈国桢,肖柯泽、姜不居. 铸件缺陷和对策手册. 机械工业出版社. 1996: 114
[2]中国机械工程学会铸造分会[M].张俊善,尹大伟译. 铸件缺陷及其对策.北京:机械工业出版社,2008
[3]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册第四卷∙造型材料[M].北京:机械工业出版社,2002
[4]曾辉、李华英.氧化铁在铸造生产中的应用[J]热加工工艺
[5]赵书城.氧化铁粉在铸造生产上的应用[J]中国铸造装备与技术.2002/2
资料来源:烟台胜地汽车零部件制造有限公司
前言
0 绪论
0.1 铸件缺陷的等级
0.2 铸件成品率的提高
参考文献
第1章 铸件缺陷分类及其分析手段
1.1 铸件缺陷分类
1.2 缺陷对铸件质量的影响
1.2.1 夹杂物和缩松对球墨铸铁件质量的影响
1.2.2 魏氏组织对铸钢件质量的影响
1.2.3 微裂纹对高铬白口铸铁件质量的影响
1.2.4 显微组织欠缺对灰铸铁件质量的影响
1.3 铸件缺陷检测
1.3.1 表面缺陷检测
1.3.2 内部缺陷无损检测
1.4 铸件常规分析
1.4.1 力学性能的测定
1.4.2 金相检验
1.4.3 化学成分分析
1.5 铸件特殊分析
1.5.1 透射电镜及其应用
1.5.2 扫描电镜及其应用
1.5.3 电子探针分析及其应用
1.5.4 俄歇探针分析及其应用
参考文献
第2章 铸件缺陷的形成因素
2.1 铸造合金因素
2.1.1 铸造合金的液态特性与铸件缺陷
2.1.2 铸造合金的凝固特性与铸件缺陷
2.1.3 铸造合金的偏析与铸件缺陷
2.1.4 铸造合金的收缩过程与铸件缺陷
2.2 冶金因素
2.2.1 原材料品质与铸件缺陷
2.2.2 金属液态温度与铸件缺陷
2.2.3 金属熔炼方式与铸件缺陷
2.2.4 铁液在炉内的保持时间所产生的影响
2.3 金属与铸型的相互作用因素
2.3.1 金属液充填过程与铸件缺陷
2.3.2 金属与铸型界面反应与铸件缺陷
2.3.3 铸型特性与铸件缺陷
2.4 铸造工艺因素
2.4.1 铸造工艺因素与铸钢件缺陷
2.4.2 铸造工艺因素与球墨铸铁件缺陷
2.5 天气因素
2.5.1 空气中的温度、湿度与铸件缺陷
2.5.2 空气湿度与冲天炉铁液的质量
2.5.3 空气湿度与铁液的含气量
2.6 铸件结构因素
2.6.1 铸件结构的功能性
2.6.2 铸件结构的健全性
2.6.3 铸件结构的工艺性
参考文献
第3章 铸件缺陷的分析方法
3.1 统计分析法
3.2 对比分析法
3.3 系统排查法
3.4 一般与特殊分析结合法
3.5 失效分析法
参考文献
第4章 灰铸铁件的缺陷与防止
4.1 灰铸铁件性能达标的影响因素与控制
4.1.1 强度与硬度的匹配
4.1.2 影响强度与硬度的因素
4.1.3 强度与硬度的控制
4.2 灰铸铁件缺陷的类型、成因与防止
4.2.1 裂纹的成因与防止
4.2.2 缩孔与缩松的成因与防止
4.2.3 孕育不良与衰退的成因与防止
4.2.4 反白口的成因与防止
4.2.5 气孔的成因与防止
4.3 灰铸铁件的典型缺陷与防止措施
4.3.1 铸铁件内渗豆的成因与防止
4.3.2 轿车制动盘失效分析与改进
参考文献
第5章 球墨铸铁件的缺陷与防止
5.1 球墨铸铁的强度与韧性
5.1.1 强度与韧性的关系
5.1.2 强度与韧性的控制
5.1.3 冶金与工艺因素的影响
5.2 球墨铸铁件缺陷的类型、成因与防止
5.2.1 球化不良与衰退的成因与防止
5.2.2 孕育不良与反白口的成因与防止
5.2.3 石墨漂浮的成因与防止
5.2.4 缩孔与缩松的成因与防止
5.2.5 气孔的成因与防止
5.2.6 夹渣与二次渣的成因与防止
5.3 球墨铸铁件典型缺陷分析
5.3.1 球墨铸铁件低温冲击韧度不足的原因及其改善
5.3.2 型内球化时球墨铸铁件产生气孔的原因分析
参考文献
第6章 高铬白口铸铁件的缺陷与防止
6.1 硬度与冲击韧度的关系与控制
6.2 高铬白口铸铁件典型缺陷
6.2.1 复杂高铬白口铸铁件裂纹的防止
6.2.2 高铬白口铸铁件切削性能的改善
参考文献
第7章 铸钢件的缺陷与防止
7.1 铸钢件的强度与韧性
7.1.1 强度与韧性的关系
7.1.2 强度与韧性的控制
7.2 铸钢件的典型缺陷与防止
7.2.1 热裂的成因与防止
7.2.2 冷裂的成因与防止
7.2.3 缩孔、缩松的成因与防止
7.2.4 气孔的成因与防止
7.3 铸钢件典型缺陷分析
7.3.1 ZG230—450钢球阀铸件裂纹分析
7.3.2 阀门壳体开裂分析
参考文献
第8章 铝硅合金铸件的缺陷与防止
8.1 铝硅合金的强度与韧性
8.1.1 强度与韧性的关系
8.1.2 强度与韧性的控制
8.2 铝硅合金铸件缺陷类型、成因与防止
8.2.1 变质缺陷的成因与防止
8.2.2 气孔的成因与防止
8.2.3 夹杂物的成因与防止
8.2.4 缩孔、缩松的成因与防止
8.2.5 过烧的成因与防止
8.3 铝合金铸件典型缺陷分析
8.3.1 ZL104合金“白斑”缺陷分析
8.3.2 铝合金油底壳渗漏分析
参考文献
附录 国际铸件缺陷代码及分类
附录A 多肉类
附录B 孔洞类
附录C 裂纹、冷隔类
附录D 表面缺陷类
附录E 铸件残缺类
附录F 尺寸或形状差错类
附录G 夹杂物和金相组织不合格类