干鑄造的都期待,生產的鑄件一次成型,減少廢品率,但往往事與愿違,生產的鑄件出現裂紋,甚至開裂,鑄件裂紋是怎么形成的?又應該怎么防止呢?
鑄件裂痕主要分熱裂和冷裂!
熱裂
熱裂是裂紋外形彎彎曲曲,斷口很不規則呈藕斷絲連狀,而且表面較寬,越到里面越窄,屬熱裂其機理是:鋼水注入型腔后開始冷凝,當結晶骨架已經形成并開始線收縮后,由于此時內部鋼水并未完成凝固成固態使收縮受阻,鑄件中就會產生應力或塑性變形,當它們超過在此高溫下的材質強度極限時,鑄件就會開裂。
熱裂紋產生的原因體現在工藝和鑄件結構方面其中有:鑄件壁厚不均勻,內角太小;搭接部位分叉太多,鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮;澆冒口系統阻礙鑄件正常收縮,如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高,限制了鑄件的自由收縮;冒口太小或太大;合金線收縮率太大;合金中低熔點相形成元素超標,鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高;鑄件開箱落砂過早,冷卻過快。
防止熱裂紋的發生:改善鑄鐵平臺鑄件結構-壁厚力求均勻,轉角處應作出過渡圓角,減少應力集中現象。采用正確的鑄造工藝措施-使鑄件實現同時凝固不僅有利于防止熱裂紋,也有助于防止冷裂紋。合理設置澆冒口的位置和尺寸,使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致,減少冷裂紋傾向。時效熱處理-鑄造應力大的鑄件應及時進行時效熱處理,避免過大的殘余應力使鑄件產生冷裂紋。必要時,鑄件在切割澆冒口或焊補后,還要進行一次時效熱處理。
冷裂
冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時,因局部鑄造應力大于合金極限強度而引起的開裂。冷裂紋總是發生在冷卻過程中承受拉應力的部位,特別是拉應力集中的部位。當鑄件內的鑄造應力大于金屬的強度極限時,鑄件將產生冷裂紋。因此凡是增加鑄件應力和降低金屬強度的因素都可能促使鑄件產生冷裂紋。
冷裂紋產生的主要原因:鑄件結構-機床床身鑄件壁厚不均勻,促使鑄件產生鑄造應力,有時會產生冷裂紋類缺陷。剛性結構的鑄件,由于其結構的阻礙,容易產生熱應力,從而使鑄件產生冷裂紋。澆冒口系統設計不合理-澆冒口設置不當,直接阻礙鑄件收縮,也促使鑄件產生冷裂紋。由于澆口比鑄件薄,澆口首先凝固,當鑄件向內收縮受到澆口的阻礙時,產生拉應力,通常容易在兩個澆口之間的壁上產生冷裂紋。控制開箱時間-鑄件開箱過早,落砂溫度過高,在清砂時受到碰撞、擠壓都會引起鑄件開裂。