低膨脹鑄鐵的鑄造工藝與熱處理工藝研究
低膨脹鑄鐵的鑄造工藝與熱處理工藝研究
摘要 本文主要對于低膨脹鑄鐵的鑄造工藝與熱處理工藝進(jìn)行分析,再分析低膨脹鑄鐵的鑄造工藝研究的基礎(chǔ)上,最后通過不同熱處理方案對比、動(dòng)態(tài)熱處理實(shí)驗(yàn)尋找合適的熱處理工藝,并對熱處理工藝進(jìn)行合理解釋和優(yōu)化。
關(guān)鍵詞 低膨脹鑄鐵;鑄造工藝;熱處理工藝
0 引言
低膨脹鑄鐵是一種鑄造材料,其鑄造工藝性能的好壞是評價(jià)該材料工藝性能的重要指標(biāo)。金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分,而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,或改變工件表面的化學(xué)成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量。
1 低膨脹鑄鐵的鑄造工藝研究
鑄造材料的鑄造工藝性能主要包括以下幾個(gè)方面:1)流動(dòng)性。鑄鐵的流動(dòng)性是鑄鐵鐵液充填鑄型的能力。流動(dòng)性的評估主要是基于對階梯狀試樣3mm階梯位置的充填能力而進(jìn)行的;2)線收縮率。鐵液凝固成鑄件之后,在繼續(xù)冷卻的過程中會(huì)產(chǎn)生尺寸的收縮,鑄件長度方向上收縮的數(shù)量與其原來尺寸比值的百分?jǐn)?shù)稱為線收縮率;3)縮孔縮松傾向。澆入鑄型中的液態(tài)金屬或者合金在隨后的冷卻和凝固過程中,若其由液態(tài)收縮和凝固收縮引起的容積縮減而得不到補(bǔ)充,會(huì)在鑄件最后凝固的部位形成空洞;4)壁厚敏感性。對于不同壁厚的鑄件之間性能差異越小,表明該種材料的對于壁厚不敏感,可以適用的壁厚范圍更廣泛。
設(shè)計(jì)的階梯型試樣,階梯高度分別為3mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm,長度為100mm。使用粘土砂造型的階梯形試樣進(jìn)行了實(shí)際澆注,鑄件的實(shí)測成分為C 2.1%、Si 1.0、Ni 32%。階梯形試樣中厚度為3mm的最薄臺階也能夠很好的充滿,并且無明顯的宏觀缺陷。表明彥合金具有良好的充型性能,即鑄造合金所應(yīng)具備的鑄造成形性。經(jīng)過階梯鑄什橫向尺寸測墾。與設(shè)計(jì)的尺寸相差無幾,表明該材料的橫向收縮性能良好,加之良好的充型性能,可以滿足復(fù)雜型腔的澆注。但是可觀察到少許縮松縮孔現(xiàn)象的存在,其他部位末觀察判明顯的宏觀缺陷。在鑄件的凝固過程中,因液態(tài)收縮和凝固收縮,在局部的熱節(jié)處(或最終凝固的部位)易出現(xiàn)縮孔或縮松,而潑處的收縮缺陷不難通過適當(dāng)?shù)难a(bǔ)縮措施加以消除。
為把握壁膨脹鑄鐵性能對壁厚的敏感性,本研究在各臺階的中間位簧取樣進(jìn)行了線膨脹系數(shù)的測量以及各壁厚表面的硬度測試,由此可見,壁厚增大冷卻速度變低,線膨脹系數(shù)就越大。不同壁厚的硬度測試結(jié)果表明,隨著壁厚的增加,硬度會(huì)逐漸降低。
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