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行分析,再分析低膨脹鑄鐵的鑄造工藝研究的基礎上,最后通過不同熱處理方案對比、動態(tài)熱處理實驗尋找合適的熱處理工藝,并對熱處理工藝進行合理解釋和優(yōu)化。
關鍵詞 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該材料工藝性能的重要指標。金屬熱處理是機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成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量。
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方面:1)流動性。鑄鐵的流動性是鑄鐵鐵液充填鑄型的能力。流動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)冷卻的過程中會產生尺寸的收縮,鑄件長度方向上收縮的數量與其原來尺寸比值的百分數稱為線收縮率;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充,會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。
設計的階梯型試樣,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行了實際澆注,鑄件的實測成分為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,即鑄造合金所應具備的鑄造成形性。經過階梯鑄什橫向尺寸測墾。與設計的尺寸相差無幾,表明該材料的橫向收縮性能良好,加之良好的充型性能,可以滿足復雜型腔的澆注。但是可觀察到少許縮松縮孔現象的存在,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)易出現縮孔或縮松,而潑處的收縮缺陷不難通過適當的補縮措施加以消除。
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行了線膨脹系數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,線膨脹系數就越大。不同壁厚的硬度測試結果表明,隨著壁厚的增加,硬度會逐漸降低。
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