低膨胀铸铁的铸造工艺与热处理工艺研究

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低膨胀铸铁的铸造工艺与热处理工艺研究

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低膨胀铸铁的铸造工艺与热处理工艺研究

摘要本文主要对于低膨胀铸铁的铸造工艺与热处理工艺进行分析,再分析低膨胀铸铁的铸造工艺研究的基础上,最后通过不同热处理方案对比、动态热处理实验寻找合适的热处理工艺,并对热处理工艺进行合理解释和优化。

关键词低膨胀铸铁;铸造工艺;热处理工艺

0 引言

低膨胀铸铁是一种铸造材料,其铸造工艺性能的好坏是评价该材料工艺性能的重要指标。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量。

1 低膨胀铸铁的铸造工艺研究

铸造材料的铸造工艺性能主要包括以下几个方面:1)流动性。铸铁的流动性是铸铁铁液充填铸型的能力。流动性的评估主要是基于对阶梯状试样3mm阶梯位置的充填能力而进行的;2)线收缩率。铁液凝固成铸件之后,在继续冷却的过程中会产生尺寸的收缩,铸件长度方向上收缩的数量与其原来尺寸比值的百分数称为线收缩率;3)缩孔缩松倾向。浇入铸型中的液态金属或者合金在随后的冷却和凝固过程中,若其由液态收缩和凝固收缩引起的容积缩减而得不到补充,会在铸件最后凝固的部位形成空洞;4)壁厚敏感性。对于不同壁厚的铸件之间性能差异越小,表明该种材料的对于壁厚不敏感,可以适用的壁厚范围更广泛。

设计的阶梯型试样,阶梯高度分别为3mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm,长度为100mm。使用粘土砂造型的阶梯形试样进行了实际浇注,铸件的实测成分为C 2.1%、Si 1.0、Ni 32%。阶梯形试样中厚度为3mm的最薄台阶也能够很好的充满,并且无明显的宏观缺陷。表明彦合金具有良好的充型性能,即铸造合金所应具备的铸造成形性。经过阶梯铸什横向尺寸测垦。与设计的尺寸相差无几,表明该材料的横向收缩性能良好,加之良好的充型性能,可以满足复杂型腔的浇注。但是可观察到少许缩松缩孔现象的存在,其他部位末观察判明显的宏观缺陷。在铸件的凝固过程中,因液态收缩和凝固收缩,在局部的热节处(或最终凝固的部位)易出现缩孔或缩松,而泼处的收缩缺陷不难通过适当的补缩措施加以消除。

为把握壁膨胀铸铁性能对壁厚的敏感性,本研究在各台阶的中间位簧取样进行了线膨胀系数的测量以及各壁厚表面的硬度测试,由此可见,壁厚增大冷却速度变低,线膨胀系数就越大。不同壁厚的硬度测试结果表明,随着壁厚的增加,硬度会逐渐降低。