热裂纹产生的原因教学内容.doc

热裂纹产生的原因精品文档树脂砂铸钢件产生热裂缺陷的原因及其防止措施用树脂砂生产薄壁、形状复杂的铸钢件时，最容易产生的一种缺陷是热裂。其原因有三：1、使用树脂砂流动性好，易紧实；树脂加入量少，砂粒上包覆的粘结剂膜薄，这样砂粒受热膨胀，砂芯、砂型的热膨胀率会比水玻璃砂芯（型）高。2、树脂砂受热后，在还原性气氛下树脂炭化结焦而形成坚硬的焦炭骨架，能提高砂芯热强度（如1000时树脂砂的抗压强度是水玻璃砂的510倍），严重阻碍砂芯（型）退让。呋喃树脂中糠醇的含量越高（氮含量越低），铸件的热裂倾向越大，因为糠醇提高了树脂的热分解温度，降低了树脂的热分解速度，从而降低了砂型或砂芯的溃散性，使砂型或砂芯更加阻碍铸件收缩，造成铸件热裂倾向加重。由于铸钢凝固时液一固两相区的区间较宽，因此呋喃树脂砂铸钢时更易产生热裂缺陷，尤其是框架结构件。3、用呋喃树脂砂时，采用对甲苯磺酸作催化剂会增硫，从而加大热裂倾向性。高温金属凝固时产生的收缩受到砂芯（型）较大的阻力，使铸件产生应力和变形，而合金表面增硫，又降低了抗热裂的能力。当应力或变形超过合金在该温度下的强度极限或变形能力时，就会形成热裂。为使树脂砂，尤其呋喃树脂砂避免或减少热裂，可采取以下几个方面的措施：1、合金方面（1）控制铸件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免铸件中出现型硫化物。（铸钢件中的硫化物呈三种形态，即型、型和型，其中型的硫化物沿晶界分布，呈断续状，容易引起铸件热裂。）通过调整锰硫比来改变硫的分布型态。（2）对于碳钢件，应使S+P0.07%，因为硫与磷的叠加作用，使热裂倾向性增加。（3）用A1脱氧时，应将铝的残留量A1残留控制0.1%；过高的A1残量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使钢的断口呈现“岩石状”，大大降低铸钢件的抗热裂能力。（4）使钢的晶粒能细化。如在钢液中加入稀土和硅钙，既可脱氧、脱硫，又可以细化晶粒。对NiCrMoV钢的测定表明：在相同的条件下，经稀土+硅钙处理的钢液，较之未处理的钢液，其抗裂能力高2倍以上。2、铸造工艺方面（1）在满足铸件的充填性的要求时，尽量降低钢液的浇注温度。对0.19%C的碳钢，在1550时浇注比在1600时浇注，其抗热裂能力几乎高一倍。（2）对于薄壁铸件，宜采用较高的浇注速度。如对某铸钢件，重量为 125Kg，壁厚为15mm，浇注时间为14秒时不出现热裂；延长至40秒就观察到裂纹。（3）在铸件易发生裂纹处设置防裂筋，是防止铸钢件热裂的有效措施。（4）及时松箱，也有助于减少热裂，因为可以减少铸件的收缩应力。3、造型材料方面（1）降低树脂加入量，或对树脂改性，使树脂具有热塑性，让呋喃树脂在高温时不结焦或少结焦，从而保证其有良好的高温容让性。（2）在呋喃树脂砂中加入附加物，使树脂砂具有热塑性；或者在收缩受阻最严重处，加入木粉、泡沫珠粒；或者在铸型中相应部位放塑性好的退让块，提高其高温退让性。（3）采用磷酸固化剂。因为磺酸类固化剂容易引起铸件表面渗硫，在铸件表面引起微裂纹，成为龟裂源。（4）使用热膨胀系数较小的造型材料，如用铬铁矿砂等代替石英砂等。（5）减薄砂芯（型）的砂层厚度，如采用中空砂芯。例如：某类阀门铸件，仅仅通过减薄型芯砂层厚度，改变芯骨的连接方法，就消除了铸件的热裂缺陷。（6）在易产生裂纹的地方合理使用冷铁或找其它激冷措施。（7）采用能有效减少渗硫的涂料。4、铸件结构方面铸件的形状与尺寸，是由设计者决定的，生产方无法改变。但是，对于园角的大小，壁厚过渡处的处理等，可以与有关设计部门协商，按照铸造生产要求作适当修改。上述几方面的因素对铸钢件热裂都有影响，但对于某一具体铸件，可能只有其中的部分因素是主要的。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除