热处理淬火剂应用于铸造合金熔炼与浇注
发布时间:2013-01-20 21:10:11
合金熔炼
铸铁熔炼：铸铁熔炼可使用的熔炉种类很多，可以用冲天炉、非焦化铁炉、电炉、反射炉、坩埚或冲天炉与电炉双联等方法进行热处理淬火剂淬火。冲天炉是以焦炭为燃料的竖式化铁炉，具有熔化率高、热效率高、设备简单、成本较低和连续熔化等优点，因此是铸铁熔炼的主要熔化设备。
铸钢熔炼：铸钢车间所用的炼钢设备有转炉、平炉、电弧炉、感应电炉等。电弧炉在铸钢车间使用最广，熔炼速度快，钢液温度高，而且容易控制，有良好的脱磷、脱硫条件，可以熔炼出质量较高的碳钢和合金钢，适宜于浇注各种类型的铸件。
非铁合金熔炼：用于铸造非铁合金熔炼的熔化炉很多，常周的有坩埚炉、反射炉和感应电炉等。其中坩埚炉结构简单、热处理淬火剂淬火操作方便，金属不受污染。坩埚炉常用的坩埚有石墨坩埚和铁质坩埚两种。石墨坩埚适用于熔化熔点较高的铜合金等，铁质坩埚常用于熔化低熔点的铝合金等。
铸件浇注
把熔炼好的金属液从浇包中注入铸型的操作称为浇注。
浇包：用来盛放、输送和浇注熔融金属用的容器称为浇包。浇包的外壳用钢板制成，内衬为耐火材料。
热处理淬火剂的浇注工艺：浇注时，要控制好浇注温度和浇注速度。浇注温度过低，铸件可能产生浇不到、冷隔等缺陷；浇注温度过高，则热处理淬火剂的铸件可能产生粘砂、缩孔等缺陷。所以，浇注温度在保证充满型腔的条件下，应尽可能低，灰口铸铁的浇注温度为1250～1350℃，形状复杂和壁薄的铸件的浇注温度为1350～1400℃。浇注速度应根据铸件形状、热处理淬火剂和壁厚来选择，浇注形状复杂和壁薄的铸件时，浇注速度应较高。
浇注系统和冒口
①浇注系统：为了使液体金属流入铸型而开设于铸型中的通道，称为浇注系统。浇注系统若选择得不合理，铸件便易产生冲砂、砂眼、夹渣、浇不足、气孔和缩孔等缺陷。浇注系统一般由以下几部分组成：外浇口、直浇道、横浇道、内浇道和出气冒口。
②冒口：冒口的主要作用是补给铸件凝固收缩时所需的金属液，以避免产生缩孔。此外，冒口尚可排出气体和观察铸型是否烧满的作用。为了能起到补缩作用，必须保证冒口最后冷却凝固，因此这种冒口常置在铸件的最厚、最高处，并且冒口的尺寸要足够大。在浇注收缩性大的金属如钢、铜合金等时，一般都要有这种用于补缩的冒口。
液态合金的充型：液态合金填充铸型的过程，简称充型。液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。影响充型能力的主要因素有：合金的流动性、浇注条件和铸型填充条件。
流动性：液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性，是合金主要的铸造性能之一。合金流动性好，充型能力强，应用热处理淬火剂，容易浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。同时，有利于非金属夹杂物和气体的上浮与排除，还有利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。
影响合金流动性的因素很多，但以化学成分的影响最为显著。在常用铸造合金中，灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。共晶成分的合金流动性最好。合金成分离共晶成分越远，结晶温度范围越宽，流动性越差。
浇注条件
①浇注温度：浇注温度越高，合金的黏度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反乏，充型能力差。
对薄壁铸件或流动性较差的合金可适当提高浇注温度，以热处理淬火剂淬火时防浇不足和冷隔缺陷。但浇注温度过高，会使合金产生如缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷。通常灰口铸铁的浇注温度为1250～1350℃，铸钢为1520～1620℃，铝合金为680～780℃。
②充型压力：液态合金的流动方向上所受的压力越大，充型能力越好。
铸型填充条件
①铸型的蓄热能力：铸型从金属中吸收和储存热量的能力，称为铸型的蓄热能力。铸型材料的导热系数和比热越大，对液态合金的激冷能力越强，合金的充型能力就越差。
②铸型温度：提高铸型的预热温度，减少了热处理淬火剂在铸型与金属液间的温差，减缓了冷却速度，有助于提高合金的充型能力。
③铸型中气体：如果铸型的排气能力差，则型腔中气体的压力增大，阻碍液态合金的充型。为减小气体的压力，除应设法减少气体来源外，还应使型砂具有良好的透气性，并在远离浇口的最高部位开设出气口。
④铸件结构：铸件结构越复杂，充型能力越差；薄壁铸件的流动阻力大，充型能力降低。
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本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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