精密铸造钢是 指熔模精密铸造或者陶瓷壳 型铸造的碳钢和合金钢。由于浇注时铸型温度多在400-850℃之间,铸件冷却速度缓慢,造成内部结晶组织粗大、成份偏析、铁素体和碳化物呈网状或块状不均匀分布、低、中碳钢出现魏氏组织。凝固过程中晶界较后凝固,使微细气孔、非 金属夹杂集中在晶界处,晶粒结合弱,在应力作用下容易发生晶间脆性断裂。另外,由于铸件表面与壳 型材料及大气反应,氧 化脱碳严重。
精密铸造的物理性能和机械性能与普通铸造钢相仿,只是 由于精密铸造冷却更慢,晶粒更粗大,其延伸率往往低于普通铸钢。然而精密铸造钢的密度均匀,不易产生诸如气泡、氧 化夹渣等缺陷。
精密铸钢件常常在恶劣的环境和复杂的应力状态下使用,如发动机燃烧室、涡轮叶片、各种刀具等。为了满足机械性能的要求,必须充分发挥钢的潜力,改善强度和韧性指标。根据金属材料强度学研究,强度与塑性往往是 矛盾的,韧度则既决定于强度,又决定于塑性。精密铸造钢的强韧化即在保证强度的前提下,尽可能提高材料的韧性。利用透射电子显微镜对马氏体形态、奥氏体逆相变、晶界显微偏析、碳化物和金属化合物的复合析出诸方面的深入研究,促进了强度理论的发展,强韧化原理及其工艺日趋丰富完善。概括起来,钢的强韧化从三个途径实现:调整钢的合金元素、用热处理方法调整钢的组织及形变热处理。适用于精密铸造钢的强韧化措施可分为:
1.调整合金元素;
2.细化钢的奥氏体晶粒和调整碳化物形态、分布;
3.获得硬性相和塑性相的复合组织;
4.获得具有强韧性的相(位错型板条马氏体、高碳贝氏体等)。
热处理基本可分成两大类,类是 组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的,还有一类是 基本的组织结构发生变化。前者的主要目的是 消除铸造过程中的内应力,而此内应力系在不锈钢铸造过程中由于冷却状况及条件不同而引起,因此组织、强度及其他机械性质等不因热处理而发生明显变化。
而后者还可以细分为好几类,它们 的目的也都是 不同的,比如软化退火主要是 为了分 解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能;正火处理是 获得珠光体和索氏体组织提高不锈钢铸造的机械性能;淬火处理能提高硬度或磨损强度;等等。
精密铸钢件是 众多铸件产品中质量可靠、使用寿命较长的一种,而且还展现出了很多优异的使用效果,正是 因为如此,不锈钢铸件在行业中得到了越来越多的青睐。但要将其真正的运用到实践中去的话,还需要满足一些基本的条件。
从其制作工艺看起,由于不锈钢铸件主要是 经电炉熔炼出的工件,因此为确保铸件的品质,加工时铸锭应与铸件一起进行热处理工艺。不仅如此,铸锭或附件的横截面小尺寸符合标准截面厚度。
再是 成型之后的不锈钢铸件的要求,一方面铸件应彻底清砂和修整,去除冒口、排气口、分型线和浇道等;同时还得保证其没有氧 化皮、裂纹、砂眼、疏松、砂眼等缺陷。另一方面,还要对不锈钢铸件进行前面的外观检查,排除任何有可能影响其外表的因素。
在现代制造领域中,对于不锈钢精密铸件的精度和质量要求越来越高,不锈钢精密铸件的近净形化技术改变着铸造只能提供毛坯的传统观念,其目的在于降低物耗、能耗、工耗,并且改善产品的内外质量,争取市场和高效益。然而,不锈钢精密铸件尺寸精度和表面粗糙度由于受到诸多因素的影响和制约,控制难度很大。铸件是 液态成形的,实现近净形化具有独特的优点,在结构方面铸件的内腔和外形用铸造方法一次成形,使其接近零件的较终形状,使加工和组装工序减至较少;在尺寸精度和表面质量方面,使铸件能接近产品的较终要求,做到元余量或小余量;另一方面,被保留的铸造原始表面有益于保持不锈钢精密铸件的耐蚀和耐疲劳等优点,从而提高产品寿命。
不锈钢精密铸件以致不能或难于用其它方法制造,因此,需要寻找一种新的精密的成型工艺,于是 借鉴古代流传下来的失蜡铸造,经过对材料和工艺的改进,现代熔模铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。所以,航空工业的发展推动了熔模铸造的应用,而熔模铸造的不断改进和完善,也为航空工业进一步提高性能创造了有利的条件。
在不锈钢铸件的铸造行业,夹砂和砂眼是 经常会在生产中碰到的问题,为什么会出现这样的问题呢?
除了清砂不当外,如果设备使用之前存在没有完全的处理干净,或是 在不锈钢铸造在浇注的过程中,由于浇注的温度过高,铁液冲刷浇道壁的型砂,也会出现夹砂和砂眼的问题。起初,由于对这方面的要求不严格,并不影响使用,因此各个厂家都不太重视这样的问题,有些厂家为了缓解这样的问题,通常就是 采用涂刷涂料来解决,但是 因为这样的过程也比较辛苦困难,因此还是 会导致精密铸造厂家出来的铸件会存在夹砂与砂眼的现象,很大的降低了铸件的质量。
为了解决精密铸件中出现的夹砂和砂眼问题呢?经过不断的研究发现,只要采用专用铸造涂料进行内壁的清理保护,就可以大量减少夹砂和砂眼的问题,而且对提高铸件的成品率也有很大的作用。
泊头高新铸业有限公司(http://www.bthjzz.com)生产的不锈钢精密铸件是 一种少切削或无切削的铸造工艺,是 铸造行业中的一项优异的工艺技术,其应用非 常广泛,不仅适用于各种类型、各种合金的铸造,而且生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其它铸造方法要高,甚至其它铸造方法难于铸得的复杂、耐高温、不易于加工的铸件,均可采用熔模精密铸造铸得。精密铸钢件的机械性能比铸铁高,但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高,钢液易氧 化、钢水的流动性差、收缩大,其体收缩率为10~14%,线收缩为1.8~2.5%。球墨铸造要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。树脂砂灰铁铸件高密度造型型砂的基本特点是 :黏土含量高,水分低,煤粉的加入量也较低。