- ZCuSn10P1锡青铜蜗轮的离心铸造
- 帖子创建时间:2012-03-06 评论:1 浏览:657
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电梯蜗轮采用ZCuSn10P1锡青铜蜗轮,作为电梯传动的主要零件,要求有较高的硬度和耐磨性。铸件不允许有缩孔、夹结等缺陷。 1 铸造过程及缺陷 采用离心铸造,铸型结构采用单模形式,铸型转速700~800 r/min,由于化学成分控制不当、铸件产生过缩松、氧化夹渣、“云斑”、层状组织及化学成分不合格等缺陷,成品率仅30%~40%。 铸件缩松和氧化夹渣,主要出现在轮辐部位,缺陷处显得组织疏松,越向中心,组织越松软。“云斑”及层状组织在端面粗加工后就显现出来,而且随着存放时间的延长而越加明显,层状组织虽对铸件的强度没有影响,但液压试验时会引起渗漏,而且层状组织和“云斑”缺陷影响铸件外观质量,是不允许的。 2 缺陷原因分析 蜗轮铸件组织疏松,除金属液温度与模具温度过高外,主要是离心力不够即转速不高引起的。 我厂生产的蜗轮铸件,由于外径大,高度小,加上轮缘与轮幅的壁厚过渡较大,其离心力的作用会受到轴向壁厚的突然减薄的影响。 ZCuSn10P1锡青铜,结晶温度间隔达350 ℃以上,结晶过程又是在温度变化的情况下进行的,铸型冷却条件不好,就倾向于形成层状组织。 “云斑”缺陷是ZCuSn10P1锡青铜化学元素在离心铸造过程中凝固与偏析的结果,以上两种缺陷都说明铸件必须顺序凝固,提高铸型的冷却速度。 3 解决措施 对于化学成分的控制,从原材料、配料、操作及熔炼4个方面着手:原材料严格按照熔炼工艺规定;选用铜Cu-2电解铜,锡Sn-1,磷采用含14%P的磷铜,配料计算按10%Sn,1.0%P,89%Cu进行,保证在计算与秤量方面不出差错,需用旧料时,必须化验合格,清除表面污物后使用;操作方面,在氧化性气氛中快速熔化,炉外加锡;熔炼时,炉料和工具充分预热,熔炼场地应通畅、整洁,不使其他材料和杂质混入ZCuSn10P1锡青铜中。经过以上措施,在以后的浇注过程中,化学成分全部合格且与配料计算吻合。 为了核实离心力对铸件致密度的影响,我们对铸型转速作了试验。实践证明,随着铸型转速的增大,即离心力的增大,加强了金属冷却时的对流作用,能克服补缩过程中的阻力,合金的补缩作用相应加强,并有利于杂质与气体向中间部位移动,铸件缩松类缺陷减少,致密度提高。 要得到离心铸造的优质铸件,还有一个关键问题是铸件的冷却速度,前面提到的“云斑”与层状组织缺陷,实际上都是冷却速度太慢引起的。为了提高铸件的冷却速度,我们首先从铸型结构着手,先在原单模铸型外加一铜箍,加大了铸型壁厚,以增加其导热性,加快铸件冷却,经试验,效果明显,基本上消除了“云斑”和层状组织,在此基础上,将单模铸型结构改为双层模铸型结构,经此改动,不仅能保证铸件质量,而且由于内模可更换使用,为操作提供方便,也节约了模具成本。 金属浇注温度过低(如<960 ℃),影响铸件轮廓的清晰,而且金属液粘滞,容易粘包,而>1000 ℃的浇注温度,由于温度高,冷却缓慢,会导致铸件组织疏松,劳动效率也不高,所以温度过高过低都不适宜,我们选择在980~1000 ℃的浇注温度,此时,金属液内白色小珠翻动较少,冷速也适宜,是比较理想的浇注温度。 铸型温度,在预热时要在200 ℃左右,以去除铸型内水气为目的,铸型工作时,控制在150~200 ℃,甚至要低些,这样有利于金属温度传递,加快铸件冷却。浇注温度以控制浇注时间来衡量,即以浇道截面大小来控制,一般在18~20s较好。
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kishkah 2012-03-06楼 0踩 0赞 回复 引用
电梯蜗轮采用ZCuSn10P1锡青铜蜗轮,作为电梯传动的主要零件,要求有较高的硬度和耐磨性。铸件不允许有缩孔、夹结等缺陷。 1 铸造过程及缺陷 采用离心铸造,铸型结构采用单模形式,铸型转速700~800 r/min,由于化学成分控制不当、铸件产生过缩松、氧化夹渣、“云斑”、层状组织及化学成分不合格等缺陷,成品率仅30%~40%。 铸件缩松和氧化夹渣,主要出现在轮辐部位,缺陷处显得组织疏松,越向中心,组织越松软。“云斑”及层状组织在端面粗加工后就显现出来,而且随着存放时间的延长而越加明显,层状组织虽对铸件的强度没有影响,但液压试验时会引起渗漏,而且层状组织和“云斑”缺陷影响铸件外观质量,是不允许的。 2 缺陷原因分析 蜗轮铸件组织疏松,除金属液温度与模具温度过高外,主要是离心力不够即转速不高引起的。 我厂生产的蜗轮铸件,由于外径大,高度小,加上轮缘与轮幅的壁厚过渡较大,其离心力的作用会受到轴向壁厚的突然减薄的影响。 ZCuSn10P1锡青铜,结晶温度间隔达350 ℃以上,结晶过程又是在温度变化的情况下进行的,铸型冷却条件不好,就倾向于形成层状组织。 “云斑”缺陷是ZCuSn10P1锡青铜化学元素在离心铸造过程中凝固与偏析的结果,以上两种缺陷都说明铸件必须顺序凝固,提高铸型的冷却速度。 3 解决措施 对于化学成分的控制,从原材料、配料、操作及熔炼4个方面着手:原材料严格按照熔炼工艺规定;选用铜Cu-2电解铜,锡Sn-1,磷采用含14%P的磷铜,配料计算按10%Sn,1.0%P,89%Cu进行,保证在计算与秤量方面不出差错,需用旧料时,必须化验合格,清除表面污物后使用;操作方面,在氧化性气氛中快速熔化,炉外加锡;熔炼时,炉料和工具充分预热,熔炼场地应通畅、整洁,不使其他材料和杂质混入ZCuSn10P1锡青铜中。经过以上措施,在以后的浇注过程中,化学成分全部合格且与配料计算吻合。 为了核实离心力对铸件致密度的影响,我们对铸型转速作了试验。实践证明,随着铸型转速的增大,即离心力的增大,加强了金属冷却时的对流作用,能克服补缩过程中的阻力,合金的补缩作用相应加强,并有利于杂质与气体向中间部位移动,铸件缩松类缺陷减少,致密度提高。 要得到离心铸造的优质铸件,还有一个关键问题是铸件的冷却速度,前面提到的“云斑”与层状组织缺陷,实际上都是冷却速度太慢引起的。为了提高铸件的冷却速度,我们首先从铸型结构着手,先在原单模铸型外加一铜箍,加大了铸型壁厚,以增加其导热性,加快铸件冷却,经试验,效果明显,基本上消除了“云斑”和层状组织,在此基础上,将单模铸型结构改为双层模铸型结构,经此改动,不仅能保证铸件质量,而且由于内模可更换使用,为操作提供方便,也节约了模具成本。 金属浇注温度过低(如<960 ℃),影响铸件轮廓的清晰,而且金属液粘滞,容易粘包,而>1000 ℃的浇注温度,由于温度高,冷却缓慢,会导致铸件组织疏松,劳动效率也不高,所以温度过高过低都不适宜,我们选择在980~1000 ℃的浇注温度,此时,金属液内白色小珠翻动较少,冷速也适宜,是比较理想的浇注温度。 铸型温度,在预热时要在200 ℃左右,以去除铸型内水气为目的,铸型工作时,控制在150~200 ℃,甚至要低些,这样有利于金属温度传递,加快铸件冷却。浇注温度以控制浇注时间来衡量,即以浇道截面大小来控制,一般在18~20s较好。