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消失模铸钢防止增碳措施

3.0 2024-08-25 0 0 15.54KB 6 页 6库币 海报
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一、怎样防止消失模铸钢件增碳
一、增碳的现象及机理
铸钢表面增碳的形式表现在几个方面：表面增碳、体积增碳、局部
增碳和表面脱碳。
表面增碳：在钢液充型过程中，钢液前沿与固态模样之间的气隙内
有大量的氢存在。说明有固相碳生成。气体产物可在负压作用下渗
入涂层而排出铸型。但固相碳被吸附于涂层壁铸件的表面，造成铸
件表面增碳。另外，苯乙烯、苯蒸汽在负压作用下排出时，冷凝在
涂层及周围的砂子中。吸附在涂料层的有机液态物质，在钢液凝固、
铸件冷却过程中继续受到分解，也会造成铸件增碳。对于不同的铸
钢件，增碳层的深度 0. 1~0. 3mm，增碳量为 0. 01%。
体积增碳：在浇注过程中，钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在
很大的热量梯度(从室温到 1550℃左右)，间隙内的热量从钢液前沿
转移到模样分解主要靠热辐射完成。靠近钢液前沿出温度最高，接
近钢液温度，该处碳的生成量大，所以充型过程该处钢液液面增碳
所需动力学热力学条件都很充分，此时容易形成铸件体积增碳。体
积增碳与表面增碳相比是次要的。
局部增碳：当钢液引入铸型的方法不当时，浇注过程中液态产物被
卷入钢液内部，进而分解为固相碳和气体，气体若未能溢出钢液留
在内部即导致气孔产生：固相碳直接为钢液所吸收，从而造成铸件
局部含碳量提高，形成铸件局部增碳。
表面脱碳：消失模铸造采用干砂造型，铸件冷速较慢，凝固后的铸
件表面含碳量会继续发生变化，冷却过程中不仅有表面增碳，还有
表面脱碳。表面脱碳在较高温度下即行终止，而脱碳主要是在铸件
冷却过程中形成。在机理上，脱碳是氧化反应，主要是基体铁的氧
化和碳的氧化。
在实际过程中，铸件增碳以何种形式产生，主要取决于在钢液的急
热冲击作用下、模样的热分解状态及其产物与金属液的作用以何种
方式进行。
二、减少增碳的措施
消失模铸钢件表面增碳的影响因素包括钢液的成份、铸件壁厚、铸
件的冷却速度、涂料层的厚度及透气性、负压度、模样材料、模样
密度、浇冒口工艺、排气方法、浇注位置、浇注温度、浇注速度等。
1.原始钢液与模样碳浓度的平衡
铸钢件表面碳浓度的分布，主要取决于模样分解产物中碳与钢液中
碳的浓度梯度，随着钢液中原始碳量的提高，二者的浓度差缩小，
可有效地抑制铸钢件表面增碳。钢液中合金元素对铸钢件表面增碳
有很大的影响，如Cr可增加铸钢表面的增碳，但可以减少碳层的深
度。
2.选用低密度或低含碳模样材料
模样材料的变化可显著降低模样分解产物中碳的浓度，从而减少铸
件表面的增碳。模样的密度越低，不仅发气量减小，而且生成的固
相碳也相应减少，所以可使模样分解产物中碳的浓度降低。低密度
的模样易于气化，残存液相少，所以对钢液的冷却作用小，有利于
降低铸钢局部增碳。对于一般的铸钢件的生产，模样密度适于控制
在 0.016~0.025g/cm2。生产实践表明，共聚模样材料即可克服 EPS
模样材料热分解产物中残碳较多，也可克服 PMMA 模样发气量大，浇
铸时宜产生反喷、呛火、气孔等缺陷，可作为铸钢件的首先模样材
料。
在模样材料中增加脱碳剂，如硼酸、硼砂等，防止其燃烧；也可加
入苛性碱、磷酸氢氨盐类，提高模样发火温度，推迟延缓燃烧，缩
短金属液与模样热解产物的作用时间。
在模样中加入阻燃剂，阻止高温时裂解燃烧，使其不产生或少产生
含含碳固相物。如可加入氯化石蜡、三磷酸盐、五溴二苯醚、三氧
化二锑等，同时还可加入二苯酰过氧化物、二月桂酰氧化物等，加
速含阻燃剂的模样转变为气体。
摘要：

一、怎样防止消失模铸钢件增碳一、增碳的现象及机理铸钢表面增碳的形式表现在几个方面：表面增碳、体积增碳、局部增碳和表面脱碳。表面增碳：在钢液充型过程中，钢液前沿与固态模样之间的气隙内有大量的氢存在。说明有固相碳生成。气体产物可在负压作用下渗入涂层而排出铸型。但固相碳被吸附于涂层壁铸件的表面，造成铸件表面增碳。另外，苯乙烯、苯蒸汽在负压作用下排出时，冷凝在涂层及周围的砂子中。吸附在涂料层的有机液态物质，在钢液凝固、铸件冷却过程中继续受到分解，也会造成铸件增碳。对于不同的铸钢件，增碳层的深度0.1~0.3mm，增碳量为0.01%。体积增碳：在浇注过程中，钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在很大的热量梯...

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