影響三維柔性焊接平臺鑄件產生熱烈的因素有哪些
2019年08月26日
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影響三維柔性焊接平臺鑄件形成熱裂的因素是多方面的。因此，當考慮防止熱裂的措施時，不能從單方面的影響因素著手解決，需結合具體情況進行綜合分析，從而采取相應辦法方可。
1、三維柔性焊接平臺鑄件結構
三維柔(rou)性(xing)焊接平臺(tai)鑄件結構設(she)計不合(he)理(li)，往往是熱裂(lie)產生的原因之一。所以，在設(she)計鑄件時應(ying)注意以下(xia)幾點：
a、兩截而相交處不要設計(ji)成直角(jiao)(jiao)拐彎，須設有圓角(jiao)(jiao)。圓角(jiao)(jiao)的形狀(zhuang)、大小視(shi)鑄件的交接情況(kuang)確定(ding)。
（a）所示結構由于(yu)兩(liang)截(jie)面交接成(cheng)一直角拐彎，形成(cheng)了熱節，造成(cheng)收縮(suo)應(ying)力易于(yu)此處集(ji)中和熱裂的形成(cheng)。
(b)所示圓弧形結構后(hou)，熱裂即被(bei)xiaochu。
b、盡(jin)量減小并分散(san)熱節點，避免采用十字交(jiao)叉的截面，在(zai)條件允許的情(qing)況下(xia)，應將交(jiao)叉的截面錯開(kai)。
c、在鋼件上采用(yong)不(bu)等厚(hou)度(du)的(de)截(jie)面(mian)時，應使鑄件各部分收縮時彼(bi)此不(bu)發(fa)生(sheng)阻礙。
2、鑄造工藝設計
a.液體金屬(shu)(shu)經(jing)過內(nei)澆(jiao)(jiao)口(kou)進入型(xing)腔后，靠近內(nei)澆(jiao)(jiao)口(kou)的鑄(zhu)件冷卻較慢，形成(cheng)鑄(zhu)件上的薄弱區，因而(er)較易產生熱裂。有時，鑄(zhu)件收縮可能受到澆(jiao)(jiao)口(kou)阻礙而(er)產生熱裂。尤其(qi)是為了(le)使金屬(shu)(shu)液均勻澆(jiao)(jiao)入，應(ying)用復雜而(er)且(qie)相連的澆(jiao)(jiao)口(kou)時，危險 大。
b、在(zai)壁厚不均勻的(de)截(jie)面交接處，常常產(chan)生(sheng)熱(re)裂，為(wei)消防這類缺陷，經用戶同意(yi)可(ke)以在(zai)這些部位設(she)置加強(qiang)筋(jin)(jin)。防裂加強(qiang)筋(jin)(jin)不僅可(ke)以提高三維柔性焊接平臺鑄件熱(re)裂部位的(de)強(qiang)度， 主要(yao)是能起散熱(re)作用，從而(er)減緩“熱(re)點”集中程度，huanjie熱(re)裂的(de)產(chan)生(sheng)。加強(qiang)筋(jin)(jin)設(she)置時(shi)，要(yao)注意(yi)不宜(yi)太厚，一般為(wei)相應部位壁厚的(de)1/3左右，否則也會導致熱(re)裂的(de)產(chan)生(sheng)。同時(shi)，還應處理好(hao)加強(qiang)筋(jin)(jin)的(de)形(xing)狀。
3、合(he)金成(cheng)分、熔煉工(gong)藝的調整與煉
a、在不影(ying)響三維柔性(xing)焊接(jie)平臺鑄(zhu)件使用性(xing)能的(de)前提下，可(ke)適(shi)當(dang)調(diao)(diao)整合金的(de)化(hua)學(xue)成分，縮小凝固(gu)溫度范(fan)圍，減少(shao)凝固(gu)期間的(de)收(shou)縮量或(huo)選擇抗裂性(xing)較好的(de)接(jie)近共(gong)晶成份。例如：在鑄(zhu)造牌號(hao)為ZG45#的(de)扳手體鑄(zhu)件時，由于(yu)這一類鑄(zhu)件易產(chan)生熱裂，調(diao)(diao)整其化(hua)學(xue)成分有利(li)于(yu)對熱裂的(de)防止。調(diao)(diao)整方法為在牌號(hao)規定范(fan)圍內，將(jiang)碳取(qu)下限值(zhi)0.42-0.44，硅取(qu)上限值(zhi)0.45，適(shi)當(dang)提高(gao)至0.8-0.9，硫、磷控(kong)制(zhi)在0.04以下。
b、對碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)及合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)進行(xing)微(wei)合(he)金化(hua)(hua)和變質處理，可以明(ming)顯提高鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)件的(de)(de)抗裂強度(du)。加入(ru)(ru)稀土元(yuan)素、或其他元(yuan)素即(ji)能(neng)達到此目的(de)(de)，加入(ru)(ru)量一般均在(zai)(zai)0.3以下(xia)。元(yuan)素可以單 加入(ru)(ru)，也可以幾種(zhong)元(yuan)素同時加入(ru)(ru)，常用的(de)(de)元(yuan)素有釩、鈰、鈣、鈦、鈮等。這種(zhong)方法能(neng)使(shi)鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)晶(jing)(jing)粒(li)細化(hua)(hua)與減少夾(jia)(jia)雜(za)物，從而(er)改變了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)一次(ci)結晶(jing)(jing)過程(cheng)，增強了鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)件的(de)(de)抗裂性(xing)(xing)能(neng)和機械性(xing)(xing)能(neng)。如在(zai)(zai)ZG25#碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)0.5-0.2的(de)(de)稀釋成(cheng)0.2的(de)(de)釩可使(shi)晶(jing)(jing)粒(li)細化(hua)(hua)，xiaochu粗大的(de)(de)魏氏組(zu)織；向(xiang)鉻、鎳、銅鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)0.05-0.1的(de)(de)鈰可以消防柱(zhu)狀晶(jing)(jing)組(zu)織；向(xiang)ZG2Cr13和ZG1Cr18N19鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)0.15鈰能(neng)消防晶(jing)(jing)界(jie)夾(jia)(jia)雜(za)，促使(shi)硫(liu)化(hua)(hua)物夾(jia)(jia)雜(za)分布均勻(yun)；因而(er)提高了鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)抗裂性(xing)(xing)。
c、改(gai)進鑄(zhu)鋼的脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)工藝，能提(ti)高鑄(zhu)鋼的抗裂(lie)性能。鑄(zhu)鋼件晶界(jie)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)夾(jia)(jia)雜物是熱裂(lie)形成的主要原因之一。提(ti)高脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)效(xiao)(xiao)果，減(jian)少氧(yang)(yang)(yang)化(hua)夾(jia)(jia)雜物并(bing)改(gai)變其(qi)分布狀態可以(yi)減(jian)少鑄(zhu)鋼熱裂(lie)傾向。實驗證明，采用綜合脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)比(bi)單 進行脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)的效(xiao)(xiao)果地好(hao)得多(duo)。這是因為脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)產(chan)物的尺(chi)寸要比(bi)單 脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)時大(da)得多(duo)，因而有利于鋼液將(jiang)脫(tuo)(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)(yang)產(chan)物排除(chu)。
綜合脫氧方法：碳鋼和低合金鋼先加錳與(yu)硅(gui)預脫氧，以(yi)鋁(lv)終(zhong)脫氧。不(bu)銹(xiu)鋼鋼用(yong)硅(gui)鈣(gai)粒子與(yu)石灰進行擴(kuo)散(san)脫氧，然后再用(yong)塊狀硅(gui)鈣(gai)作(zuo)沉(chen)淀(dian)終(zhong)脫氧，理想的辦法是(shi)采用(yong)多元復合脫氧劑。
d、控制(zhi)鑄鋼的(de)結晶過(guo)程，使初晶組織(zhi)(zhi)細(xi)化，減(jian)少熱裂傾(qing)向。采用懸浮澆(jiao)注法，即在鋼水澆(jiao)注的(de)同(tong)時(shi)通過(guo)澆(jiao)口(kou)或其他通道加(jia)入細(xi)顆(ke)粒(li)金屬粉(fen)末使初晶組織(zhi)(zhi)細(xi)化。例(li)如ZG35#碳鋼澆(jiao)注時(shi)加(jia)入2的(de)錳鐵粉(fen):澆(jiao)注鉻(ge)鉬合(he)金鋼時(shi)加(jia)入粒(li)度0.1毫米(mi)的(de)鉬粉(fen)，均(jun)有細(xi)化晶粒(li)，提高(gao)機(ji)械性能減(jian)少鑄件產生熱裂缺陷的(de)作用。
5、三維柔性(xing)焊接(jie)平(ping)臺澆注條件方面(mian)
澆(jiao)注方面(mian)防止熱裂的主(zhu)要措施是采用高溫(wen)(wen)出爐、低溫(wen)(wen)澆(jiao)注，澆(jiao)注速(su)度(du)先快后慢的原則。但考慮到降(jiang)低澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)，對于薄壁件易產生冷隔、澆(jiao)不足等(deng)缺陷，所以(yi)根據鑄件結構 點，應分(fen)別(bie)按以(yi)下(xia)方法生產為好。
a、在澆注(zhu)薄壁與(yu)桿狀(扳手、連接桿、鉗(qian)子)鑄件時，鋼水的(de)澆注(zhu)溫(wen)度控制在1540℃左(zuo)右，型殼的(de)溫(wen)度大于650℃，即要(yao)求紅(hong)殼澆注(zhu)。
b、對于壁厚大(da)于20毫米的(de)(de)鑄件(jian)(jian)，鋼(gang)水的(de)(de)澆注(zhu)溫度選擇(ze)在1530℃左(zuo)右，型殼(ke)的(de)(de)溫度在400℃以下，甚至可冷殼(ke)澆注(zhu)。這樣有利于鑄件(jian)(jian)在熱裂危險(xian)期(qi)的(de)(de)結(jie)殼(ke)強度提高。
c、當遇到壁厚不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)，鋼水的(de)(de)澆注溫(wen)度取1540℃ .型殼的(de)(de)溫(wen)度在400-500℃左(zuo)右，但嚴格(ge)執行先快后(hou)慢(man)的(de)(de)澆注方法。鑄(zhu)件(jian)澆注后(hou)待鋼液凝固后(hou)，應將壁厚部分(fen)的(de)(de)型殼先qingchu，讓這部分(fen)先冷卻，以達到鑄(zhu)件(jian)收縮均(jun)勻(yun)之目的(de)(de)。以上是針對容易產生熱裂的(de)(de)碳(tan)鋼鑄(zhu)件(jian)采取的(de)(de)措施，不(bu)銹鋼鑄(zhu)件(jian)可參(can)照進行，但澆注溫(wen)度需(xu)適當提(ti)高30-60℃左(zuo)右。
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