Τεχνικές απαιτήσεις χύτευσης και κοινά προβλήματα χυτών χάλυβα

Για εξαρτήματα μηχανών με υψηλότερες απαιτήσεις για αντοχή, πλαστικότητα και σκληρότητα, απαιτούνται χυτά χάλυβα. Η παραγωγή των προϊόντων χύτευσης χάλυβα είναι δεύτερη μετά τον χυτοσίδηρο, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 15% της συνολικής παραγωγής των χυτών.

1. Ταξινόμηση χημικής σύνθεσης

Σύμφωνα με τη χημική σύσταση, ο χυτός χάλυβας μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: ανθρακούχο χάλυβα και κραματοποιημένος χάλυβας. Μεταξύ αυτών, ο άνθρακας χυτός χάλυβας είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 80% της συνολικής παραγωγής χυτού χάλυβα.

1. Ανθρακοχυτός χάλυβας

Γενικά, ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ZG15 έχει υψηλό σημείο τήξης και κακή απόδοση χύτευσης και χρησιμοποιείται μόνο για την κατασκευή εξαρτημάτων κινητήρα ή ανθρακούχων εξαρτημάτων. Ο χάλυβας μεσαίου άνθρακα ZG25~ZG45 έχει συνολική απόδοση υψηλότερη από όλα τα είδη χυτοσιδήρου, δηλαδή υψηλή αντοχή, εξαιρετική πλαστικότητα και σκληρότητα, επομένως είναι κατάλληλο για την κατασκευή εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα και υψηλές απαιτήσεις αντοχής και σκληρότητας, όπως τροχοί τρένου , σφυρηλάτηση πλαισίων και άκμονων, κυλίνδρων και βαλβίδων υψηλής πίεσης κ.λπ., που είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος ανθρακούχου χάλυβα. Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ZG55 έχει χαμηλό σημείο τήξης και καλύτερη απόδοση χύτευσης από χάλυβα μεσαίου άνθρακα, αλλά η πλαστικότητα και η σκληρότητά του είναι φτωχές και χρησιμοποιείται μόνο για την κατασκευή μερικών εξαρτημάτων ανθεκτικά στη φθορά.

2. Κραματοποιημένος χάλυβας

Σύμφωνα με τη συνολική ποσότητα των στοιχείων κράματος, ο κραματοποιημένος χάλυβας μπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλες κατηγορίες: χάλυβας χαμηλού κράματος και χάλυβας υψηλής κραματοποίησης.

① Χυτό χάλυβα χαμηλού κράματος, η χώρα μου χρησιμοποιεί κυρίως σειρές μαγγανίου, πυριτίου μαγγανίου και χρωμίου. Όπως ZG40Mn, ZG30MnSi1, ZG30Cr1MnSi1, κ.λπ. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων όπως γρανάζια, κυλίνδρους εργασίας υδραυλικής πρέσας και ρότορες στροβίλου, ενώ το ZG40Cr1 χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή σημαντικών εξαρτημάτων που φέρουν δύναμη, όπως υψηλής αντοχής και αντοχής άξονες.

② Ο χυτός χάλυβας υψηλής κραματοποίησης έχει ειδικές ιδιότητες όπως αντοχή στη φθορά, αντοχή στη θερμότητα ή αντοχή στη διάβρωση. Για παράδειγμα, ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο ZGMn13 είναι ένας ανθεκτικός στη φθορά χάλυβας, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε συνθήκες εργασίας ξηρής τριβής, όπως το μπροστινό τοίχωμα και τα δόντια αρπάγης των εκσκαφέων, ράγες τρακτέρ και δεξαμενών κ.λπ. Ο ανοξείδωτος χάλυβας χρωμίου-νικελίου ZG1Cr18Ni9 και ο ανοξείδωτος χάλυβας χρωμίου ZG1Cr13 και ZGCr28, κ.λπ., έχουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση στο νιτρικό οξύ και χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή εξαρτημάτων για εξοπλισμό χημικών, πετρελαίου, χημικών ινών και τροφίμων. 2. Χαρακτηριστικά διεργασίας χύτευσης χυτού χάλυβα

Οι μηχανικές ιδιότητες του χυτοσιδήρου είναι υψηλότερες από αυτές του χυτοσιδήρου, αλλά η απόδοση χύτευσης είναι χειρότερη από αυτή του χυτοσιδήρου. Επειδή ο χυτός χάλυβας έχει υψηλό σημείο τήξης, ο τηγμένος χάλυβας οξειδώνεται εύκολα, η ρευστότητα του τηγμένου χάλυβα είναι φτωχή και η συρρίκνωση είναι μεγάλη. Η συρρίκνωση όγκου του είναι 10-14%, και η γραμμική του συρρίκνωση είναι 1.8-2,5%. Προκειμένου να αποφευχθούν ελαττώματα όπως ανεπαρκής έκχυση, κρύο κλείσιμο, συρρίκνωση και συρρίκνωση, ρωγμές και κόλλημα άμμου στα χυτά προϊόντα χάλυβα, πρέπει να ληφθούν πιο πολύπλοκα μέτρα διεργασίας από το χυτοσίδηρο:

1. Λόγω της κακής ρευστότητας του τηγμένου χάλυβα, προκειμένου να αποφευχθεί η κρύα σύγκλειση και η ανεπαρκής έκχυση των χυτών χάλυβα, το πάχος του τοιχώματος των χυτών χάλυβα δεν μπορεί να είναι μικρότερο από 8 mm. η δομή του συστήματος έκχυσης πρέπει να είναι απλή και το μέγεθος της διατομής να είναι μεγαλύτερο από αυτό του χυτοσιδήρου. θα πρέπει να χρησιμοποιείται ξηρή χύτευση ή θερμή χύτευση. η θερμοκρασία έκχυσης πρέπει να αυξηθεί κατάλληλα, γενικά 1520 μοίρες ~ 1600 μοίρες, επειδή η θερμοκρασία έκχυσης είναι υψηλή, η υπερθέρμανση του τηγμένου χάλυβα είναι μεγάλη και η υγρή κατάσταση διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα και η ρευστότητα μπορεί να βελτιωθεί. Ωστόσο, εάν η θερμοκρασία έκχυσης είναι πολύ υψηλή, θα προκληθούν ελαττώματα όπως χονδροειδείς κόκκοι, θερμικό ράγισμα, πόροι και κόλλημα άμμου. Επομένως, η θερμοκρασία έκχυσης μικρών, λεπτών τοιχωμάτων και πολύπλοκων χυτών είναι περίπου το σημείο τήξης του χάλυβα + 150 βαθμού . η θερμοκρασία έκχυσης μεγάλων χυτών χυτών με παχύ τοίχωμα είναι περίπου 100 βαθμούς υψηλότερη από το σημείο τήξης τους.

2. Δεδομένου ότι η συρρίκνωση του χυτοσιδήρου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του χυτοσιδήρου, προκειμένου να αποφευχθούν ελαττώματα συρρίκνωσης και συρρίκνωσης στα χυτά, οι ανυψωτήρες, οι ψύκτες και οι επιδοτήσεις χρησιμοποιούνται κυρίως στη διαδικασία χύτευσης για την επίτευξη διαδοχικής στερεοποίησης.

Επιπλέον, για να αποφευχθεί η συρρίκνωση, η συρρίκνωση, οι πόροι και οι ρωγμές στα χυτά χάλυβα, το πάχος του τοιχώματος θα πρέπει να είναι ομοιόμορφο, θα πρέπει να αποφεύγονται οι αιχμηρές γωνίες και οι ορθογώνιες κατασκευές, θα πρέπει να προστίθεται πριονίδι στην άμμο που χρησιμοποιείται για χύτευση, ο κοκ θα πρέπει να προστίθενται στον πυρήνα και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται κοίλοι πυρήνες και πυρήνες άμμου λαδιού για τη βελτίωση της απόδοσης και της διαπερατότητας αέρα του καλουπιού ή του πυρήνα άμμου.

Το σημείο τήξης του χυτού χάλυβα είναι υψηλό και η θερμοκρασία έκχυσης είναι επίσης υψηλή ανάλογα. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η αλληλεπίδραση μεταξύ τετηγμένου χάλυβα και υλικών χύτευσης είναι πολύ πιθανό να προκαλέσει ελαττώματα κολλήματος στην άμμο. Ως εκ τούτου, η τεχνητή χαλαζιακή άμμος με υψηλή ανθεκτικότητα πρέπει να χρησιμοποιείται ως καλούπι χύτευσης και μια επίστρωση από σκόνη χαλαζία ή σκόνη άμμου ζιργκόν θα πρέπει να βουρτσιστεί στην επιφάνεια του καλουπιού χύτευσης. Προκειμένου να μειωθεί η πηγή αερίου, να βελτιωθεί η ρευστότητα του τηγμένου χάλυβα και η αντοχή του καλουπιού χύτευσης, τα περισσότερα χυτά χάλυβα χυτεύονται με ξηρά καλούπια ή καλούπια ταχείας ξήρανσης, όπως καλούπια άμμου από σκληρυμένο με CO{1} . 3. Θερμική επεξεργασία χυτών χάλυβα

Τα χυτά χάλυβα θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μετά από θερμική επεξεργασία. Επειδή υπάρχουν ελαττώματα χύτευσης όπως πόροι, ρωγμές, κοιλότητες συρρίκνωσης και συρρίκνωση, χονδροειδείς κόκκοι, ανομοιόμορφη δομή και υπολειπόμενη εσωτερική καταπόνηση στο εσωτερικό των εξαρτημάτων από χυτό χάλυβα, η αντοχή, ιδιαίτερα η πλαστικότητα και η σκληρότητα των εξαρτημάτων από χυτό χάλυβα μειώνονται σημαντικά.

Για να τελειοποιηθούν οι κόκκοι, να γίνει η δομή ομοιόμορφη και να εξαλειφθεί η εσωτερική καταπόνηση, τα χυτά χάλυβα πρέπει να ομαλοποιηθούν ή να ανόπτονται. Οι μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα μετά την κανονικοποίηση είναι υψηλότερες από αυτές μετά την ανόπτηση και το κόστος είναι επίσης χαμηλότερο, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως. Ωστόσο, δεδομένου ότι η κανονικοποίηση θα προκαλέσει μεγαλύτερη εσωτερική καταπόνηση από την ανόπτηση, είναι κατάλληλο μόνο για χύτευση χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μικρότερη από {{0}},35%. Επειδή τα χυτά χάλυβα με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα έχουν καλή πλαστικότητα και δεν είναι εύκολο να σπάσουν κατά την ψύξη. Προκειμένου να μειωθεί η εσωτερική καταπόνηση, τα χυτά χάλυβα θα πρέπει επίσης να σκληρύνονται σε υψηλή θερμοκρασία μετά την κανονικοποίηση. Για χύτευση χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη ή ίση με 0,35%, πολύπλοκη δομή και επιρρεπή σε ρωγμές, μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο ανόπτηση. Τα χυτά χάλυβα δεν πρέπει να σβήνουν, διαφορετικά είναι πολύ εύκολο να σπάσουν. 4. Τήξη χυτού χάλυβα

Ο χυτός χάλυβας τήκεται γενικά σε φούρνους ανοιχτής εστίας, φούρνους ηλεκτρικού τόξου και επαγωγικούς κλιβάνους. Τα χαρακτηριστικά των κλιβάνων ανοιχτής εστίας είναι η μεγάλη χωρητικότητα, η χρήση σκραπ χάλυβα ως πρώτη ύλη, η ικανότητα ακριβούς ελέγχου της σύνθεσης του χάλυβα και η ικανότητα τήξης χάλυβα υψηλής ποιότητας και χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την τήξη τετηγμένου χάλυβα για μεγάλα χυτά χάλυβα με υψηλές απαιτήσεις ποιότητας.

Ο τριφασικός φούρνος ηλεκτρικού τόξου ανοίγει και κλείνει εύκολα, μπορεί να εξασφαλίσει τη σύνθεση και την ποιότητα του τηγμένου χάλυβα, δεν έχει αυστηρές απαιτήσεις για τα υλικά του κλιβάνου και είναι εύκολο να θερμανθεί. Ως εκ τούτου, μπορεί να λιώσει χάλυβα υψηλής ποιότητας, υψηλής ποιότητας κράμα χάλυβα και ειδικό χάλυβα, κ.λπ. Είναι ένας κοινός εξοπλισμός για την παραγωγή χυτών χυτών χάλυβα.

Επιπλέον, η χρήση κλιβάνων επαγωγής βιομηχανικής συχνότητας ή μέσης συχνότητας μπορεί να λιώσει διάφορους υψηλής ποιότητας κράμα χάλυβες και χάλυβες με εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Ο επαγωγικός κλίβανος έχει γρήγορη ταχύτητα τήξης, μικρή εξάντληση στοιχείων κράματος, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και υψηλή ποιότητα λιωμένου χάλυβα, δηλαδή χαμηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες και λίγα εγκλείσματα, που είναι κατάλληλο για μικρά εργαστήρια χύτευσης χάλυβα.