高锰钢耐磨铸件存在哪些铸造缺陷及断削加工
在哪里可以找到缺陷铸造订单？ 学习铸造技术，登录【铸造订购网】 1、砂型粘结。原因：模具和砂涂不充分。
高锰钢富含锰，明显Mn含量较高，与空气中的氧气发生反应。
因而钢水表面含有较多的MnO，呈碱性。
核心由石英砂制成。
MnO很容易与石英发生反应。
含有石英粉等酸性耐火材料的砂子或炉衬发生化学反应：MnO+SiO2=MnO·SiO2，生成MnO·SiO2。
当这种低熔点化合物凝固时，砂粒牢固地粘附在铸件表面上，形成化学砂。
低熔点物质的产生也有利于钢水渗透到型砂的孔隙中，造成型砂的机械粘附。
预防方法是：高锰钢铸件生产中常采用石英砂，但应采用碱性耐火材料或中性耐火材料配制的炉衬，炉衬应采用中性碱性或镁质，以防止形成钢水和结晶器表面的氧化物有中间作用。
采用镁砂等碱性耐火材料原砂作为型砂，可以从根本上解决粘砂和铸件表面质量问题。
镁砂具有良好的导热性，可以提高铸件结晶、凝固过程中的冷却速度，改善晶体结构，提高性能。
也可采用高耐火中性材料，如铬铁矿砂、铬镁砂等。
型芯可选用铬铁矿树脂砂，砂型可选用橄榄石水玻璃砂，采用高镁铝粉和铬铁矿粉作涂料，提高铸件表面质量。
但这些材料都比较昂贵，因此在实际制造中建议使用干石英砂、氧化镁等碱性耐火材料作为涂层，将石英砂与钢水分离。
目前普遍采用石灰石砂来铸造高锰钢件。
可以采用以可溶性玻璃为结合剂的石灰砂为芯，以获得光滑的内腔，采用型砂可以获得光滑的外表面，并且更容易清砂。
还有一种是用白云石砂，它也是一种碱性耐火材料。
2、结晶物质较厚。
原因：高锰钢的特性和铸造温度过高。
高锰钢含碳量高，结晶速度快，导热系数低，钢水凝固缓慢。
钢在凝固过程中，很容易产生粗大的枝晶。
当传热是定向的时，它们很容易发育成条状柱状晶体。
枝晶间存在微观疏松和夹杂物，造成高锰钢的塑性和抗冲击性能急剧下降。
特别是标准高锰钢的粗晶粒尺寸很难通过处理改变热的。
根据建材部标准，高锰钢铸件晶粒度应不大于2级。
有些工艺文件还规定，壁厚不超过20毫米的铸件不允许有柱状晶。
对于壁厚不超过20mm的铸件，截面两侧柱状晶厚度之和不必合格。
若厚度超过截面的五分之二，否则不合格； 预防方法如下： 1.生殖治疗。
熔炼时加入一定量的钼、铬元素进行保温处理。
因为这些元素的碳化物和氮化物在钢的结晶过程中可以充当外来核，从而细化晶粒。
2、合理控制浇注温度。
铸造温度高时，钢水积聚大量热量，凝固速度慢，结晶后晶粒变粗。
相反，颗粒更细。
因此，对于流动性好、导热系数低的高锰钢，最好采用较低的铸造温度，以获得更细的晶粒和更高的力学性能。
因此，生产中必须采用高温熔炼和低温浇注，并且必须严格控制出钢温度。
此外，较低的铸造温度还可以减少热裂纹、缩孔、粘砂、含气量等相关缺陷，并节省能源，是影响铸件质量的重要因素。
3、铸件破损原因一：装箱、切割不当。
高锰钢在水淬处理前很脆。
高锰钢熔体的组织为奥氏体和碳化物。
由于碳化物的存在，钢的强度不高，而且很脆，遇到碰撞时容易产生裂纹。
另外，大型铸件浇注、冒口时需要气割时，由于局部突然加热，会产生强大的应力，往往会导致冒口根部产生裂纹。
注意事项如下： 1、铸件装箱的时间必须合理确定，不能预计。
小零件通常需要 4-6 小时，较大零件通常需要 8-12 小时。
并且装箱后，喷气机不宜放置在容易发生碰撞的地方。
包装和运输过程中严禁碰撞、淋水，防止铸件因应力和冷却而破裂。
2、铸件热处理前，需清理内部型腔及表面砂粒，去除毛刺、毛刺。
如果毛刺和粗毛刺太厚，可以通过气割去除，但是……留有足够的余量。
最好使用砂轮切割机。
用锤子敲掉小铸件易切削的冒口。
只能切割 5/6 的大盖子开口，其余部分将在水中固化后去除。
切割过程中，钢水不得流到铸件上，否则铸件会破裂。
3、铸件水硬化处理完成后，应在冷水中（最好在水下）切割冒口边缘，切割处水面应有流动（可设置1-2根水管）喷水）以确保冷切割。
但需留6-7毫米的余量。
当条件不充分时，可将作为铸件无法脱离的枝条、浇口浇水，软化后进行切割。
最后用碳弧气刨去除未加工表面上的多余部分，并用砂轮抛光。
原因2、化学成分偏差大引起裂纹消失的一个可能原因是铸件化学成分不合格，特别是“C”元素含量超标（Mn/C≤8）和杂质“P”含量超标。
在高锰钢中，碳有两个用途。
一方面扩大奥氏体区，促进钢中奥氏体组织的形成； 另一方面，它有利于钢的加工硬化。
高锰钢必须具有相当大的碳含量才能实现有效的加工硬化和高耐磨性。
但碳含量不能太高，否则熔体组织中会出现大量碳化物，特别是粗大的碳化物。
大量碳化物的存在会使钢变脆。
这些碳化物即使在水淬处理后溶解在奥氏体中，也会在碳化物原来所在的地方留下空间，引起微裂纹，使钢变脆。
此外，当碳含量过高时，固溶处理后的淬火过程中不可避免地会析出碳化物。
因此，碳含量应控制在合理范围内，不能太低（太低则淬透能力不足），但也不能太高。
锰是扩大奥氏体区的元素，要形成单一的奥氏体组织，必须有足够的锰含量。
当钢中含碳量较高时，锰含量应相应增加，两者应保持合理的比例。
一般Mn/C为10。
如果锰含量稍低，可以为8。
选择锰/碳比时，必须考虑铸件的壁厚。
铸件越厚，锰/碳比率越高。
熔炼时，锰铁必须最后加入炉内，以减少燃烧损失，后加入的铁合金必须预先烧成。
出钢前可用12×20×300mm试棒根据钢水冷弯角度检验钢水质量。
磷的存在会降低钢的弹性并使铸件容易破裂。
在高锰钢中，由于锰含量高，锰与硫结合形成MnS进入炉渣中。
因此，高锰钢中硫含量较低（一般不超过0.03%），对钢有负面影响。
钢的含量比磷少得多。
硅降低碳在奥氏体中的溶解度，促进碳化物析出，降低钢的耐磨性和回弹性。
处理方法如下： 严格原料配比，保证锰、碳有足够的比例； 生产过程中尽量降低磷含量。
锰铁的磷含量较高。
采购锰铁时，应选择磷含量低的锰铁合金，应控制在0.4-0.6%，不能最多超过 0.8%。
原因三：水硬度管理不当。
高锰钢因碳化物的存在而脆，必须在水中淬火后才能使用。
水淬过程由加热、保温和淬火三个阶段组成。
高锰钢导热性能差，线收缩率大（一般为2.5%~3.0%），内应力高，毛坯组织中存在碳化物。
因此，钢的强度下降，脆性增加，容易断裂，因此需要控制加热速度。
为了消除原始组织中的碳化物，必须将钢加热到1040℃以上并保温足够的时间，使碳化物完全溶解在单相奥氏体中，然后快速冷却以获得固溶体。
奥氏体结构。
这种固溶热处理也称为水淬处理。
1050-1100℃的加热温度（水淬温度）足以保证钢中的碳化物快速完全溶解。
因此，当达到该温度时，停止加热。
但水淬温度过高会造成铸件表面严重脱碳，促进高锰钢晶粒快速长大，影响高锰钢的性能。
因此，在保证碳化物完全溶解的情况下，加热温度应尽可能低。
当达到这个冷却温度时，毛坯组织中的碳化物基本上已溶解，但为了保证少量未溶解的碳化物继续溶解，通过扩散使奥氏体中溶解的碳均匀化，以减少碳化物再次析出的可能性。
下一道工序还需要在这个温度下再保温一段时间。
另外，当冷却后水温高于60℃时，碳化物又会析出。
注意事项如下： 1、一般简单的薄壁铸件可采用较快的加热速度； 厚壁铸件必须缓慢加热； 为了减少铸件在加热过程中的变形或开裂，制造时常采用650℃左右的预热工艺，以减小厚壁铸件内外温差，提高炉内温度均匀，然后迅速升至水的韧性温度。
在常温至600℃温度范围内，对于薄壁铸件（δ<25mm），加热速率可采用70℃/h； 对于中壁铸件（δ=25-50mm），加热速度可为50℃/h； 对于有后壁（δ>75mm）的铸件和形状复杂的铸件，可采用30-50℃/h的加热速率。
当温度超过600℃时，需要保温，以减少厚壁铸件内外温差。
由于钢的塑性得到改善，开裂的风险降低，铸造速度可提高至 100-150°C/h，直至冷却温度。
一旦达到冷却温度，就需要一定的保温时间。
保温时间主要取决于铸件壁厚，以保证碳化物完全溶解铸件的组织和奥氏体的均匀化。
通常保温时间可按铸件壁厚25mm/1-1.5小时计算。
2、淬火保温后，应将铸件迅速从炉中取出，浸入水中。
打开烘箱门到全部片入水的时间应不超过30秒，且越短越好（国家标准为45秒，不应长于1分钟），以保证熔化温度不低于1000℃（低于950℃时碳化物会重新出现。
析出，因为绝缘温度为 1050-1100℃，所以一定要快）。
水量一定要大，不少于铸件和悬轨重量的8倍。
水温应控制在10-30℃。
淬火时，保持从底部注入冷水，保证淬火结束时水温不高于60℃，以防止高锰含量再次析出，机械性能明显下降。
如果使用非循环水，需要定期增加水量，最好使用干净的循环水或压缩空气来搅拌池水。
使用吊篮淬火时，通过摆动吊篮可加速熔体的冷却。
此时的钢具有奥氏体组织，塑性良好。
淬火时熔体虽产生较大内应力，但不会开裂。
高锰钢铸件入水时，通常采用自动倾翻或吊篮提升的方式进行冷却。
前者容易造成大型零件和形状复杂的薄壁零件变形，淬火后铸件从池中取出也很困难； 后者淬火后铸件取出方便，但吊篮消耗较多。
高锰钢水淬处理后的金相组织。
高锰钢经过水淬处理后，如果碳化物完全消除，就会具有独特的奥氏体组织。
这种结构仅适用于薄壁铸件。
奥氏体晶粒内或晶界上通常允许有少量碳化物。
高锰钢组织中的碳化物按其生成原因分为三类：一类是未溶解碳化物，是熔融组织中经水淬处理不能溶解的碳化物，另一类是析出碳化物，它是由于水淬时的冷却速度不够高，冷却过程中会产生沉淀。
第三种是过热碳化物，它是水中淬火时由于加热温度过高而析出的共晶碳化物。
前两种碳化物可以通过热处理再次消除，但过热产生的共晶碳化物不能通过热处理再次消除。
因共晶碳化物过多而被视为不合格的铸件只能报废，不能再次进行热处理。
另外，还有一句话可供参考。
人们常认为高锰钢淬透性高，但厚度80mm以上的高锰钢零件水淬后，芯部冷却速度慢，针状碳化物析出，降低性能。
为了降低碳化物在高温下固溶的难度，降低能耗，缩短生产周期，即使是厚度小于100毫米的简单铸件，也被放入200℃的炉中，以70℃的速率加热。
650°C 时 80°C/h，无绝缘。
水淬工艺。
4、气孔是铸件生产中最常见的铸造缺陷之一。
由孔隙引起的铸造废物约占废物总量的三分之一。
孔隙是由表面、皮下和射流内的气体聚集形成的光滑壁空腔。
气孔一般分为三类：侵入性气孔、沉淀性气孔和反应性气孔。
原因1：侵入性造口。
铸造过程中，液态金属对铸型的强烈热作用，引起型砂、芯砂中气态物质（水分、粘结剂等）的汽化、分解和燃烧，产生大量气体。
，再加上型腔内原有的气体，这些气体部分侵入液态金属内部而未能逸出而形成的孔洞称为侵入孔。
预防方法如下： 1、降低砂型界面（型芯）的气体压力是最好的办法。
例如，选择透气性好、气体产生量低的成型材料； 控制型砂及其他发气添加剂的湿度，采用干型砂或快干型砂代替湿型砂型，采用发气量低、发气速度慢、发气温度高的粘结剂； 砂型（芯）必须干燥，干燥后的砂芯不宜存放过久。
隔日使用的砂芯在使用前应放回烘箱中烘干，防止吸潮。
请勿使用冷熨斗，潮湿或生锈的芯保持器要光滑，并且出口必须合理布置。
对于气孔，使用冒口提高模具的排出能力，浇注后立即开火。
点燃火后，可以听到沙箱周围有气体爆炸和火焰燃烧的声音。
拆掉沙箱后，可以看到底部有湿气的痕迹。
表明产生大量H2、O2、CO、H2S等气体。
2、出钢后，让钢水静置5-10分钟，让钢水中的气体逸出。
3、浇注温度不宜过低，以保证侵入气体有足够的时间从金属液中上浮和逸出。
加快铸造速度，选择合适的型腔密封，增加上砂型的高度，增加液态金属的静压力。
设置铸造系统时，需要注意液态金属的流畅流动。
浇注不得中断，以免气体卷入液态金属中。
原因二：毛孔沉淀。
液态金属中溶解的气体析出，在冷却凝固过程中由于溶解度降低而形成气孔，称为析出物气孔。
析出孔隙数量较多，尺寸较小，呈圆形、椭圆形或针状。
射流截面在大面积上均匀分布，主要是氢孔和氮孔。
金属，尤其是液态金属，可以吸收和溶解大量气体。
当温度较低且外部大气压力降低时，溶解在熔融金属中的气体将从金属中析出。
有些是通过吸附而脱落并克服逃逸阻力，有些是由于金属上的凝固阻力而形成孔隙。
熔融金属的表面积大于浮力。
预防方法如下： 1.减少吸入量。
清理炉料，使用清洁、干燥的炉料，限制使用含气量高的炉料； 干燥窑衬和浇注工具，浇包使用前应干燥。
如果钢包内有铁水，则需要在铁水表面涂上封盖剂。
保证“三干”：即出铁口、出铁口、桥架必须完全干燥，缩短熔化时间，避免金属液与炉气接触，减少熔化吸力； 2、脱气处理。
可以使用添加元素或吹入惰性气体的脱气方法以及真空脱气方法。
3.防止气体产生。
提高射流的冷却速度、提高外部大气的压力等。
原因三：反应性毛孔。
由于液态金属与铸型之间、液态金属与熔渣之间、或液态金属内部元素之间的一些产生气体的化学反应而形成的孔，称为反应性气孔。
反应性毛孔一般成群均匀分布，常位于铸件皮下，形成皮下毛孔。
由于它们的形状像针，所以也被称为针孔。
这种气孔在铸钢件中更常见。
清砂后露出部分气孔，热处理除垢后露出较多气孔。
在制造实践中，发现如下图片：薄壁铸钢件底面侧面和顶部有多个孔（底面水分不易蒸发）； 多于; 湿法铸件的针孔比干法铸件多，湿法铸件分为：主要是表面有大量针孔，是由于钢水脱氧不良而产生的； 关于皮下气孔的形成机制有两种观点：一种是氢气学说，另一种是一氧化碳学说。
氢理论认为，当钢水与铸型内的水蒸气接触时，发生化学反应，分解成氢气，一部分逸出，一部分溶解在钢水中，导致钢水中的氢含量降低。
达到饱和。
当熔体凝固时，钢水中所含的氢会从固相中析出，并被推向金属的固液界面，形成氢偏析，使界面处的氢浓度大大增加。
特别是当废钢中含有铁锈和油脂时，氢化物含量较高。
如果钢水中含有较多的 FeO，FeO 会与铸件表皮下的氢反应生成 H2O。
水成为非自发的气核，钢水中析出的氢浓缩在气核中，形成气泡并长大，最终形成气孔。
一氧化碳理论支持当钢水脱氧不良时，存在残余的FeO或钢水与水蒸气反应生成FeO，这些铁氧化物与钢水中的碳反应生成CO。
其预防方法包括脱气、脱氧，尽量减少钢中的氢和氧化铁； 严格控制型砂湿度，尽量减少造型时刷水，提高铸型卸料能力； 5、砂眼和渣孔 铸造缺陷内部或表面充满型砂（芯）的小孔称为砂眼。
如果缺陷形状不规则，内部有夹渣或夹杂物，则称为渣孔。
预防如下： 1.沙眼。
(1)提高型砂(芯)强度和砂型致密性，减少砂芯毛刺和砂型尖角，防止冲砂。
(2)闭模前，应用鼓风吹扫模腔和砂芯表面的浮砂，闭模后应尽快进行浇注。
(3)防止砂芯干燥、存放时间过长。
(4)合理设计浇注系统，避免钢水对结晶器壁的磨损力过大； 浇道杯表面必须光滑、无浮砂。
2、渣孔。
(1)增加除渣次数，浇注前静置一段时间，以利于熔渣上浮。
(2)合理设计浇注系统，放置滤板，提高挡渣能力，在浇注包上安装挡渣系统，保持浇注时连续流动。
6、缩孔、气孔。
在铸件的厚截面处，在热接缝处或最终凝固的轴处，形成表面粗糙的孔洞和或多或少的树枝状晶体。
大而集中的孔称为缩孔，而小而分散的孔称为缩孔。
缩孔和气孔主要是由于金属液在冷却凝固过程中产生的液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩，而在铸件最终凝固时液态金属无法得到补充而造成的。
。
注意事项如下： 1、铁冷。
为了获得细小的铸态晶粒，减少铸造时碳化物析出量，以及控制铸造温度，在厚而大的工件上应设置外冷件（内冷铸铁一般不宜），这也提高了铸件的铸件质量。
通过减少缩孔和松动来提高高锰钢铸件的质量。
高锰钢坯体收缩明显，但只要工艺控制得当，缩孔可能不会出现，而是以松板的形式存在。
由于其韧性好，基本不影响使用。
2. 配置立管。
当高锰钢铸件厚度小于25毫米时，一般不需要支柱。
当厚度大于50mm时，需要安装支柱。
高锰钢切削困难，常采用铸造系统分别地。
冒口采用隔热、细颈、易切冒口三种类型。
技术上，采用额外的浇注、放热剂，提高加料效果。
3、浇口必须满足同时凝固的要求。
它应该分散在几个步骤中。
内浇口断口应窄、深、小。
一般情况下，锯齿板应单头配合4-6级。
水平门应稍大并压在内门上。
树脂砂铸造铸件粘砂、气孔、砂眼等缺陷原理分析
铸件打砂问题主要是由于缺少涂层而无法有效分离和阻挡高温熔融金属。
涂料的膨胀系数过高，导致涂料与高温熔融金属接触时受热膨胀，导致砂子脱离模具，造成粘砂。
熔融金属在高温下发生反应，发生化学反应，生成低熔点化合物，对于金属层较厚的墙壁和角落，喷砂过程更为严厉。
清除所有难粘的沙子，油漆和灰尘将残留。
形成砂眼的原因主要有两个：
在成型过程中，模具内可能存在未溶解的砂子，从而引起砂眼。涂层强度和耐火性能不足，不能承受高温熔融金属的冲击，造成铸造、型砂起泡。
铸造过程中出现孔隙的原因有多种，其中最常见的是金属脱模的模具中存在大量难渗透的气体。
由此，形成孔内部。
这些缺陷为有效保护 涂层应具有良好的附着力； 它需要具有合适的膨胀系数和足够的防火性和透气性。
