球墨铸铁件表层石墨畸变缺陷的成因与控制

发布时间：2017-09-20 09:08

  本文关键词：球墨铸铁件表层石墨畸变缺陷的成因与控制

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【摘要】：本论文以球墨铸铁件表层石墨畸变缺陷为主要研究对象,通过浇注试验,获得铸态组织,制备金相试样,探究表层石墨畸变的形成规律,解决球墨铸铁件表层石墨畸变缺陷的问题。首先考察铸件壁厚、涂层厚度、冷却速度、造型材料、树脂砂灼减量、固化剂加入量、浇注温度和固化剂种类等因素对于球铁件表层石墨畸变的影响,通过对试验的研究和分析,得到各个因素都处于最佳水平的铸造方案,并将该方案应用于综合实验和生产实践中。试验表明,随着球墨铸铁件壁厚的增加,铸件表层石墨畸变深度增加,石墨形状也由球状向细长的片状石墨转化。与普通铝矾土涂料相比,球铁涂料能够有效地减小铸件石墨畸变层。涂层越厚,球墨铸铁件表层畸变石墨层的厚度越薄,由一层涂料的1490μm降低到三层涂料的453μm。当涂层厚度增加到2mm以上时,涂层防渗硫效果趋向于不变。树脂和固化剂加入量越少,球墨铸铁件表层畸变石墨层的厚度越薄。其中,石墨的最大畸变层深度从固化剂加入量0.7%的1551μm减少到固化剂加入量0.4%的455μm。造型砂中新砂的加入比例越高,造型砂的灼减量和含硫量越低,球墨铸铁件表层石墨畸变厚度越薄。其中,用100%新砂的试样在壁厚100mm表层石墨畸变深度最低至397μm,而用100%再生砂的试样表层石墨深度最大可达2512μm。在铸型中添加的冷铁越多,铸件表层石墨畸变层的厚度越薄,试样最大壁厚石墨畸变层深度由无冷铁的1490μm降低到放置双面冷铁的596μm。球铁铸件的浇注温度越低,球墨铸铁件表层畸变石墨层的厚度越薄。其中,试样100mm厚处的石墨畸变层深度由1406℃的1822μm降低到1327℃的694μm。在配制的7种新型防渗硫涂料中,反应-烧结复合型的新型防渗硫涂料5的防渗硫效果最好,消除了壁厚50mm以下畸变石墨层,并使100mm壁厚的畸变石墨层减少到100μm以下。在造型砂中使用新型低硫固化剂,球墨铸铁件表层畸变石墨层的厚度变薄,其中,在壁厚为100mm处试样石墨畸变层厚度由添加普通固化剂的1490μm大幅降低到添加新型低硫固化剂的259μm,畸变石墨的形状也趋向于蝌蚪状和蠕虫状。对固化剂加入量、新型低硫固化剂、冷铁、砂型酌减量、浇注温度、新型防渗硫涂料及涂层厚度等因素综合考察,应用在阶梯试样上,能够完全消除试样表层的畸形石墨,而且石墨球形圆整,分布均匀。生产上采用易于操作控制的措施,即在型砂中添加低硫固化剂和冷铁,在铸型型腔表面涂刷两层新型防渗硫涂料5,生产的风电件扭力臂完全消除了球墨铸铁表层石墨畸变缺陷。
【关键词】：球墨铸铁 呋喃树脂 石墨畸变 影响因素 控制
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG255
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 球墨铸铁概论10-12
• 1.1.1 球墨铸铁的发展概况10-11
• 1.1.2 球墨铸铁的分类11-12
• 1.1.3 球墨铸铁的优势12
• 1.2 自硬呋喃树脂砂生产概况12-14
• 1.2.1 自硬呋喃树脂砂现状12-13
• 1.2.2 呋喃树脂固化剂13-14
• 1.2.3 球墨铸铁表面产生异常组织的机理14
• 1.3 铸造涂料概况14-16
• 1.3.1 铸造涂料的简介及分类14-15
• 1.3.2 铸造涂料的基本功能15-16
• 1.3.3 防渗硫涂料简介16
• 1.4 球墨铸铁表层石墨畸变成因与控制的研究现状16-17
• 1.5 本课题的研究意义及主要研究内容17-19
• 1.5.1 本课题研究意义17-18
• 1.5.2 本课题主要内容18-19
• 2 试验材料及试验方法19-30
• 2.1 试验设备及操作19-21
• 2.1.1 试验设备19-20
• 2.1.2 试验操作规程20-21
• 2.2 试验材料21-25
• 2.2.1 熔炼材料21-23
• 2.2.2 造型用材料23-24
• 2.2.3 涂料24-25
• 2.3 试验方案及检测方法25-29
• 2.3.1 试验方案25-28
• 2.3.3 取样及检测方法28-29
• 2.4 小结29-30
• 3 工艺因素对球墨铸铁件表层石墨畸变的影响试验与分析30-48
• 3.1 铸件结构和涂料对球墨铸铁表层石墨的影响与分析30-33
• 3.2 涂层厚度对球墨铸铁表层石墨的影响与分析33-36
• 3.3 树脂砂灼减量对球墨铸铁表层石墨的影响与分析36-38
• 3.4 树脂固化剂加入量对球墨铸铁表层石墨的影响与分析38-41
• 3.5 冷铁对球墨铸铁表层石墨的影响与分析41-44
• 3.6 浇注温度对球墨铸铁表层石墨的影响与分析44-46
• 3.7 小结46-48
• 4 球墨铸铁件表层石墨畸变缺陷的控制试验与生产应用48-61
• 4.1 新型防渗硫涂料对球铁表层石墨的影响与分析48-55
• 4.2 新型固化剂对球铁表层石墨的影响与分析55-57
• 4.3 球墨铸铁件表层石墨畸变的综合控制与分析57-58
• 4.4 生产应用58-60
• 4.5 小结60-61
• 5 结论61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64

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本文编号：887151