影響鋼錠模鑄造性能的因素主要有以下幾方面:
1. 材料因素:
- 材料種類:
- 灰鑄鐵:熔點較低,鑄造性能較好,而且導熱性好,熱應力小,是較早用于鑄造鋼錠模的較廉價的鑄鐵,應用廣泛。但其強度較低,易產生裂紋,鋼錠模壽命不高。
- 球墨鑄鐵:抗拉強度優(yōu)于灰鑄鐵,鋼錠模不易早期開裂。不過其導熱性較差,在高溫區(qū)時延伸率較高,易引起鋼錠模內腔變形而造成卡錠。但其綜合性能相對較好,能較好地滿足鋼錠模的材質要求,已開始用于鑄造鋼錠模,但生產工藝較復雜。
- 蠕墨鑄鐵:介于球墨鑄鐵與灰口鑄鐵之間,抗拉強度大,延伸率略有下降,但導熱性能和鑄造性能都較好,具有良好的熱疲勞性能,包括抗龜裂、耐開裂和抗變形能力,特別適合鋼錠模的工況條件。
- 元素成分:鑄鐵中的一些合金元素對鋼錠模的鑄造性能影響較大。例如,Cr、Mo、Si 等元素能強化鑄鐵基體,增強鑄鐵的抗塑性變形能力,提高鋼錠模的使用壽命;而 Pb 在鋼錠模中是非常有害的元素,必須嚴格控制。
2. 冶鑄條件:
- 熔煉溫度:溫度過高或過低都可能影響鋼錠模的鑄造性能。溫度過高,可能導致鐵液中的合金元素燒損嚴重,影響材料的性能;溫度過低,鐵液的流動性變差,可能會產生澆不足、冷隔等缺陷。
- 澆注溫度和速度:澆注溫度過高,會使鋼錠模在凝固過程中產生較大的收縮應力,容易導致裂紋等缺陷;澆注溫度過低,鐵液的流動性不足,也會影響鋼錠模的成型質量。澆注速度過快,可能會使鐵液在鑄型中產生紊流,導致夾渣、氣孔等缺陷;澆注速度過慢,會使鐵液的溫度下降過快,同樣影響鋼錠模的質量。
- 鐵液純凈度:鐵液中的雜質、氣體等會影響鋼錠模的質量。例如,硫、磷等雜質元素含量過高,會使鋼錠模的脆性增加,降低其鑄造性能;氣體含量過高,在凝固過程中會形成氣孔等缺陷。
3. 鑄造工藝:
- 鑄型設計:鑄型的結構、尺寸、分型面等設計是否合理,會直接影響鋼錠模的鑄造性能。例如,鑄型的壁厚不均勻,可能會導致鋼錠模在凝固過程中產生不均勻的收縮應力,從而產生裂紋等缺陷;分型面的選擇不當,可能會影響鋼錠模的脫模性能。
- 冒口和冷鐵的設置:冒口的作用是補償鋼錠模在凝固過程中的收縮,防止產生縮孔、縮松等缺陷;冷鐵的作用是加快鋼錠模局部的冷卻速度,改善鋼錠模的組織和性能。冒口和冷鐵的設置位置、大小、數(shù)量等是否合理,會對鋼錠模的質量產生重要影響。
- 涂料的使用:涂料可以改善鋼錠模的表面質量,防止粘砂、夾砂等缺陷的產生。不同的涂料對鋼錠模的鑄造性能影響也不同,需要根據(jù)具體的生產情況選擇合適的涂料。
4. 模具結構:
- 鋼錠模形狀:鋼錠模的形狀復雜程度、壁厚均勻性等都會影響鑄造性能。形狀過于復雜,可能會導致鐵液在流動過程中出現(xiàn)死角,產生澆不足等缺陷;壁厚不均勻,會使鋼錠模在凝固過程中產生不均勻的收縮應力。
- 尺寸參數(shù):鋼錠模的尺寸大小、高寬比、錐度、轉角半徑等參數(shù)對鑄造性能也有影響。例如,錐度過大或過小都會影響鋼錠的脫模性能和內部質量;轉角半徑過大或過小都易使鋼錠產生角部裂紋。
5. 環(huán)境因素:
- 鑄造車間的溫度和濕度:溫度和濕度對鋼錠模的鑄造性能有一定的影響。溫度過低,鐵液的流動性變差;溫度過高,鐵液的凝固速度變慢,可能會影響鋼錠模的質量。濕度過大,會使鑄型中的水分含量增加,在澆注過程中可能會產生氣孔等缺陷。
- 振動和沖擊:在鑄造過程中,如果受到較大的振動和沖擊,可能會影響鋼錠模的成型質量,甚至導致鑄型破裂等問題。