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怎样防止消失模铸钢件增碳

　　一、增碳的现象及机理

　　铸钢表面增碳的形式表现在几个方面：表面增碳、体积增碳、局部增碳和表面脱碳。

　　表面增碳：在钢液充型过程中，钢液前沿与固态模样之间的气隙内有大量的氢存在。说明有固相碳生成。气体产物可在负压作用下渗入涂层而排出铸型。但固相碳被吸附于涂层壁铸件的表面，造成铸件表面增碳。另外，、苯蒸汽在负压作用下排出时，冷凝在涂层及周围的砂子中。吸附在涂料层的液态物质，在钢液凝固、铸件冷却过程中继续受到分解，也会造成铸件增碳。对于不同的铸钢件，增碳层的0. 1~0. 3mm，增碳量为0. 01%。

　　体积增碳：在浇注过程中，钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在很大的热量梯度(从室温到1550℃左右)，间隙内的热量从钢液前沿转移到模样分解主要靠热辐射完成。靠近钢液前沿出温度高，接近钢液温度，该处碳的生成量大，所以充型过程该处钢液液面增碳所需动力学热力学条件都很充分，此时容易形成铸件体积增碳。体积增碳与表面增碳相比是次要的。

　　局部增碳：当钢液引入铸型的方法不当时，浇注过程中液态产物被卷入钢液内部，进而分解为固相碳和气体，气体若未能溢出钢液留在内部即导致气孔产生：固相碳直接为钢液所吸收，从而造成铸件局部含碳量提高，形成铸件局部增碳。

　　表面脱碳：消失模铸造采用干砂造型，铸件冷速较慢，凝固后的铸件表面含碳量会继续发生变化，冷却过程中不表面增碳，还有表面脱碳。表面脱碳在较高温度下即行终止，而脱碳主要是在铸件冷却过程中形成。在机理上，脱碳是氧化反应，主要是基体铁的氧化和碳的氧化。

　　在实际过程中，铸件增碳以何种形式产生，主要取决于在钢液的急热冲击作用下、模样的热分解状态及其产物与金属液的作用以何种方式进行。

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视频作者：安徽伟工机械科技有限公司

　某公司为了节约成本，多用废钢，在两个月内试制合成高牌号灰铸铁，废钢用量一度达60%，有一段时间除加入废钢外另加回炉料和少量铁屑，初质量不错，但一段时间后发现铸件批量缩孔、缩松和有白色硬斑，并且持续不断越来越严重。

　　此缺陷成因：初步判断是铁液中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松，MnS富集形成白色硬斑。这是由于高牌号灰铁HT300成分要求Mn含量较高（1%左右），加之废钢自身锰也高（船板中的16锰钢含Mn在1.6%），而废钢中的S以及回炉铁（包括铁屑）中的S和锰反应产生的MnS在炉料中的积累达到程度，就会产生过量，从而产生上述缺陷。

　　为了减少铁液中的MnS含量，一般用加入量的铁（低S低Mn）来调整，另外提高孕育效果，可使MnS细化，减弱其不良影响。

　　废钢加入量过大时，由于废钢熔点在1530℃左右，而生铁和回炉料的熔点只是1230℃左右，多用废钢增加了电耗，加大了铁液的过冷倾向，还吸附大量的氮气，一般来说合成铸铁工艺并不适用于灰铸铁，而比较适用于球铁。

　　前面已经说过，中频感应电炉熔炼铸铁工艺对比冲天炉熔炼，除了具有熔化温度高的优势外，却有不少缺点，主要有三个方面的问题：一是铁液过冷倾向较大，极易产生影响材料力学性能的D、E型石墨；二是铁液纯净，异质结晶较少，导致孕育效果差，在同等成分条件下，铸件强度偏低铁质偏硬；三是收缩倾向较大，在高牌号灰铸铁中锰含量较高时，容易产生显微缩孔、缩松。

异型铸件改进后的校调方法

如果采用另一种方法，情况则大有改观。具体方法为：在工件上车床前，先在镗床上按划线基准加工出小端中心孔，然后上车床，采用一夹一顶的方法装夹好后，将工件大致转平（目测），再通过调整卡爪和划针盘的高度将X-X腰线上任意两远离点M、N校至一样高，如图3所示，这样便完成了一个方向的校调。

接着再将工件转过90°，用同样的方法将另一根腰线Y-Y校平，后再稍作调整便完成了整个校调过程，无需作180°的翻身校调。