铸钢件的增碳

HEATS

　　采用消失模生产铸钢件时，铸件会发生表面增碳、体积增碳、局部增碳等不同情况，增碳缺陷主要发生在含碳量(C%)≤0.45的铸钢中，一般增碳质量分数在0.08%～0.4%之间。铸钢件的增碳存在很大的不均匀性，相同钢液成分的不同铸件，相同铸件的不同部位增碳量也是不同的。它和模样材料、内浇道位置、浇注速度的大小等有关。铸钢件的增碳使得铸件机加工性能变差，给焊接、热处理带来不利影响，甚至铸件废品。

" |, E9 r* p( p: _3 X1 u

　　(1)产生的原因

Z' b2 ?3 Q& C% \. O9 @

　　在浇注过程中，模样在高温钢液的作用下发生热解，部分热解产物排除型外，另一部分热解产物聚积在涂层和钢液间或模样与钢液的间隙中。碳在液态、液-固和固相线以下的钢液中的扩散系数分别为(6～8)×10-9m2/s。可见自由碳在钢液和凝固界面上的扩散活力远大于在充型和冷凝过程中的扩散系数，存在着碳向钢液中的对流传质和扩散传质，最终造成铸钢件增碳。

3 d2 A C3 R7 z5 [ C

　　(2)防止措施

, z8 R" e0 G1 v) ^

　　影响铸钢件增碳的因素较多，根据不同情况采取不同的工艺措施减少增碳。

　　1)模样采用EPMMA、STMMA或低密度的EPS，以减少热解产物的含碳量。

- I, s9 Z) {( a. j- C* \

　　2)提高浇注速度，尽可能与模样的气化速度相平衡，减少热解产物与钢液的接触时间。

　　3)增加涂层的透气性与热解产物的润湿能力，使热解产物尽可能多的排出型外。

　　4)选择合适的真空度，高真空度可加速热解产物的排出，但真空度过高易造成附壁效应和严重湍流，使铸钢件增碳加剧。

　　5)用底注式浇注系统，从薄壁处引入内交道，有利于热解产物积聚在冒口内，降低铸钢件的增碳。

( w& B- w3 n4 D: {# z5 N0 h3 d

　　6)料中加入氧化成分，可减少铸件的表面增碳。

- O6 h* P' @& c; j% d$ e' H

　　7)用含有氧化剂的泡沫塑料模，国外利用该办法已解缺了铸钢件增碳问题。

5 o; b! Z' a# A4 l+ ~

　　8)用真空消失模和熔模相结合的铸造方法，可以生产出不增碳的铸钢件。

% C) l1 }0 H0 r* }) _( w3 M4 C