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阀门铸件的裂纹问题解决方案

时间:2015-05-20      阅读:1102

    阀门的种类很多,尺寸结构各异。阀门可使用的材质有碳钢、不锈钢(含双向钢)、耐热钢、低温钢等。阀门的技术要求根据使用情况不同,有要求能够承受高压力而不破裂,有要求密封性高,有要求耐腐蚀、耐磨性很强等。
    阀门铸件的基本结构属中空结构带有法兰。生产中常会出现裂纹、缩孔缩松、气孔、夹杂物等铸造缺陷,生产控制有一定难度。
一、阀门铸钢件的裂纹
     皮下裂纹隐藏在铸件表皮之下,裂纹较大且走向曲折,机加工后即可发现。皮下裂纹也是常见的热裂纹。
     外裂纹常出现在阀门铸件两壁交接的热节部位,如法兰根部、阀门本体外壁凸起的表面处。外裂纹肉眼即可发现,裂纹比较直,与应力方向垂直,是比较典型的晶间裂纹。
      内裂纹是指形成于铸件厚大热节内部的热裂纹,X射线探伤时即可发现,或打压渗漏。

二、形成原因
    内裂纹或皮下裂纹一般发生在结晶温度范围较宽、断面比较厚大的合金钢阀门铸件中,无损探伤检验常会发现。高合金钢(不锈钢)的导热能力差,形成热应力的倾向性大,皮下裂纹较多;若热节处补缩不足,内裂纹也会发生。碳钢件有时也会发生内裂纹或皮下裂纹。
    外裂纹、内裂纹或皮下裂纹都属于热裂,且大多发生在凝固较迟的部位,如靠近冒口处,或局部热节、壁厚较大部位,有时凝固较早的部位(下箱底面),也有发生裂纹的可能性。裂纹是由应力引起的,产生应力的原因有: (1)阀门铸件基本上属于薄壁大芯,如果型芯的退让性不够,会产生较大的收缩应力。
(2)铸件内部有铸圈的阀门,铸圈阻碍此处向内收缩,且铸圈与件壁形成局部小热节,凝固较周围慢,热裂多发生于此处。 (3)冒口设置太大,凝固顺序太强;法兰与阀门本体壁厚相差较大,凝固速度不一致; 

三、解决措施
    为防止和消除阀门铸钢件裂纹,我们从加强工艺改革措施开始实施:
    (1)提高型芯的退让性,以减小收缩应力。对阀门铸钢件,将芯子做成中空结构。
    (2)严格控制化学成分,特别是硫、磷等易形成低熔点共晶物的元素。
    (3)细化晶粒,净化钢液,以提高抗裂性。加入稀土元素可以兼得。
    (4)采用冷铁,提高浇注速度,在保证良好补缩的前提下减弱顺序凝固,使铸件局部实现同时凝固,减小热应力

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