樹(shù)脂砂鑄鋼件產(chǎn)生熱裂缺陷的原因及其防止措施

其原因有三：

1、使用樹(shù)脂砂流動(dòng)性好，易緊實(shí)；樹(shù)脂加入量少，砂粒上包覆的粘結劑膜薄，這樣砂粒受熱膨脹，砂芯、砂型的熱膨脹率會(huì )比水玻璃砂芯（型）高。

2、樹(shù)脂砂受熱后，在還原性氣氛下樹(shù)脂炭化結焦而形成堅硬的焦炭骨架，能提高砂芯熱強度（如1000℃時(shí)樹(shù)脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5"10倍），嚴重阻礙砂芯（型）退讓。呋喃樹(shù)脂中糠醇的含量越高（氮含量越低），鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹(shù)脂的熱分解溫度，降低了樹(shù)脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯   加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時(shí)液一固兩相區的區間較寬，因此呋喃樹(shù)脂砂鑄鋼時(shí)   易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結構件。

3、用呋喃樹(shù)脂砂時(shí)，采用對甲苯磺酸作催化劑會(huì )增硫，從而加大熱裂傾向性。

高溫金屬凝固時(shí)產(chǎn)生的收縮受到砂芯（型）較大的阻力，使鑄件產(chǎn)生應力和變形，而合金表面增硫，又降低了抗熱裂的能力。當應力或變形超過(guò)合金在該溫度下的強度   或變形能力時(shí)，就會(huì )形成熱裂。為使樹(shù)脂砂，尤其呋喃樹(shù)脂砂避免或減少熱裂，可采取以下幾個(gè)方面的措施：

1、合金方面

（1）控制鑄件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現Ⅱ型硫化物。（鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài)，即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續狀，容易引起鑄件熱裂。）通過(guò)調整錳硫比來(lái)改變硫的分布型態(tài)。（2）對于碳鋼件，應使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性增加。（3）用A1脫氧時(shí)，應將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%；過(guò)高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現“巖石狀”，降低鑄鋼件的抗熱裂能力。（4）使鋼的晶粒能細化。如在鋼液中加入稀土和硅鈣，既可脫氧、脫硫，又可以細化晶粒。對NiCrMoV鋼的測定表明：在相同的條件下，經(jīng)稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上。

2、鑄造工藝方面

（1）在滿(mǎn)足鑄件的充填性的要求時(shí)，盡量降低鋼液的澆注溫度。對0.19%C的碳鋼，在1550℃時(shí)澆注比在1600℃時(shí)澆注，其抗熱裂能力幾乎高一倍。（2）對于薄壁鑄件，宜采用較高的澆注速度。如對某鑄鋼件，重量為125Kg，壁厚為15mm，澆注時(shí)間為14秒時(shí)不出現熱裂；延長(cháng)至40秒就觀(guān)察到裂紋。（3）在鑄件易發(fā)生裂紋處設置防裂筋，是防止鑄鋼件熱裂的措施。（4）及時(shí)松箱，也有助于減少熱裂，因為可以減少鑄件的收縮應力。

3、造型材料方面

（1）降低樹(shù)脂加入量，或對樹(shù)脂改性，使樹(shù)脂具有熱塑性，讓呋喃樹(shù)脂在高溫時(shí)不結焦或少結焦，從而其有良好的高溫容讓性。（2）在呋喃樹(shù)脂砂中加入附加物，使樹(shù)脂砂具有熱塑性；或者在收縮受阻   嚴重處，加入木粉、泡沫珠粒；或者在鑄型中相應部位放塑性好的退讓塊，提高其高溫退讓性。（3）采用磷酸固化劑。因為磺酸類(lèi)固化劑容易引起鑄件表面滲硫，在鑄件表面引起微裂紋，成為龜裂源。（4）使用熱膨脹系數較小的造型材料，如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等。（5）減薄砂芯（型）的砂層厚度，如采用中空砂芯。例如：某類(lèi)閥門(mén)鑄件，僅僅通過(guò)減薄型芯砂層厚度，改變芯骨的連接方法，就了鑄件的熱裂缺陷。（6）在易產(chǎn)生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施。（7）采用能減少滲硫的涂料。4、鑄件結構方面鑄件的形狀與尺寸，是由設計者決定的，生產(chǎn)方無(wú)法改變。但是，對于園角的大小，壁厚過(guò)渡處的處理等，可以與有關(guān)設計部門(mén)協(xié)商，按照鑄造生產(chǎn)要求作適當修改。上述幾方面的因素對鑄鋼件熱裂都有影響，但對于某一具體鑄件，可能只有其中的部分因素是主要的。