由于不銹鋼鑄造在金屬型中冷卻凝固得比砂型中快,金屬型又無容讓性,因此在金屬型鑄造時,鑄件中產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力比砂型鑄件要大,裂紋傾向性也大,還容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、白口(對于鋼鑄件)等缺陷。
①. 在防止不銹鋼鑄造產(chǎn)生澆不足、冷隔等方面應(yīng)注意以下結(jié)構(gòu)問題:
a. 鑄件的外形應(yīng)盡量具有流線形,避免尖棱角與急劇變化的連接等結(jié)構(gòu)形狀,以利于金屬液的流動;
b. 鑄件的壁厚要適當、不能過薄,特別是當鑄件輪廓尺寸較大時更不能過??;
c. 應(yīng)避免大的水平面,因為它使得鑄件在澆注時,金屬液上升得很慢,與空氣接觸的面大、易氧化,同時由于金屬散熱快,金屬液很快失去流動性,易造成澆不足、冷隔、夾渣等缺陷。
②. 在防止不銹鋼鑄造產(chǎn)生裂紋方面應(yīng)注意以下結(jié)構(gòu)問題:
a. 對于結(jié)構(gòu)比較薄弱的部分應(yīng)設(shè)肋、凸臺等予以加強,以防鑄造裂紋;
b. 在鑄件上布置加強肋時,還應(yīng)考慮到它對鑄件收縮的影響;
c. 應(yīng)盡量減少有阻礙鑄件自由收縮的凸臺、肋、凸緣等凸出部分;
d. 在壁厚均勻、壁間過渡與連接要緩和、轉(zhuǎn)角處圓角適當?shù)雀鞣矫娴囊髴?yīng)比砂型鑄造鑄件更嚴格一些;
e. 應(yīng)將垂直相連的壁改為傾斜相連。
在設(shè)計不銹鋼鑄造的基本結(jié)構(gòu)單元及其參數(shù)選定時,通常還應(yīng)注意:
①. 為防止鑄件產(chǎn)生白口,除從工藝上采取措施外,必須使其壁厚不能過薄(有些資料指出,壁厚在15mm以上時,用金屬型鑄造鑄件的轉(zhuǎn)角處都必須采用圓角,對于鋁合金、鎂合金金屬型鑄造鑄件的鑄造圓角不應(yīng)小于3~4m);
②. 由于金屬型和型芯都無退讓性,為便于取出鑄件和抽出型,金屬型鑄造鑄件的鑄造斜度應(yīng)比砂型鑄造件的適當大一些,一般應(yīng)大30%~50%,應(yīng)該指出:鑄造斜度大小除與合金種類、壁的高度有關(guān)外,還與鑄件表面的位置有關(guān),凡在鑄件冷卻收縮時與金屬型表面有脫離傾向的鑄件表面可設(shè)計較小的斜度,而在鑄件收縮時趨向于壓緊在金屬型上的鑄件表面應(yīng)給予較大的斜度,各種合金的不銹鋼鑄造的鑄造斜度;
③. 由于金屬型散熱快,因此不銹鋼鑄造的最小壁厚,應(yīng)比砂型鑄造鑄件的要大一些;
④. 鑄件內(nèi)壁和內(nèi)肋的厚度一般應(yīng)取相連外壁厚度的0.6~0.7,否則由于內(nèi)壁(肋)冷得慢,在鑄件收縮時易在內(nèi)外壁交接處產(chǎn)生裂紋。
在設(shè)計形狀較復(fù)雜的不銹鋼鑄件時,如果生產(chǎn)工藝有較大的困難,應(yīng)在不影響鑄件使用條件下,盡量使鑄件外形簡單,改變其結(jié)構(gòu),以便于從金屬型中取出鑄件。
不銹鋼鑄造的措施如下:
①. 由于不銹鋼精密鑄造的收縮大大超過鑄鐵,為防止鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷,在鑄造工藝上大都采用冒口、冷鐵和補貼等措施,以實現(xiàn)順序凝固。
②. 為防止不銹鋼鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷,應(yīng)使其壁厚均勻、避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性。
③. 由于鋼液的流動性差,為防止鑄鋼件產(chǎn)生冷隔和澆不足,鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;采用干鑄型或熱鑄型;適當提高澆注溫度,一般為1520~1600℃,因為澆注溫度高,鋼水的過熱度大、保持液態(tài)的時間長,流動性可得到改善。但是澆溫過高,會引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形狀復(fù)雜的精密鑄造件,其澆注溫度約為鋼的熔點溫度+150℃;澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力求簡單、且截面尺寸比鑄鐵的大;大型、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點高出100℃左右。
壓制熔模鑄造時,采用的是型腔表面光潔度較高的壓型,因此,熔模的表面光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊黏結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成,與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以,熔模鑄件的表面光潔度要比一般鑄造件的高許多,一般Ra可達1.6~3.2μm(微米)。