石灰石原砂是以石灰石(CaCO3)為主要成分的礦巖經(jīng)機(jī)械破碎、篩分等工序人工制成的。石灰石具有較低的熱分解溫度，在825℃時(shí)即產(chǎn)生熱分解并放出氣體，在以石灰石型砂生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)，鑄型澆入高溫鋼液還伴隨有其他反應(yīng)：CaCO3=CaO＋CO2↑。CO2是一種強(qiáng)氧化性氣體，在高溫下易與金屬液發(fā)生如下反應(yīng)：CO2＋C=2CO↑；CO2＋Fe=FeO＋CO↑。
由于石灰石型砂的自身特點(diǎn)，如果控制不當(dāng)，鑄件很容易產(chǎn)生氣孔等鑄造缺陷。鑄件的氣孔形成原因較為復(fù)雜，主要有析出性氣孔、反應(yīng)性氣孔、侵入性氣孔等。僅就石灰石型砂產(chǎn)生的氣孔而言，石灰石型砂最易給鑄件造成砂氣孔和侵入性氣孔。
一、防止鑄件砂氣孔的工藝對策
根據(jù)鑄件砂氣孔的成因，在整個鑄造過程中，造型、扣箱、澆注等方面，要全面加強(qiáng)質(zhì)量管理，杜絕掉砂，防止沖砂，吹凈澆注系統(tǒng)和型腔的浮砂。簡單中小鑄鋼件的生產(chǎn)一般采用粘土濕型砂，若型砂的成分配比控制不當(dāng)則很容易產(chǎn)生沖砂現(xiàn)象。型砂的水分含量對其濕強(qiáng)度有較大影響，水分含量必須控制在一定的范圍內(nèi)。一般認(rèn)為，為防止侵入性氣孔的產(chǎn)生，應(yīng)盡量降低型砂的水分含量。但生產(chǎn)實(shí)際表明，不同的季節(jié)，型砂的水分含量應(yīng)有所不同。在空氣干燥的季節(jié)，應(yīng)增大型砂的水分含量，防止造型后型腔表面因空氣干燥脫水造成浮砂并在鋼液沖刷下進(jìn)入鋼液而產(chǎn)生砂氣孔。對于復(fù)雜中大件，生產(chǎn)中采用水玻璃干燥(表面干燥)型砂，在操作規(guī)范的情況下，基本不存在鑄件的砂氣孔現(xiàn)象。
二、防止鑄件侵入性氣孔的工藝對策
無論是粘土濕型砂，還是水玻璃干燥(表面干燥)型砂，石灰石砂在高溫下難免會發(fā)生分解反應(yīng)。因此，減少發(fā)氣量、阻隔侵入或引氣出型是避免鑄件侵入性氣孔的重要工藝措施，即改變界面條件，要求面砂易形成燒結(jié)層，減少面砂孔隙率，提高背砂透氣性。在具體操作上，造型時(shí)面砂要盡量薄，一般不超過30mm，選用20～40目粗砂，在背砂上插入通氣孔，以形成良好的通氣條件。對鋼水冶煉采取相應(yīng)的措施，使鋼液中FeO含量最少，采用強(qiáng)化冶煉工藝技術(shù)，做到還原精煉，抑制鋼液的二次氧化，插鋁終脫氧。在確保不發(fā)生冷隔及澆不足的情況下，適當(dāng)降低澆注溫度，將其控制在1480～1540℃。
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