低碳鋼(low carbon steel)又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,，焊接和切削， 常用於制造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。碳含量低于0.25%的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和一部分優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，大多不經(jīng)熱處理用于工程結(jié)構(gòu)件，有的經(jīng)滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機械零件。
低碳鋼鑄件表面發(fā)生滲碳有哪些影響
造成低碳鋼鑄件表面發(fā)生滲碳的原因
對于低碳鋼鑄件，模型材料中的碳易使鑄件表面產(chǎn)生增碳現(xiàn)象，從而導(dǎo)致各種碳缺陷。其中PS、PS+PMMA、PMMA對鑄件的增碳影響程度依次減小。同時，鑄造工藝也是發(fā)生滲碳的重要因素
在鋼液澆注和鑄件凝固過程中,樹脂砂型(芯)工作表層和涂料中的樹脂等有機物發(fā)生熱分解,產(chǎn)物為CO、CO2、CH4及少量H2,還有一定量的熱解碳;這些含碳熱解產(chǎn)物通過砂型(芯)/鑄件界面向鑄件表層擴散和滲透,導(dǎo)致鑄件表層增碳。
低碳鋼鑄件表面發(fā)生滲碳對后期加工的影響
1、鑄鋼件增碳會降低斷面收縮率、伸長率,惡化塑性和韌性。
2、低碳鋼鑄件表層增碳還會導(dǎo)致硬度增加、機加工困難、焊接性能下降等問題。
3、低碳不銹鋼鑄件表層增碳還會使其抗腐蝕能力下降。
基于對鑄鋼件表面發(fā)生滲碳的原因及后期處理的影響的分析，我們要如何改善這些不足呢?下面中國鑄造網(wǎng)將為您做效關(guān)系介紹
前面我們已經(jīng)知道造成低碳鋼鑄件表面發(fā)生滲碳的原因主要是模型材料和鑄造工藝的選擇，那么如何合理選擇防滲碳涂料呢?
一、低碳鋼鑄件防滲碳涂料的成分設(shè)計
新型低碳不銹鋼鑄件防滲碳涂料主要由耐火基料、粘結(jié)劑、溶劑、分散懸浮劑和其它附加物(燒結(jié)助劑、消泡劑、潤濕劑、減水劑、固化劑、流平劑等)組成。
1、耐火粉料的選擇
低碳不銹鋼鑄件防滲碳涂料不僅要求涂層燒結(jié)致密,而且要求具有良好的防粘砂效果。要獲得在高溫下高致密、具有良好屏蔽性的涂層的方法有:
(1)使用燒結(jié)溫度比金屬的澆注溫度低50~100℃,能發(fā)生輕度燒結(jié)的耐火材料,以形成致密的涂層。
(2)在涂料耐火骨料中配入某些助熔成分,在澆注溫度下適度熔融,形成一層致密無縫的玻璃體。
(3)選用細(xì)粒度的耐火粉料。一般要求粉料粒度能全部過325目(40μm),其中<10μm的應(yīng)占15%~20%為宜。
根據(jù)以上分析,為了同時保證低碳不銹鋼鑄件防滲碳和防粘砂的雙重效果,最好采用325目鋯英粉作為本涂料的耐火基料。
2、粘結(jié)劑的選擇
鑄造涂料既要具有一定的常溫強度,又要具有良好的高溫強度。根據(jù)這一要求,粘結(jié)劑應(yīng)采用有機低溫粘結(jié)劑和無機高溫粘結(jié)劑復(fù)合使用工藝。但是,有機粘結(jié)劑一般含碳,其高溫?zé)峤猱a(chǎn)物必然含碳。因此,在保證涂料具有一定常溫強度的前提下,應(yīng)盡量減少涂料中有機粘結(jié)劑的加入量,多使用無機高溫粘結(jié)劑。
3、溶劑
醇基涂料的溶劑一般采用乙醇,但是普通工業(yè)乙醇的燃燒性在冬季較差,涂層燃燒不完全。為了改善燃燒性能,降低生產(chǎn)成本,可加入甲醇作為輔助溶劑,但因其對人體視神經(jīng)有較強的刺激性,故不應(yīng)多加。水基涂料的溶劑采用普通自來水。
4、分散懸浮穩(wěn)定劑的選擇
新型分散懸浮劑具有以下特點。
(1)醇基復(fù)合分散懸浮劑不需用含碳量較高的二甲苯引發(fā),僅用水活化即可,而且在乙醇中的膨脹值與膨潤土相當(dāng)。
(2)耐火度高達1650~1670℃,比膨潤土高300℃以上,對涂料耐火性能無不良影響。
(3)0~1200℃熱收縮率為12.1%,僅為膨潤土0~1200℃熱收縮率的2/3,不會使涂層產(chǎn)生裂紋缺陷。
(4)耐火度和抗裂性的顯著提高,使其在涂料中的容許最高加入量可高達12%(占耐火粉料重),加入量范圍寬。
(5)起分散劑作用的主要組分同時具有涂料高溫粘結(jié)劑作用;起懸浮劑作用的主要組分同時也是低溫或高溫粘結(jié)劑,均具有多重作用。
二、低碳鋼鑄件防滲碳涂料的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的選擇
目前涂料的加工設(shè)備主要有攪拌機、碾壓機和球磨機三種。攪拌機和碾壓機對涂料耐火粉料的細(xì)化作用很弱,混勻性差,混制的涂料懸浮性和涂刷性等工藝性能較差。球磨機對粉料的細(xì)化作用較好,但不能連續(xù)生產(chǎn),而且加工時間仍長達數(shù)小時,生產(chǎn)效率較低,不適于大批量生產(chǎn)。
預(yù)先輔以攪拌機攪拌的膠體磨加工工藝,是迄今較為理想的涂料生產(chǎn)工藝。初步攪拌均勻的涂料經(jīng)齒輪泵打入膠體磨后,由于膠體磨轉(zhuǎn)齒和定齒之間(兩者間隙60μm以下)的相對高速轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)速高達3000r/min),涂料受到很強的抽吸、剪切、摩擦和高頻震動等作用(齒輪泵也有這些作用),能得到有效的攪拌、勻化、分散和細(xì)化,并使粉粒產(chǎn)生新的活性表面(活化),從而獲得優(yōu)異的懸浮性、涂刷性、滲透性和粘附強度等工藝性能。
采用這種攪拌機-齒輪泵-膠體磨系統(tǒng)配制涂料,可以放寬對耐火粉料原材料的細(xì)度要求,還能實現(xiàn)機械化連續(xù)生產(chǎn),而且混制加工周期短,生產(chǎn)效率高(比碾壓機等傳統(tǒng)設(shè)備提高數(shù)倍至十多倍)。
通過以上對低碳鋼鑄件防滲碳涂料及生產(chǎn)工藝設(shè)備的研究，相信讀者對低碳鋼鑄件防滲碳已經(jīng)有了初步的了解，想了解更多詳情，請關(guān)注www.www.usllm.cn
