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、冷隔等方面應注意以下結構問題:
a. 鑄件的外形應盡量具有流線形,避免尖棱角與急劇變化的連接等結構形狀,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)生裂紋方面應注意以下結構問題:
a. 對于結構比較薄弱的部分應設肋、凸臺等予以加強,以防鑄造裂紋;
b. 在鑄件上布置加強肋時,還應考慮到它對鑄件收縮的影響;
c. 應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)雀鞣矫娴囊髴壬靶丸T造鑄件更嚴格一些;
e. 應將垂直相連的壁改為傾斜相連。
在設計不銹鋼鑄造的基本結構單元及其參數(shù)選定時,通常還應注意:
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比砂型鑄造件的適當大一些,一般應大30%~50%,應該指出:鑄造斜度大小除與合金種類、壁的高度有關外,還與鑄件表面的位置有關,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。
在設計形狀較復雜的不銹鋼鑄件時,如果生產(chǎn)工藝有較大的困難,應在不影響鑄件使用條件下,盡量使鑄件外形簡單,改變其結構,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,應使其壁厚均勻、避免尖角和直角結構、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)的結構力求簡單、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)。