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K型套管的熱處理冷卻及怎樣加工件縮陷缺陷的問題【一】、K型套管的熱處理冷卻
金屬型工作溫度和各部分的溫差對K型套管的冷卻溫度場有著重要的作用。對金屬型局部過熱區(qū)域強制水冷和風(fēng)冷是為了保護(hù)該區(qū)域保持正常的工作溫度，提高生產(chǎn)效率，同時取消過熱，保護(hù)正常的冷卻溫度場。金屬型工作溫度控制比較優(yōu)良和效果優(yōu)良手段是控制冷卻水出口溫度，出口溫度冷卻循環(huán)水循環(huán)速度調(diào)節(jié)。此外，對于局部厚大熱節(jié)部位還可鑲嵌熱導(dǎo)率高或蓄熱量大的金屬嵌塊或調(diào)節(jié)涂料層厚度和涂料種類以保護(hù)鑄件形成合理的冷卻溫度梯度，取消局部縮松缺陷。
K型套管的熱處理是指按某一熱處理規(guī)范，控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度，改變合金的組織，其主要目的是：提高力學(xué)性能，增強以實際報告為主性能，實際效果為主加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。
為了提高去應(yīng)力退火的實際效果，加熱溫度好的能達(dá)到K型套管之后一次全部卸載溫度。在低于之后一次全部卸載溫度時，加熱溫度越高，應(yīng)力取消越充分。但是，加熱溫度過高，會引起K型套管組織發(fā)生變化，從而影響K型套管的性能。對于灰鑄鐵件，加熱溫度過高，會使共析滲碳體石墨化，使K型套管強度和硬度降低。對于白口鑄鐵件，加熱溫度過高，也會使共析滲碳體，使K型套管的硬度和性能大幅度降低。
K型套管去應(yīng)力退火的加熱溫度為550℃。當(dāng)鑄鐵中含有穩(wěn)定基體組織的合金元素時，可適當(dāng)提高去應(yīng)力退火溫度。低合金灰口鑄鐵為600℃，高合金灰口鑄鐵可提高到650℃。加熱速度一般為60～100℃。保溫時間可按以下經(jīng)驗公式計算：H2~8范圍里選擇，式中K型套管厚度的單位是毫米，保溫時間的單位是小時，H在2～8范圍里選擇。形狀復(fù)雜和要求充分取消應(yīng)力的K型套管應(yīng)取較大的H值。隨爐冷卻速度應(yīng)控制在30℃/h以下，一般K型套管冷至150～200℃出爐，形狀復(fù)雜的K型套管冷至100℃出爐。
【二】、怎樣K型套管加工件縮陷缺陷的問題
隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，制造技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，對K型套管加工質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高。把K型套管加工中氣孔、砂眼、渣孔、應(yīng)力、變形、裂紋、縮孔、縮松、縮陷等鑄造缺陷減小到較低的限度是鑄造工作者長期以來致力的重要內(nèi)容。
K型套管加工凝固時，如果金屬液在型腔中形成封閉固體外殼，而殼內(nèi)處于真空狀態(tài)，高溫下外殼強度不足、承載能力差時，就會在大氣壓力作用下使外殼塌陷而形成縮陷。根據(jù)該缺陷多發(fā)生在K型套管加工厚實部位可以看出，由于這種部位壁厚較大，凝固速度較其它部位緩慢，因而該部位容易成為其它部位的補縮源：其它先凝固部位凝固收縮時會從該部位吸取鐵液作為補縮源，而該部位較后凝固收縮時，其它部位早已凝固結(jié)束，因而無法外來鐵液補縮而較容易產(chǎn)生縮孔、縮松?？s孔、縮松得不到補縮，就會形成負(fù)壓，比內(nèi)部凝固略早，但尚未凝固結(jié)束的外殼在大氣壓力作用下就會被壓癟而形成癟坑缺陷。
根據(jù)模擬結(jié)果及實際生產(chǎn)情況，進(jìn)行工藝改進(jìn)，將冒口高度由120mm增加到150mm，增大冒口的鐵液壓力，并且在K型套管加工厚大部位較后凝固區(qū)域增加與澆注系統(tǒng)相連接的側(cè)冒口(鐵液入冒口，加熱冒口后再進(jìn)入型腔，因而屬于熱冒口)，并使補縮通道尺寸足夠大。由于增加了側(cè)冒口，工裝受限，因此由一箱2件造型改為一箱1件造型，具體工藝。
工藝改進(jìn)后共生產(chǎn)20件K型套管加工，通過觀察冒口形態(tài)，發(fā)現(xiàn)冒口中間部位收縮很深，可見冒口起到了很好地補縮作用。對生產(chǎn)的入料座鑄鐵件加工進(jìn)行檢查并通過UT探傷，雖然有2件鑄鐵件加工有較小尺寸的縮松，但是其位置處于鑄鐵件加工內(nèi)部毛坯面上，因此不影響K型套管加工使用，而且K型套管加工中的縮陷、縮孔、砂眼、氣孔等缺陷也基本。
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