低碳钢(low carbon steel)又称软钢，含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,，焊接和切削， 常用於制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢铸件表面发生渗碳有哪些影响
造成低碳钢铸件表面发生渗碳的原因
对于低碳钢铸件，模型材料中的碳易使铸件表面产生增碳现象，从而导致各种碳缺陷。其中PS、PS+PMMA、PMMA对铸件的增碳影响程度依次减小。同时，铸造工艺也是发生渗碳的重要因素
在钢液浇注和铸件凝固过程中,树脂砂型(芯)工作表层和涂料中的树脂等有机物发生热分解,产物为CO、CO2、CH4及少量H2,还有一定量的热解碳;这些含碳热解产物通过砂型(芯)/铸件界面向铸件表层扩散和渗透,导致铸件表层增碳。
低碳钢铸件表面发生渗碳对后期加工的影响
1、铸钢件增碳会降低断面收缩率、伸长率,恶化塑性和韧性。
2、低碳钢铸件表层增碳还会导致硬度增加、机加工困难、焊接性能下降等问题。
3、低碳不锈钢铸件表层增碳还会使其抗腐蚀能力下降。
基于对铸钢件表面发生渗碳的原因及后期处理的影响的分析，我们要如何改善这些不足呢?下面中国铸造网将为您做效关系介绍
前面我们已经知道造成低碳钢铸件表面发生渗碳的原因主要是模型材料和铸造工艺的选择，那么如何合理选择防渗碳涂料呢?
一、低碳钢铸件防渗碳涂料的成分设计
新型低碳不锈钢铸件防渗碳涂料主要由耐火基料、粘结剂、溶剂、分散悬浮剂和其它附加物(烧结助剂、消泡剂、润湿剂、减水剂、固化剂、流平剂等)组成。
1、耐火粉料的选择
低碳不锈钢铸件防渗碳涂料不仅要求涂层烧结致密,而且要求具有良好的防粘砂效果。要获得在高温下高致密、具有良好屏蔽性的涂层的方法有:
(1)使用烧结温度比金属的浇注温度低50~100℃,能发生轻度烧结的耐火材料,以形成致密的涂层。
(2)在涂料耐火骨料中配入某些助熔成分,在浇注温度下适度熔融,形成一层致密无缝的玻璃体。
(3)选用细粒度的耐火粉料。一般要求粉料粒度能全部过325目(40μm),其中<10μm的应占15%~20%为宜。
根据以上分析,为了同时保证低碳不锈钢铸件防渗碳和防粘砂的双重效果,最好采用325目锆英粉作为本涂料的耐火基料。
2、粘结剂的选择
铸造涂料既要具有一定的常温强度,又要具有良好的高温强度。根据这一要求,粘结剂应采用有机低温粘结剂和无机高温粘结剂复合使用工艺。但是,有机粘结剂一般含碳,其高温热解产物必然含碳。因此,在保证涂料具有一定常温强度的前提下,应尽量减少涂料中有机粘结剂的加入量,多使用无机高温粘结剂。
3、溶剂
醇基涂料的溶剂一般采用乙醇,但是普通工业乙醇的燃烧性在冬季较差,涂层燃烧不完全。为了改善燃烧性能,降低生产成本,可加入甲醇作为辅助溶剂,但因其对人体视神经有较强的刺激性,故不应多加。水基涂料的溶剂采用普通自来水。
4、分散悬浮稳定剂的选择
新型分散悬浮剂具有以下特点。
(1)醇基复合分散悬浮剂不需用含碳量较高的二甲苯引发,仅用水活化即可,而且在乙醇中的膨胀值与膨润土相当。
(2)耐火度高达1650~1670℃,比膨润土高300℃以上,对涂料耐火性能无不良影响。
(3)0~1200℃热收缩率为12.1%,仅为膨润土0~1200℃热收缩率的2/3,不会使涂层产生裂纹缺陷。
(4)耐火度和抗裂性的显著提高,使其在涂料中的容许最高加入量可高达12%(占耐火粉料重),加入量范围宽。
(5)起分散剂作用的主要组分同时具有涂料高温粘结剂作用;起悬浮剂作用的主要组分同时也是低温或高温粘结剂,均具有多重作用。
二、低碳钢铸件防渗碳涂料的生产工艺及设备的选择
目前涂料的加工设备主要有搅拌机、碾压机和球磨机三种。搅拌机和碾压机对涂料耐火粉料的细化作用很弱,混匀性差,混制的涂料悬浮性和涂刷性等工艺性能较差。球磨机对粉料的细化作用较好,但不能连续生产,而且加工时间仍长达数小时,生产效率较低,不适于大批量生产。
预先辅以搅拌机搅拌的胶体磨加工工艺,是迄今较为理想的涂料生产工艺。初步搅拌均匀的涂料经齿轮泵打入胶体磨后,由于胶体磨转齿和定齿之间(两者间隙60μm以下)的相对高速转动(转速高达3000r/min),涂料受到很强的抽吸、剪切、摩擦和高频震动等作用(齿轮泵也有这些作用),能得到有效的搅拌、匀化、分散和细化,并使粉粒产生新的活性表面(活化),从而获得优异的悬浮性、涂刷性、渗透性和粘附强度等工艺性能。
采用这种搅拌机-齿轮泵-胶体磨系统配制涂料,可以放宽对耐火粉料原材料的细度要求,还能实现机械化连续生产,而且混制加工周期短,生产效率高(比碾压机等传统设备提高数倍至十多倍)。
通过以上对低碳钢铸件防渗碳涂料及生产工艺设备的研究，相信读者对低碳钢铸件防渗碳已经有了初步的了解，想了解更多详情，请关注www.zhuzao.com
