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    知识篇——怎(zěn)样(yàng)解决铸件浇不足和冷隔缺(quē)陷!

    发布时间(jiān): 2020-04-29 来源:洛阳顺(shùn)祥(xiáng)机械有限(xiàn)公司 点击:2413

    浇不足和冷(lěng)隔是铸造中(zhōng)相当普遍的缺陷,在(zài)很(hěn)多(duō)情况下,这(zhè)两类缺(quē)陷(xiàn)在完(wán)全报废(fèi)铸件中占一或第二位。

    浇不(bú)足是指金属液未能充满铸型(xíng)型腔而形成不完整(zhěng)的铸件,这类缺陷(xiàn)的(de)特点是铸件壁上具(jù)有光滑圆边(biān)的穿孔,或者(zhě)铸件的一个或多个末端未(wèi)充满金属液;

    冷隔是指(zhǐ)在两股金属汇聚处(chù),因其未能完(wán)全熔合而存在(zài)明显的不(bú)连续性缺陷的铸件,这类缺陷的外(wài)观,常呈现为带有光滑圆边的裂纹(wén)或皱纹。

    这两类缺陷的特(tè)点:一是在铸件检验中比(bǐ)较(jiào)容易发现;二是除了清理工(gōng)序外,其产生原因(yīn)几乎存在于铸造(zào)的每一道工序中(zhōng)。下(xià)面笔者结合(hé)多年的生产(chǎn)实践并参阅有关资料,谈(tán)谈铸件浇不足和冷(lěng)隔的产生原因(yīn)及(jí)其防止措施。

    1.铸件和模样设(shè)计

    (1)因铸件截面厚薄(báo)不均造(zào)成金属(shǔ)流间断(duàn),在某些铸件设计中,薄截面位于金属液难以达到的(de)部位,很难恰当地设置浇注系统。在可能的情况下,应对这类设计进行修改,当无(wú)法更改设计时(shí),则需采用相当复(fù)杂的(de)浇注系统,以(yǐ)避免产(chǎn)生(shēng)这类缺陷。

    (2)铸件(jiàn)截面(miàn)相对过薄,这种设计(jì)没能(néng)考虑到金属流动和凝(níng)固(gù)的(de)规律(lǜ)。如果设计者不能加厚这一截面(miàn)的话(huà),惟一(yī)的补救办法是提高(gāo)金属的浇(jiāo)注温度,或者修改金(jīn)属的(de)化学成分(fèn),以改善其流动性。还有一个较好的(de)弥补办法是采用不会产(chǎn)生(shēng)急冷的(de)铸型(型芯),但这会使生产成本增(zēng)加(jiā),因此在可能的情况下应更改设(shè)计。

    2. 模样

    (1)模样或芯盒磨损(sǔn)造成铸件截面(miàn)过薄,型砂是磨损(sǔn)力相当强的材料,会(huì)造成模(mó)样磨损,进而造成铸件截面减薄,导致产生浇不足和冷隔缺陷。有效的预防(fáng)措施是建立正规的检查制度,把有缺陷的模样检查出来。

    (2)模样强度差! 在造型(xíng)或制芯(xīn)的压力下,模样(yàng)由于强度不够(gòu)而产生变形,这(zhè)样(yàng)的模样和芯(xīn)盒(hé)会造成铸(zhù)型和型芯变(biàn)形。这样既会造(zào)成金属液未能按预期设(shè)想流动,又会形成铸件截面过薄(báo)。改(gǎi)正的方(fāng)法是加固模样。

    (3)模样或芯盒(hé)定位(wèi)不准,其(qí)产生(shēng)原因是定(dìng)位销和销套已经磨损,定位销数(shù)量过少或定(dìng)位销尺寸过小都(dōu)容易产生(shēng)磨损。在(zài)上下模底(dǐ)板上按中心(xīn)线安装分成两半的(de)模样时,也会出(chū)现错(cuò)位(wèi)的缺陷。如果不(bú)试浇样品铸件,则很(hěn)难(nán)证实分装(zhuāng)在上、下模底(dǐ)板上的两半模样是否(fǒu)对准。防(fáng)止产(chǎn)生这类缺陷的首要措(cuò)施就是加强检验。

    3. 砂箱(xiāng)及其准备(bèi)

    (1)上下箱错箱造成(chéng)铸件过薄,造成这种缺陷的原(yuán)因包括:定位销磨损(sǔn)、定(dìng)位销(xiāo)弯曲、销套磨(mó)损,或在箱耳座内有外来杂物。由于错箱是造成铸件缺陷的主要根源之一,因而必须定期对(duì)这些部件进行维(wéi)修和保养。

    (2)模样(yàng)安装不当,这种情况一般(bān)是安装模样的工人操作疏忽所造成的(de)。模样和(hé)模(mó)底板上的对准中心线必(bì)须非(fēi)常明显,以(yǐ)便(biàn)安放时易(yì)于(yú)检查(chá)。

    (3)薄平铸件浇注时倾斜度不够(gòu),对某些较薄的铸件来说(shuō),要使(shǐ)砂箱在浇注(zhù)时(shí)能保持(chí)一(yī)个倾斜度,否则会形成封闭气(qì)体,造成金属液(yè)流间(jiān)断。砂(shā)箱倾斜(xié)后,上箱要保持足(zú)够的高度,使浇口位置超过铸(zhù)件的顶点(diǎn)。

    (4)砂箱刚度(dù)不够或加固不当,也(yě)会使砂(shā)型变形而产生浇不足或冷隔,因此(cǐ)必须使用具有(yǒu)足够强(qiáng)度的(de)砂箱,对于使用时间较长(zhǎng)的(de)砂箱(xiāng)应加固后再使用(yòng)。

    (5)上箱太浅,可能会造成上型下垂,从而使(shǐ)铸件截(jié)面变窄、变薄(báo),以致产(chǎn)生浇不足的(de)缺(quē)陷(xiàn)。在浇注较(jiào)厚的(de)铸(zhù)件时,上(shàng)箱太浅(qiǎn)会因为金属压(yā)力不足而导致产生缩松和侵(qīn)入气孔;而在浇注较薄铸件(jiàn)时,其后果(guǒ)则是产(chǎn)生掉砂或(huò)浇不足的缺陷。

    4.浇冒(mào)口系(xì)统

    (1)内浇道、横浇(jiāo)道和(hé)直浇道截面(miàn)尺寸不当,为了避免产生金属液流(liú)间断的现象,应按以下要求设计浇注系统,即必须使直(zhí)浇道和(hé)横(héng)浇道具有足够的尺寸(cùn),以(yǐ)保证平稳地向(xiàng)所(suǒ)有(yǒu)内浇道输送金(jīn)属(shǔ)液。另外,为保证金属液流动时能够始终完(wán)全(quán)充满(mǎn)浇注(zhù)系统(tǒng),可减小(xiǎo)浇道面(miàn)积来(lái)建立压头(tóu)。浇注系统(tǒng)设计的基本原则(zé)是确保金属液流(liú)动平(píng)稳,并能够充满浇(jiāo)注系统,防(fáng)止(zhǐ)金属液流间断。

    (2)内浇道位置不当,内浇(jiāo)道的位置完(wán)全取决于铸件结构。因此必须(xū)分(fèn)析铸型型腔是如何被金属液充满的,根据金属液充满型腔的流动模(mó)式设置内浇道。

    (3)内浇(jiāo)道(dào)分布(bù)不当或不均衡! 这是由于没能(néng)正确地预测金属液流动的(de)实际(jì)情况而造(zào)成的。除了要考(kǎo)虑金属液在(zài)一般情况下的流动状态,还应考虑金属液对型壁(bì)的摩擦、金(jīn)属液的冷却情(qíng)况和(hé)金属液的流动性。金(jīn)属(shǔ)液充型的(de)确切过程通常很难预(yù)测,但(dàn)可以(yǐ)通过试验探索出金属液的流(liú)动模式。例如,某(mǒu)一铸件通常要(yào)20S的浇(jiāo)注时间,我们可分别按5S、10S、15S 浇注同样的铸型,对(duì)这三个没有浇满的铸件进(jìn)行(háng)落(luò)砂和清理,并仍使(shǐ)其带着内浇(jiāo)道(dào),这样(yàng)就可显示出金属液实际的流动模式,以这些参数作(zuò)为(wéi)依据来重新设(shè)计出zui佳的浇注系统。

    (4)压头太低(dī)! 这也是造成浇不足的一个原因。

    5.型砂

    (1)型砂水(shuǐ)分(fèn)太高,会造成(chéng)金(jīn)属液沸腾而失去流动性,导致产生浇(jiāo)不足和冷隔。

    (2)型砂中(zhōng)挥发物太(tài)多,过量的挥发物在金属(shǔ)液流(liú)之前充满型腔(qiāng),会使金属液(yè)难以完整地(dì)充满型腔,从而(ér)有(yǒu)可能造成气隔或气(qì)隔缝,即使金属液流到了正常部位(wèi),也会因此(cǐ)而难以熔合,导致产生冷隔和(hé)浇不足。

    (3)背砂强度低,不管是因为(wéi)箱(xiāng)带不足还是背砂强度太低而引起的上(shàng)型下沉,都(dōu)会使较(jiào)薄的型腔截面(miàn)变得更薄,从而(ér)使金属液难以充满铸件薄壁。

    (4)透(tòu)气性太(tài)差,砂型(xíng)紧实度过高会造成(chéng)透气性差,则可能产生气隔。此外,型砂紧实(shí)度高还会加快从熔融金(jīn)属液(yè)中(zhōng)吸走热(rè)量,在金属液未来(lái)得及充满铸(zhù)型型腔(qiāng)之前就可能使铸件冷凝了。

    (5)造型(xíng)材料导热性过高,造型材料吸取热量和冷(lěng)凝(níng)金属的速(sù)度各有差异,如金属(shǔ)型和砂型之间的差异,石英(yīng)砂(shā)和锆砂之间的差异,都会对冷隔缺陷(xiàn)的(de)产生有不同的影响(xiǎng)。

    6.制芯(xīn)

    (1)砂芯过硬,金属液通(tōng)常很难平(píng)静地流到(dào)较硬的砂芯近旁,而常会在该处出现翻腾的情况,这样会形成过早(zǎo)的冷凝。

    (2)排(pái)气不够(gòu)充分,任何被包封的(de)气(qì)体,都(dōu)会造成铸件气隔缝(féng)。对(duì)于会使金属(shǔ)液流产生任何程度(dù)间断的(de)浇注系统而言,这一(yī)问题则更(gèng)为严重。

    (3)型(xíng)芯尺(chǐ)寸不正(zhèng)确(què)或(huò)放置不当,型芯(xīn)移位会使铸件截面减薄,如果金属液的流动能力不够高,则会(huì)产生浇不足(zú)或(huò)冷隔。

    (4)漂芯或(huò)砂芯下沉,这和下型拱起、上型下沉的后(hòu)果完全一样,都会(huì)使铸件(jiàn)截面(miàn)变得过(guò)薄。

    (5)偏芯造成铸件截面过薄(báo),这是漂(piāo)芯或(huò)砂芯下沉(chén)的另一种表现形式。

    (6)砂(shā)芯变形,因粘结(jié)剂的(de)热塑(sù)性而(ér)引起砂芯的变形是(shì)造成铸件变形的一个原因(yīn)。因变(biàn)形引(yǐn)起的翘曲,在浇(jiāo)注过程中(zhōng)和(hé)偏芯的(de)作用一样,都会使铸件截(jié)面减薄。

    (7)芯骨距砂芯表面(miàn)过近,这样设置的芯骨(gǔ)对(duì)金属起着激冷作用,因而迟(chí)滞了金属液(yè)的正常(cháng)流动(dòng),降低了金属液的流动性。

    (8)型芯材(cái)料导热性过高,其后果和造型材料导(dǎo)热性过高一样。

    7.造型

    (1)舂砂过实降低了透(tòu)气(qì)性。

    (2)舂砂不(bú)均时,将造成(chéng)型砂紧(jǐn)实(shí)度的(de)变化,使局部砂型透气性过低,这样会改变金属(shǔ)液的流动(dòng),或者形(xíng)成局(jú)部(bù)截面受激冷,从而导致产生冷隔。

    (3)舂砂过松导致上型下沉,使铸件截(jié)面变薄(báo)。

    (4)修型(xíng)或(huò)修补过度,其后(hòu)果和形成金属液的(de)翻腾或改变(biàn)型(xíng)砂导热性一样。

    (5)芯撑尺寸错误引起漂芯,会造成铸件截(jié)面过薄,使金属熔液很难完满充(chōng)型。

    (6)芯撑过小(xiǎo)或(huò)芯撑数量(liàng)过少,造成漂芯。

    (7)型芯或铸型的涂料(liào)涂层过(guò)厚(hòu),都(dōu)会使铸件的较薄截面变得更薄。

    8.金属成分(fèn)

    (1)铸铁,碳当(dāng)量对金属液的流动性有影响。一(yī)般来(lái)说,低碳当量的金(jīn)属液会因其流(liú)动性差(chà)而容易产生(shēng)冷隔和(hé)浇不足;但碳当量过高又会产(chǎn)生石墨漂浮缺陷。

    (2)铸钢,钢的成(chéng)分由(yóu)低碳到高碳,如果添加各种合金元(yuán)素(sù),可以调整其流动性。钢具有较高的热(rè)幅(fú)射性,热量损失较快,这种(zhǒng)特性使钢液与冷的或湿的铸型接触时,会很快(kuài)降低(dī)其(qí)流动性。

    (3)铜合金,由于铜(tóng)合(hé)金品种较多,流动性差别很大,因此改进流动性的方法取决(jué)于所采用的合金(jīn)类型(xíng)。

    (4)铝合(hé)金,在铝合(hé)金成分中增(zēng)加硅或铁的含量,会(huì)使其较(jiào)低(dī)的流(liú)动性得到改善(shàn)。含气或被污染的铝合(hé)金,特别(bié)易于产生冷隔。

    (5)镁合(hé)金,可以通过将成分调(diào)整到接近于共晶成(chéng)分而改善(shàn)其流动性。

    9. 熔炼

    (1)因称重或加(jiā)料不严格导致(zhì)成(chéng)分(fèn)错误。

    (2)金属液熔(róng)化温度过低或流动性太(tài)差。无论(lùn)是哪一种金属,其(qí)温度过低是造(zào)成浇不足的基本原因。

    (3)金属(shǔ)液氧化或含气。这(zhè)可能(néng)是由于(yú)耐火(huǒ)材(cái)料太湿、湍流所造成的,无论是何种金属,氧化或(huò)含气金属液的流(liú)动性都会降低;熔(róng)炼操作不当,特别容易使有色金属吸附气体;熔炼灰(huī)铸铁(tiě)时,冲天(tiān)炉底焦高度太低,也(yě)会(huì)产生同(tóng)样的后果。

    (4)金属液还原过分。会因为吸氢而产生问题,在所有的(de)金属中这都是(shì)应予以(yǐ)考虑的因素,对铝合金而言尤为重要。

    (5)浇(jiāo)包内添加料过(guò)量。这些(xiē)添加料(liào)都(dōu)具(jù)有(yǒu)直接(jiē)降(jiàng)低温度(dù)的作用,因而也就(jiù)降低了金属液(yè)的流动性。

    (6)浇包内(nèi)添加物潮湿,会(huì)造成(chéng)温度损耗,导致金属液温度过(guò)低。

    10. 浇注

    浇注被认为是(shì)造成浇不足(zú)缺(quē)陷的主(zhǔ)要原因之(zhī)一,以下(xià)因素可能是浇注过(guò)程中导致产生(shēng)缺陷的成(chéng)因。

    1)浇(jiāo)注温度过低。

    (1)间断浇注(zhù)会(huì)造成(chéng)金属液(yè)充型不均衡,当(dāng)重新开始(shǐ)浇注后,则易于产生氧化薄膜(mó)或吸收气体,这都(dōu)会妨碍熔融金属的熔合。

    (2)过快(kuài)减慢浇(jiāo)注速(sù)度,会降低金属液完(wán)全(quán)充满(mǎn)铸型型腔(qiāng)所需(xū)的压力,当上箱中有凸台或上箱太浅时,过快减慢浇注速(sù)度(dù)铸(zhù)成(chéng)的(de)铸件,其缺陷尤为严重。

    (3)金(jīn)属液沸腾。流槽、内(nèi)衬、浇包(bāo)嘴(zuǐ)太(tài)湿,或浇(jiāo)包内有(yǒu)废渣,都(dōu)会造(zào)成(chéng)金属液沸腾,既降低了熔融金属的温度,又降低了(le)其流动性。

    (4)水平(píng)浇注薄平(píng)铸(zhù)件,未(wèi)使(shǐ)其有一个倾斜度,都容易造成冷(lěng)隔缺陷。

    (5)因跑火降低(dī)了浇注压力,会造成浇注间断,其后果和过快降低浇(jiāo)注(zhù)压(yā)头一样。

    (6)熔渣、脏物或浇包耐(nài)火材料堵住内浇口,其后果与间(jiān)断浇(jiāo)注(zhù)或过快减慢浇(jiāo)注速度(dù)一(yī)样。

    (7)若浇注的金(jīn)属液短缺,会降低熔(róng)融金属的输送压(yā)力。上箱较浅时(shí),浇注(zhù)的熔融金属稍有短缺(quē),会使压(yā)力水平低于(yú)铸件的zui高点,这样(yàng)即便不会造成浇不足,也容易形成(chéng)侵入(rù)气孔或(huò)缩(suō)松。实际上,上(shàng)箱凸(tū)台部位产生侵入气孔,通常都和浇(jiāo)不足有(yǒu)关,当浇注短缺是其成(chéng)因时,这两种(zhǒng)缺(quē)陷(xiàn)很可能不易(yì)识别。

    (8)浇注过慢,会使内(nèi)浇(jiāo)道不能保持有充分的金属液(yè),不能较快地(dì)充满铸型来(lái)防止冷隔。浇注(zhù)过慢还(hái)是造成膨胀缺陷的主(zhǔ)要原因,上型膨胀的倾向(xiàng)会进一步加大形成冷隔的可能。

    (9)未能保持直浇道、横浇道和内浇道充满熔融的(de)金属液,其结果和间断浇注或压力头(tóu)不足一样。此(cǐ)外,还会(huì)造成包(bāo)封空气,因而(ér)降(jiàng)低了(le)金属液(yè)的流动性,在一些合金(如铸钢中)会快速地形成氧化膜。

    11 其他

    (1)冷铁和芯撑过大时,其(qí)后果和(hé)激冷一样,使金属液流动性降低而产生冷隔。冷隔(gé)很可(kě)能出(chū)现在芯撑或(huò)距芯(xīn)撑很近的部位。

    (2)因铸型(xíng)压铁过重等原因使铸件截面减薄。若压铁重(chóng)量超过(guò)铸型(xíng)能够承担的负荷(hé)时(shí),会发生(shēng)塌型(xíng)。即使截面尺寸改变很小,也可能导致产(chǎn)生(shēng)浇不足缺陷。

    (3)铸型型腔的薄截(jié)面处产生水气凝聚,这会降低金(jīn)属液的流动性,同时还(hái)会(huì)造成包(bāo)封气体。

    解决(jué)"冷隔(gé)"缺陷

    冷隔缺(quē)陷(xiàn)不光表面(miàn)难看,且内部金属结合力(lì)弱,严重影响铸件(jiàn)的机械性能,今(jīn)天小(xiǎo)编(biān)将对其做简单(dān)介绍(shào)。

    缺陷现象:

    温(wēn)度较低的金(jīn)属流互相对接但未熔(róng)合而出现的缝隙,呈(chéng)不规则的线形(xíng),有穿透的和(hé)不穿透的两种,在外力的作用下有(yǒu)发展的趋势。

    别名:冷(lěng)接(jiē)(对接)、熔(róng)接不良

    成因分析:

    1、金属(shǔ)液浇注温度低(dī)或模具(jù)温度低;

    2、合金(jīn)成分不(bú)符合标准,流动性差;

    3、金(jīn)属液分股填充,熔(róng)合不良;

    4、浇口不合理,流程太长;

    5、填充速度低或(huò)排气不良(liáng);

    6、压射比压偏低(dī)。

    对应措施:

    1、产(chǎn)品发黑,伴有流(liú)痕。适当提高浇注温度(dù)和模具温度;观察模(mó)温减少涂(tú)料喷涂(tú)

    2、改变(biàn)合金(jīn)成分,提高流动性;

    3、烫模件看铝液流向,金属液碰撞产生(shēng)冷隔出现一般为涡旋(xuán)状(zhuàng),伴有流痕。改进浇注系统,改善内浇口的填充方向。另外可在铸件边(biān)缘开设集渣(zhā)包以改(gǎi)善填充条件;

    4、伴有远端(duān)压不实。更改浇口位置和(hé)截(jié)面(miàn)积(jī),改善排溢条件,增大溢流量;

    5、改变(biàn)金属(shǔ)液流(liú)量(liàng),提高压射速度;

    6、铸件整体(tǐ)压不实。提高比压(尽量不采(cǎi)用),有条件zui好换到大吨位机台。

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