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    知识篇——怎样解决铸件浇(jiāo)不足(zú)和(hé)冷(lěng)隔缺陷!

    发(fā)布(bù)时间: 2020-04-29 来源:洛阳千亿体育登录网站和顺祥机械有限公司 点(diǎn)击:2406

    浇不足(zú)和冷隔是铸造中相当(dāng)普遍的缺(quē)陷,在很多情况下,这(zhè)两类(lèi)缺陷在(zài)完全报废铸件中占一或第二位。

    浇不足是指金属(shǔ)液未能充满铸型型腔(qiāng)而(ér)形成不(bú)完整的铸件,这(zhè)类(lèi)缺陷的特(tè)点(diǎn)是铸(zhù)件壁上具有光滑圆(yuán)边的穿孔,或者铸件的一个(gè)或(huò)多个末端未充满金属液;

    冷(lěng)隔是指在两股金属汇聚处(chù),因其未能完全(quán)熔合而存(cún)在明显的不(bú)连续性缺陷的铸件,这类缺陷(xiàn)的外观,常呈(chéng)现为带有光滑圆边的裂纹或皱纹(wén)。

    这两(liǎng)类缺陷的特点:一是在铸件检验中(zhōng)比较容(róng)易发(fā)现;二是除了清理工序外,其产生原(yuán)因几(jǐ)乎(hū)存在于铸造(zào)的每一道工(gōng)序中。下面笔者结(jié)合多年(nián)的生产实践并(bìng)参阅有关资料,谈(tán)谈铸(zhù)件浇不(bú)足和(hé)冷隔的(de)产生原(yuán)因及(jí)其(qí)防止措施(shī)。

    1.铸件和模样设计(jì)

    (1)因铸件截面厚薄不均造成金(jīn)属流(liú)间断,在某些铸件设计中,薄截面位于金(jīn)属液难以(yǐ)达到的部位,很难恰当地设置浇注(zhù)系统。在可(kě)能的情(qíng)况下,应对(duì)这类(lèi)设(shè)计进行(háng)修改,当无法更(gèng)改(gǎi)设计时(shí),则需采用相当复(fù)杂的浇(jiāo)注系(xì)统(tǒng),以避免产生这(zhè)类缺陷。

    (2)铸件截(jié)面相(xiàng)对(duì)过薄(báo),这种设计没能考虑到金属流动和凝固(gù)的规律。如果设(shè)计者不能加厚(hòu)这一截面的(de)话,惟一的补救办法是提高(gāo)金属的浇注温度(dù),或者修改金属的(de)化学成(chéng)分,以改善其流动性。还有(yǒu)一(yī)个较好的弥补办法是采用不(bú)会(huì)产生急冷(lěng)的铸型(型芯),但这会使生产成本增(zēng)加,因(yīn)此在可能的情况下应(yīng)更改设计。

    2. 模样

    (1)模(mó)样或芯盒磨损造成铸件截面过(guò)薄,型砂(shā)是磨损力相当强的材料(liào),会造成模样磨损,进而造成铸件截面减薄(báo),导致产生浇不足和冷隔缺(quē)陷。有效(xiào)的预防措(cuò)施是建立(lì)正规的检(jiǎn)查制度(dù),把(bǎ)有缺陷的模样检查出来。

    (2)模样强度(dù)差! 在造型或(huò)制芯的压力下,模样由于强度不够而产生变形(xíng),这样的模样和芯盒会造成铸型和型芯变形。这样(yàng)既会(huì)造成(chéng)金属液未能按预期设想流动,又会形成铸件截面过薄(báo)。改正的方(fāng)法是加固模样。

    (3)模样(yàng)或芯盒(hé)定位不准,其产生原因是定(dìng)位销和销(xiāo)套已经磨损,定位(wèi)销数(shù)量(liàng)过少或(huò)定位销尺寸过小都容易产生磨损(sǔn)。在上下模底板(bǎn)上(shàng)按中心线安装分成两半的(de)模(mó)样(yàng)时,也会出现错位(wèi)的缺(quē)陷。如(rú)果(guǒ)不试(shì)浇(jiāo)样品铸件(jiàn),则很难证(zhèng)实(shí)分装(zhuāng)在上(shàng)、下模底板上的(de)两半模样是否对准。防止产生(shēng)这类缺陷的首要措施就是加强检(jiǎn)验(yàn)。

    3. 砂(shā)箱(xiāng)及其准备

    (1)上下箱错(cuò)箱造成铸(zhù)件过薄,造(zào)成这种缺陷的(de)原(yuán)因包括:定位销磨损、定位销弯曲、销套磨损,或(huò)在箱耳座内有外来(lái)杂物(wù)。由于错(cuò)箱是造成铸件缺陷(xiàn)的主要根(gēn)源(yuán)之一,因而必须定期对这些部件进行维修和保养。

    (2)模样安装不当,这种情(qíng)况一(yī)般是安装模样的工人操(cāo)作疏忽所造(zào)成的。模样和模底板上的对准中心线必须非(fēi)常明显,以(yǐ)便安(ān)放时易于(yú)检(jiǎn)查。

    (3)薄平铸(zhù)件浇(jiāo)注时倾斜度不够(gòu),对某些(xiē)较薄的铸件来说,要使砂箱在浇注(zhù)时能保持一个倾斜度,否则会形成封闭气体,造成金属液流间断。砂箱倾(qīng)斜后,上箱要保持足够(gòu)的高(gāo)度,使浇口位置超(chāo)过铸件(jiàn)的顶点。

    (4)砂箱刚度(dù)不(bú)够或加固不当,也会使砂型(xíng)变形(xíng)而产生浇不(bú)足或冷隔,因此必须使(shǐ)用具有足够强度的砂(shā)箱,对(duì)于使用时间较长的砂箱(xiāng)应加固后(hòu)再使用。

    (5)上(shàng)箱太(tài)浅,可能(néng)会造成上型下垂(chuí),从(cóng)而使(shǐ)铸件截(jié)面变窄、变薄,以致产生浇不足的缺陷。在浇注较(jiào)厚的铸件时,上箱太浅会因为金属压力不足而导(dǎo)致产生缩松和侵入气孔;而在浇注(zhù)较薄铸件时,其(qí)后果则是产(chǎn)生掉砂或浇不足的缺陷。

    4.浇冒(mào)口系统

    (1)内浇道、横浇道和直浇道截面尺寸不当,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(jiāo)注系统,即必须使直(zhí)浇道和横浇道具有足够(gòu)的尺(chǐ)寸,以保证平稳地向所有内浇道(dào)输(shū)送金属液。另外,为保(bǎo)证金(jīn)属液流动时能够始终完(wán)全充满浇注系统,可减小浇道(dào)面积来建立压头。浇注系统设计的基本原则(zé)是(shì)确保(bǎo)金(jīn)属液流(liú)动(dòng)平稳,并能够充满浇注系统,防止金属液流间断。

    (2)内浇道位(wèi)置(zhì)不(bú)当,内浇道的位(wèi)置完全取决于铸件结构。因此必须(xū)分析铸(zhù)型型腔是如(rú)何被金属液充满的,根据金属(shǔ)液充满型腔的流动(dòng)模式(shì)设置内浇道(dào)。

    (3)内浇道分布不当或(huò)不均衡(héng)! 这是由于没(méi)能(néng)正确地预测金(jīn)属液流动(dòng)的(de)实际情况而造成(chéng)的(de)。除了要(yào)考虑金属(shǔ)液在一(yī)般情况(kuàng)下的流动状态,还(hái)应考虑(lǜ)金属(shǔ)液对型壁的摩(mó)擦、金属液的冷却情(qíng)况和(hé)金属液的流动性。金属液充型的确切过程通常(cháng)很(hěn)难预(yù)测(cè),但可(kě)以(yǐ)通过试验探(tàn)索出(chū)金属液的流动模式。例如,某一铸件(jiàn)通常要20S的浇注时(shí)间,我们可(kě)分别按5S、10S、15S 浇注同样的铸型,对这三个(gè)没有浇满的(de)铸件进(jìn)行落砂和清理,并仍使其带着内(nèi)浇道,这样就可显示(shì)出金属液(yè)实(shí)际的流动模式,以这些参数作(zuò)为依据(jù)来重新设计出zui佳的浇注(zhù)系统。

    (4)压(yā)头(tóu)太低(dī)! 这也是造成浇不足的一个原(yuán)因。

    5.型砂

    (1)型砂水(shuǐ)分(fèn)太高(gāo),会造(zào)成金(jīn)属液沸腾而失去流动(dòng)性(xìng),导致产生浇不足和冷(lěng)隔。

    (2)型砂中挥(huī)发物太多,过量的(de)挥发物在金属液流之(zhī)前充满型腔,会使金属(shǔ)液(yè)难以完整地充满型腔,从而有可能造成气隔或(huò)气隔缝,即(jí)使金属液流到了正常部位,也(yě)会(huì)因此而难以熔合,导致产生冷隔和浇(jiāo)不足。

    (3)背砂强度低,不管是因为箱(xiāng)带不(bú)足还是背砂强度太低(dī)而引起的(de)上(shàng)型(xíng)下沉,都会使(shǐ)较薄(báo)的型腔截(jié)面变得更(gèng)薄,从而使金(jīn)属液难(nán)以充满(mǎn)铸件薄壁(bì)。

    (4)透气性太差(chà),砂型紧实度(dù)过(guò)高会造成透(tòu)气性差,则可能产(chǎn)生气隔。此(cǐ)外(wài),型砂紧实度高还会加快从熔(róng)融(róng)金属液中吸走热(rè)量(liàng),在金属液未来得及充满(mǎn)铸(zhù)型型腔之前就可能使(shǐ)铸件(jiàn)冷凝了(le)。

    (5)造(zào)型材料导热性过高,造型材料(liào)吸取热(rè)量和冷凝(níng)金属的速(sù)度各有差异,如金(jīn)属型和砂型之间的差异(yì),石英砂和锆砂(shā)之间的(de)差异,都会对(duì)冷(lěng)隔缺陷的(de)产(chǎn)生有(yǒu)不同的影响。

    6.制芯(xīn)

    (1)砂(shā)芯过硬,金属液(yè)通常很难(nán)平静(jìng)地流到较硬的砂芯近旁(páng),而常(cháng)会在(zài)该处出现翻(fān)腾的情况(kuàng),这样会形成过早的冷凝。

    (2)排(pái)气不够充分,任何被包封(fēng)的气体,都会(huì)造成(chéng)铸件气隔缝。对于会(huì)使金属液流产生任何程度间断(duàn)的浇注系统而(ér)言,这一问题则(zé)更为严重(chóng)。

    (3)型芯尺寸不正确或放置不当,型芯移位会使(shǐ)铸件截(jié)面减薄(báo),如果(guǒ)金属(shǔ)液的流动能(néng)力不够高,则会产(chǎn)生浇不足(zú)或冷隔(gé)。

    (4)漂芯或砂(shā)芯下沉,这和下(xià)型(xíng)拱起、上型下沉的后(hòu)果完全一样,都会使铸件截面变得过薄。

    (5)偏芯造成铸件截(jié)面过薄(báo),这是漂芯或(huò)砂(shā)芯下沉的另(lìng)一种表现形式(shì)。

    (6)砂芯(xīn)变形,因粘结剂的热塑性而引起砂芯(xīn)的变形是造成(chéng)铸件变形的一个原因。因(yīn)变形(xíng)引起的翘曲(qǔ),在(zài)浇注过程中(zhōng)和偏芯的作用一样,都会使铸件(jiàn)截面减薄。

    (7)芯骨距砂芯表面过近,这样设置的芯(xīn)骨对金属起着激冷作用(yòng),因而迟滞了金属(shǔ)液的正常流(liú)动,降低(dī)了金属液(yè)的流动性。

    (8)型芯(xīn)材料导热性过高,其(qí)后果(guǒ)和造(zào)型材(cái)料导热性(xìng)过高一样。

    7.造型

    (1)舂砂过(guò)实(shí)降低了透气(qì)性(xìng)。

    (2)舂砂不均时,将造(zào)成型砂紧实度(dù)的变化,使局(jú)部砂型(xíng)透气性(xìng)过低,这样会(huì)改变金属液的流动,或者形成局(jú)部截面受激冷,从而导致产生冷(lěng)隔。

    (3)舂砂过松导致上型下沉,使铸件(jiàn)截面(miàn)变(biàn)薄。

    (4)修型或修(xiū)补过(guò)度,其后果和(hé)形成金属液的翻腾(téng)或改变型(xíng)砂导(dǎo)热性(xìng)一(yī)样。

    (5)芯撑尺寸错误引起(qǐ)漂芯,会造成铸(zhù)件截面过薄,使金属熔液很难完(wán)满充型。

    (6)芯(xīn)撑过小或芯撑数量过少,造成漂芯(xīn)。

    (7)型芯或铸型的涂料涂层过厚,都会(huì)使铸件的(de)较薄截面变得更薄。

    8.金属成分

    (1)铸铁,碳当量对金(jīn)属(shǔ)液的流动性有影响。一(yī)般来说,低碳当(dāng)量的金属液会因其流动性差而(ér)容易产生(shēng)冷隔和浇不足;但碳当量(liàng)过(guò)高又会产生石墨漂浮(fú)缺陷。

    (2)铸(zhù)钢,钢的成分由低碳到高碳,如果(guǒ)添加各种(zhǒng)合金元素,可以调整其流动(dòng)性。钢具有(yǒu)较高(gāo)的热幅射性(xìng),热量损失(shī)较快,这种特性使钢液与冷的或(huò)湿的铸型接触时,会很快降低其流动性(xìng)。

    (3)铜合金(jīn),由于(yú)铜合金品(pǐn)种较多,流动性差别很(hěn)大,因此(cǐ)改进(jìn)流(liú)动(dòng)性的方法取决于所采用的(de)合金(jīn)类型。

    (4)铝合金,在铝合金成分中增加(jiā)硅或铁的含(hán)量(liàng),会使(shǐ)其(qí)较低(dī)的流动性(xìng)得到改善。含气或被污染的铝合金,特别(bié)易于产生冷隔。

    (5)镁(měi)合金,可以通过(guò)将成分调(diào)整到接近于共晶成分而(ér)改善其流动性。

    9. 熔炼(liàn)

    (1)因称(chēng)重或加料不严格导致(zhì)成分错误(wù)。

    (2)金属液熔化温度过低或流(liú)动性太差。无论是哪一种金属,其(qí)温度(dù)过(guò)低是造(zào)成浇不足的基本原因。

    (3)金属液(yè)氧化或(huò)含(hán)气。这可能是由于耐火材料太湿、湍(tuān)流所造成(chéng)的,无论是何种金属,氧化或含气(qì)金属(shǔ)液的流动性(xìng)都会降低;熔炼操(cāo)作(zuò)不当(dāng),特(tè)别容易使有色金(jīn)属吸附气体;熔炼(liàn)灰铸铁时,冲天炉底焦高度太低,也会产生同样的后果。

    (4)金属液还(hái)原(yuán)过分。会(huì)因为吸(xī)氢而产生问题,在所(suǒ)有(yǒu)的金属中这都是应予(yǔ)以考虑的因素(sù),对铝合(hé)金而言尤(yóu)为重要。

    (5)浇包内添加(jiā)料(liào)过量。这些添加(jiā)料都具有直接降低温(wēn)度的作用,因而也就降低了金属液(yè)的流动性。

    (6)浇(jiāo)包内添加物潮湿,会造成温度损耗,导(dǎo)致金属液温度过低(dī)。

    10. 浇注(zhù)

    浇(jiāo)注被认(rèn)为是造(zào)成浇(jiāo)不足(zú)缺陷(xiàn)的主(zhǔ)要原因(yīn)之一,以下因(yīn)素可能是浇(jiāo)注(zhù)过程中(zhōng)导致产生(shēng)缺陷的(de)成(chéng)因。

    1)浇注温度过低。

    (1)间断(duàn)浇(jiāo)注(zhù)会造成金属液充型不均衡,当(dāng)重新开始浇注后,则易于产(chǎn)生氧化薄膜或吸收气(qì)体,这(zhè)都会妨(fáng)碍熔融金属的熔(róng)合。

    (2)过快减慢浇注速度,会(huì)降低金(jīn)属液完全充满铸型型腔所需的压力(lì),当上箱中(zhōng)有凸台或(huò)上(shàng)箱(xiāng)太浅时,过快减(jiǎn)慢浇注速(sù)度铸成(chéng)的铸件,其缺陷尤为严(yán)重。

    (3)金属液沸(fèi)腾。流槽、内衬(chèn)、浇包嘴太(tài)湿,或浇包(bāo)内有废渣(zhā),都会造成金属液沸腾,既降低了(le)熔融金属的温度,又降低了(le)其流动性。

    (4)水(shuǐ)平浇注薄(báo)平铸件,未使其(qí)有一(yī)个倾(qīng)斜度,都容易造成冷隔缺(quē)陷。

    (5)因(yīn)跑火(huǒ)降(jiàng)低了浇注(zhù)压力,会造成(chéng)浇(jiāo)注(zhù)间断,其后果和过快(kuài)降低浇(jiāo)注压(yā)头一样。

    (6)熔(róng)渣、脏物或浇(jiāo)包耐火材料堵住内浇口,其(qí)后果与间断浇注或过快减慢浇注速(sù)度一样。

    (7)若浇注的金(jīn)属(shǔ)液短缺,会降低熔(róng)融金属的(de)输送压力。上箱较浅时,浇注(zhù)的熔(róng)融金属稍有短缺,会使压力水(shuǐ)平(píng)低(dī)于铸件的(de)zui高点,这样即便不会造(zào)成浇不足,也容(róng)易形成侵(qīn)入气孔(kǒng)或缩松(sōng)。实际上,上箱凸台部位产生(shēng)侵入气孔,通常(cháng)都和浇(jiāo)不(bú)足有关,当浇注短缺是其成(chéng)因时,这两种缺陷很可能不易识(shí)别(bié)。

    (8)浇注(zhù)过慢,会使(shǐ)内浇道不能保持有充分的金(jīn)属液,不(bú)能较快地充满铸型来防止冷(lěng)隔。浇注过慢还是(shì)造成膨胀缺陷的主要原因,上型膨胀的倾向会进(jìn)一步加大形(xíng)成冷隔(gé)的可能。

    (9)未能保(bǎo)持直浇道、横浇道和(hé)内浇道充满熔融的(de)金属液,其结果和间断浇(jiāo)注或压力头不(bú)足一样。此外,还会造成包封空气,因而降低了金属液(yè)的(de)流动性,在一些合金(如铸(zhù)钢(gāng)中)会快速地形成氧化膜。

    11 其(qí)他

    (1)冷铁和芯撑过大时,其后果和激冷(lěng)一样,使金属液流动(dòng)性降(jiàng)低而产生冷隔。冷(lěng)隔很可能出现在芯撑(chēng)或(huò)距芯撑(chēng)很近的部位(wèi)。

    (2)因铸型压铁过(guò)重等原因使铸件(jiàn)截(jié)面减薄。若压铁(tiě)重量超过铸型能够承(chéng)担的(de)负荷时(shí),会发生(shēng)塌型(xíng)。即使截面尺寸(cùn)改变很小,也可(kě)能导致产生(shēng)浇不足缺(quē)陷。

    (3)铸(zhù)型型腔的薄截面处产生水气凝聚,这会(huì)降低金(jīn)属液的流动性,同时(shí)还会造成包封气体。

    解(jiě)决"冷(lěng)隔"缺陷

    冷隔(gé)缺陷不光表面难看,且(qiě)内部金属(shǔ)结合力弱,严重影响铸件的机(jī)械性能,今天小编将对(duì)其做简单介绍。

    缺陷现象:

    温度较低的(de)金属流互相对接但未(wèi)熔合而出现的(de)缝隙,呈不规则(zé)的线形,有穿(chuān)透的和不穿透的两种,在外力的作用下(xià)有发展的(de)趋势。

    别(bié)名:冷接(对接)、熔接不良

    成因(yīn)分析:

    1、金属(shǔ)液浇注温(wēn)度低或模具温(wēn)度低(dī);

    2、合(hé)金成分不(bú)符合(hé)标准,流动(dòng)性(xìng)差;

    3、金属液分股填充,熔合不(bú)良;

    4、浇口不(bú)合(hé)理(lǐ),流程太长;

    5、填充(chōng)速度低或排气不良;

    6、压射比压偏(piān)低。

    对应措(cuò)施:

    1、产品(pǐn)发黑(hēi),伴有(yǒu)流痕。适(shì)当提(tí)高浇(jiāo)注温度(dù)和模具温度(dù);观察模温减(jiǎn)少涂料(liào)喷涂

    2、改变(biàn)合(hé)金(jīn)成(chéng)分,提(tí)高流动性;

    3、烫模件看铝(lǚ)液流向,金属液碰(pèng)撞产生冷隔出现一般为涡旋状,伴有(yǒu)流(liú)痕。改(gǎi)进浇(jiāo)注系统,改(gǎi)善(shàn)内(nèi)浇口(kǒu)的填(tián)充方向。另(lìng)外可在铸件边缘开设集(jí)渣包以(yǐ)改善填充条件;

    4、伴有(yǒu)远端压不实。更改浇(jiāo)口位置和截(jié)面积(jī),改善排溢条件(jiàn),增大溢流量;

    5、改(gǎi)变金属液流量(liàng),提(tí)高压射(shè)速度;

    6、铸件整(zhěng)体压(yā)不实(shí)。提高比压(尽(jìn)量(liàng)不采用),有条(tiáo)件(jiàn)zui好换(huàn)到大吨位机台。

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