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      知(zhī)识篇(piān)——怎样解(jiě)决铸件(jiàn)浇不足和冷隔缺(quē)陷!

      发(fā)布时(shí)间: 2020-04-29 来源:洛阳欧宝官方web站和顺祥机械(xiè)有(yǒu)限公司 点击:2434

      浇不足和(hé)冷(lěng)隔是铸造中相当(dāng)普遍的(de)缺(quē)陷,在很多情况下,这两类缺陷(xiàn)在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(chōng)满铸型型腔而形成不完整的铸件,这类缺陷的特点是铸件壁上具有光滑圆(yuán)边的穿孔,或者(zhě)铸件的(de)一个或多个末端(duān)未充满金属液;

      冷(lěng)隔(gé)是指在两股金属汇聚处(chù),因其未能完全熔合而存在明显(xiǎn)的不连续性缺陷的铸件(jiàn),这类缺陷的外观,常(cháng)呈(chéng)现为带(dài)有光滑圆边的(de)裂(liè)纹(wén)或皱(zhòu)纹(wén)。

      这两类缺陷的特点:一是在铸件检验中(zhōng)比较(jiào)容易发现;二是除了清理工序外(wài),其产生原因(yīn)几乎存(cún)在于(yú)铸(zhù)造的每(měi)一道工序中(zhōng)。下面笔者结合多年的生产实践并(bìng)参阅有关资料,谈谈铸件浇不足(zú)和冷隔的产生(shēng)原(yuán)因及(jí)其防止措施。

      1.铸件和模(mó)样设计

      (1)因(yīn)铸件截面(miàn)厚薄不均造成金属(shǔ)流间断,在某些铸件设计(jì)中,薄截面位于金属液难以达到的部位,很难(nán)恰当地设置(zhì)浇注(zhù)系统。在可能(néng)的情(qíng)况下,应对这类设计进行(háng)修(xiū)改,当无法更改设计时,则需采用相当复杂(zá)的浇(jiāo)注系统,以避免产生这(zhè)类缺陷。

      (2)铸件截面相对过薄,这种设计没能(néng)考虑到金属流动和凝固(gù)的规律(lǜ)。如果设(shè)计者(zhě)不能加(jiā)厚(hòu)这一截面的话(huà),惟一的(de)补(bǔ)救办法是提高金属的浇注温度,或者修(xiū)改金属的化学成(chéng)分,以改善其流(liú)动性。还(hái)有一个较好的弥(mí)补办法(fǎ)是采用不会(huì)产生急冷(lěng)的铸型(型芯),但这会使生产(chǎn)成本增加(jiā),因(yīn)此(cǐ)在(zài)可能的(de)情况(kuàng)下应更改(gǎi)设计。

      2. 模样

      (1)模样或芯盒磨损造成铸(zhù)件截面过薄,型砂是磨(mó)损力相当强的材料,会(huì)造成模样(yàng)磨损,进而造成(chéng)铸件截面减薄,导致(zhì)产生浇不足和(hé)冷隔缺(quē)陷。有效的预(yù)防措施是建立(lì)正规的检(jiǎn)查制度,把有缺(quē)陷的模(mó)样检查出来。

      (2)模样强度差! 在造型或(huò)制芯的压(yā)力下,模样由(yóu)于强度(dù)不够而产生变形,这样的(de)模样和芯(xīn)盒会(huì)造成铸型和型芯变形。这(zhè)样既(jì)会造(zào)成金属液(yè)未能按(àn)预期设想流动,又会形成铸件截面过薄。改正的方法是(shì)加固模样。

      (3)模样或芯盒(hé)定位(wèi)不准,其产生原因是定位销和(hé)销套已(yǐ)经磨损,定位销数量过少或定位销尺寸过小都容易产(chǎn)生磨损。在上下模底板上按(àn)中心线安装分成两半的模样时,也会出现错位的缺陷。如果不试浇(jiāo)样品铸件,则很难证实分装在上、下模(mó)底板上的(de)两(liǎng)半模样是否对准。防止产生(shēng)这类缺陷(xiàn)的首要措施就是加强检验。

      3. 砂(shā)箱(xiāng)及其准(zhǔn)备

      (1)上(shàng)下箱错(cuò)箱造(zào)成铸件过薄,造成(chéng)这种缺陷的(de)原因包括(kuò):定位销(xiāo)磨损、定位销弯曲(qǔ)、销套磨损(sǔn),或在箱耳座内有(yǒu)外(wài)来杂物。由于(yú)错箱是(shì)造成铸件缺陷的主要根(gēn)源之一,因而必(bì)须定期对这些(xiē)部件进行维修和保养。

      (2)模样安装不当,这(zhè)种情况(kuàng)一(yī)般是(shì)安装模样的工人操作疏忽所造成的。模样和模底板上的对准中(zhōng)心线必须非常明显,以(yǐ)便安放时易于检查。

      (3)薄平铸件浇注时(shí)倾斜度不够(gòu),对(duì)某些较薄的铸件来说,要使(shǐ)砂箱在浇(jiāo)注时(shí)能保持一(yī)个倾斜度,否则会形(xíng)成封闭气(qì)体,造(zào)成金属液流(liú)间断。砂箱倾斜后,上箱要保持足够的高度(dù),使浇口位置超(chāo)过(guò)铸件的顶点。

      (4)砂箱刚度不够或加(jiā)固不当(dāng),也会使砂(shā)型(xíng)变形而产生浇不(bú)足或(huò)冷隔,因此必须使用具(jù)有足够强度(dù)的砂箱,对于使用时间较长的砂箱应加固(gù)后再(zài)使(shǐ)用。

      (5)上箱太(tài)浅,可能会造成上型下垂,从而使铸件截面变窄、变薄,以致产生浇(jiāo)不足的缺陷。在(zài)浇注较厚的铸件时,上箱太浅会因为金属压力不足而导致(zhì)产生缩(suō)松和(hé)侵入气孔;而在(zài)浇注较薄铸件时,其后果则是产生(shēng)掉(diào)砂或浇不足的(de)缺陷。

      4.浇冒口(kǒu)系统

      (1)内浇(jiāo)道、横(héng)浇道和直浇(jiāo)道截(jié)面尺寸不当,为(wéi)了避免(miǎn)产生金属液流(liú)间断的现象,应按(àn)以下(xià)要求(qiú)设计浇注(zhù)系统,即必须使直浇(jiāo)道(dào)和横浇道具有足够(gòu)的尺寸,以保证平稳(wěn)地向(xiàng)所有内浇道输送金(jīn)属液。另外,为保证金属液流动时能够始终(zhōng)完全充满浇注系统,可减小浇道面(miàn)积来建立压头。浇注系统设计的(de)基本原则是(shì)确(què)保金属(shǔ)液流动(dòng)平稳,并能够充满浇注系统,防止金属液流间断(duàn)。

      (2)内浇道位置不当,内浇道的位置完全取决(jué)于铸件结构。因此必须分析铸(zhù)型型腔是如何被金属液充满的,根据金属液充满型(xíng)腔的流动(dòng)模式设置内浇(jiāo)道(dào)。

      (3)内浇道分(fèn)布不当(dāng)或不(bú)均衡! 这是由于没能正确地预测金(jīn)属液(yè)流动(dòng)的实际情况而造成的。除(chú)了要考虑金属液在一般情况(kuàng)下的流动状态(tài),还应考虑金(jīn)属液(yè)对型壁的摩擦(cā)、金(jīn)属液的冷却情况和金属液(yè)的流(liú)动性(xìng)。金(jīn)属液充型的确(què)切过程通(tōng)常很难预测(cè),但可以通过试(shì)验探(tàn)索(suǒ)出金属液的流动模式。例(lì)如,某一铸件通常要20S的(de)浇注时间,我们可分别按5S、10S、15S 浇注同(tóng)样的(de)铸型,对这三个没有(yǒu)浇满的铸件进行落砂和清理,并(bìng)仍使(shǐ)其带着内浇道,这样就可显(xiǎn)示出金属液实际的流动模式,以这些参数作为依据来重新设计出zui佳的浇(jiāo)注系统。

      (4)压头太低! 这也是造(zào)成浇(jiāo)不足的一个(gè)原因。

      5.型(xíng)砂

      (1)型砂水(shuǐ)分太高,会造(zào)成金属液沸腾而失去流动性,导致产生浇不足和(hé)冷隔(gé)。

      (2)型砂中挥发物太多,过量(liàng)的挥发物在金属液流(liú)之前充(chōng)满型腔,会(huì)使(shǐ)金属液难以完整(zhěng)地充(chōng)满(mǎn)型腔(qiāng),从而有可能造成气(qì)隔或(huò)气隔缝,即使金(jīn)属(shǔ)液流到(dào)了正(zhèng)常(cháng)部位(wèi),也会因此而难以熔合,导致(zhì)产(chǎn)生冷隔(gé)和浇不足。

      (3)背砂强度低,不管是因为箱(xiāng)带(dài)不足(zú)还是背砂强度太低而(ér)引起的上型下沉,都会使较薄的型腔截面变得(dé)更薄,从而使金属液(yè)难以充满铸(zhù)件薄(báo)壁。

      (4)透(tòu)气性太差,砂型紧实度(dù)过高会造成(chéng)透气性差,则可能产生气隔。此外,型砂紧实度高还会加快(kuài)从熔融金属(shǔ)液(yè)中(zhōng)吸(xī)走热量,在金属液未来得(dé)及充满铸(zhù)型(xíng)型腔之前就可能使铸(zhù)件冷凝了。

      (5)造型材料导热(rè)性过高,造型材料(liào)吸取热量和冷凝金属的速(sù)度各有(yǒu)差异,如金属型和砂型之间的(de)差(chà)异(yì),石英(yīng)砂和锆(gào)砂之间的(de)差异,都会对冷(lěng)隔缺(quē)陷(xiàn)的产生有不(bú)同的(de)影响。

      6.制(zhì)芯

      (1)砂芯过硬,金属液通常(cháng)很难平静地流到(dào)较硬的砂芯近(jìn)旁,而常会在该处出(chū)现翻腾(téng)的(de)情况,这样会形成过早(zǎo)的冷凝。

      (2)排气不够充分,任何被包封的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使金属液流产生任(rèn)何程度间断的浇注系统而(ér)言,这一问题则更为严(yán)重。

      (3)型芯尺寸不正确或放置不当,型芯移位会使铸件截面减薄,如果金(jīn)属液的流动能力不够高,则会产生(shēng)浇不足或冷隔。

      (4)漂芯或砂芯下沉,这和下型拱起(qǐ)、上型下沉的后果完全(quán)一样,都会使(shǐ)铸(zhù)件截面(miàn)变得过薄(báo)。

      (5)偏芯造成铸件截面过薄,这是漂芯(xīn)或砂芯下沉的另一种表现形式。

      (6)砂芯(xīn)变形(xíng),因粘(zhān)结剂的热(rè)塑性而引起砂芯的变形(xíng)是造成铸(zhù)件(jiàn)变(biàn)形的一个原因。因变形引起的翘曲,在浇注过程中和偏芯的作用一(yī)样,都(dōu)会使(shǐ)铸件截面减(jiǎn)薄。

      (7)芯骨距砂芯表面过近,这样设置的芯骨对(duì)金属起着激(jī)冷作用,因而(ér)迟滞了金属液的正常流动,降低了金(jīn)属液的流动性。

      (8)型芯(xīn)材料导热性(xìng)过高,其后果(guǒ)和(hé)造型材(cái)料导热性过高一样。

      7.造型(xíng)

      (1)舂砂过实降低了透气性。

      (2)舂砂不均时,将造成型砂紧实度的变化,使局部砂型(xíng)透气(qì)性过低(dī),这(zhè)样会改变金属液的流动,或(huò)者形成局部截面受激冷,从而(ér)导致(zhì)产(chǎn)生(shēng)冷(lěng)隔。

      (3)舂砂过松(sōng)导致上(shàng)型下沉,使铸件截(jié)面变(biàn)薄。

      (4)修型或修补(bǔ)过度(dù),其(qí)后果和形成(chéng)金属液的(de)翻腾或改变型(xíng)砂导(dǎo)热性一样(yàng)。

      (5)芯撑尺寸错误引起漂芯,会(huì)造成(chéng)铸件截面(miàn)过薄,使(shǐ)金属熔液很难完满(mǎn)充型。

      (6)芯撑过小(xiǎo)或芯撑数量过少,造成漂芯。

      (7)型芯或铸型的涂料涂层(céng)过(guò)厚,都会使铸件的较薄截面变(biàn)得更薄。

      8.金属(shǔ)成分

      (1)铸(zhù)铁,碳当量对金属液的流动性(xìng)有影响。一般来说,低碳当量的金属液(yè)会因其流动(dòng)性差而容易产生冷隔和浇不(bú)足;但碳当量过高又会产生石墨(mò)漂浮缺陷。

      (2)铸钢,钢(gāng)的成(chéng)分由低碳到(dào)高碳,如果(guǒ)添加各种合金元素,可以调整(zhěng)其流动性(xìng)。钢具有较高(gāo)的热幅(fú)射性,热量损失较快,这种特性使钢液与(yǔ)冷的或湿的铸型接触时,会(huì)很快降低其(qí)流动性。

      (3)铜合金,由于铜合(hé)金品种较多,流动性差别很大(dà),因此改进流动性的方(fāng)法取决于所(suǒ)采用的合金类(lèi)型。

      (4)铝合金,在铝(lǚ)合金成分中增加硅(guī)或铁的含量,会使其较低的流动性得到(dào)改善(shàn)。含(hán)气或被污染的铝合金,特别易于产生冷隔(gé)。

      (5)镁合金,可以(yǐ)通过将成分调整到接近于共晶成分(fèn)而改善(shàn)其流动(dòng)性。

      9. 熔炼

      (1)因称重或加料不严格导(dǎo)致成(chéng)分错(cuò)误。

      (2)金属液熔化温度过低或流动性(xìng)太差。无论是哪一种(zhǒng)金属,其温度(dù)过低(dī)是造成浇不足的(de)基本原因。

      (3)金属液氧化或(huò)含气(qì)。这可能是由于耐(nài)火材料太湿、湍流(liú)所造成(chéng)的,无论是何种金属,氧化或含(hán)气金属液的流动性(xìng)都会降(jiàng)低;熔炼(liàn)操作不(bú)当,特别容易使有色金属吸附(fù)气体;熔炼灰铸铁时,冲天炉(lú)底焦(jiāo)高(gāo)度太低(dī),也会产生同样的后果。

      (4)金(jīn)属(shǔ)液还原过分。会因为吸氢而(ér)产生问(wèn)题(tí),在所有的金属中这都是(shì)应予以(yǐ)考虑的(de)因素,对铝合金而言尤为重要。

      (5)浇包内添加(jiā)料(liào)过量。这些添加料都具有(yǒu)直接降低温度的(de)作用,因(yīn)而也就降(jiàng)低了金属液(yè)的流动性。

      (6)浇包内添加物潮湿,会造(zào)成温度损耗,导致金属液温度过低(dī)。

      10. 浇注

      浇注被认(rèn)为是造(zào)成浇不足(zú)缺陷的主要原因之一,以(yǐ)下因素可能是浇注过程中(zhōng)导致产生缺陷的(de)成因。

      1)浇注温度过低(dī)。

      (1)间(jiān)断浇注会造成(chéng)金属液充型不(bú)均衡,当(dāng)重新开(kāi)始浇注(zhù)后,则易于产生氧化薄膜或吸收气体,这都(dōu)会妨(fáng)碍熔融金属(shǔ)的熔(róng)合。

      (2)过快减慢浇注(zhù)速度(dù),会降低(dī)金属液完全充满铸型型腔(qiāng)所需的压力,当(dāng)上箱中有凸台或上箱太浅时(shí),过快减慢浇注速度铸(zhù)成的(de)铸件,其缺陷(xiàn)尤为严重。

      (3)金属液沸(fèi)腾。流槽、内(nèi)衬、浇包嘴太湿(shī),或浇包内有废渣(zhā),都会造成金(jīn)属液沸腾(téng),既降(jiàng)低(dī)了熔融金属的温度,又(yòu)降(jiàng)低了其(qí)流动性。

      (4)水平浇注薄平铸(zhù)件,未使其有(yǒu)一个倾斜度,都容易造成(chéng)冷隔缺陷。

      (5)因跑火降低了浇注压力,会造成浇注(zhù)间断,其后果和过快(kuài)降低浇注(zhù)压头一样。

      (6)熔渣、脏物(wù)或(huò)浇包耐火材(cái)料(liào)堵(dǔ)住(zhù)内浇口,其后果与(yǔ)间断浇(jiāo)注或过快减慢(màn)浇(jiāo)注速(sù)度一样(yàng)。

      (7)若浇注的(de)金属液短缺,会降(jiàng)低熔融金属的输(shū)送压(yā)力。上箱(xiāng)较浅时,浇注的(de)熔融金属稍有短(duǎn)缺,会使压力(lì)水(shuǐ)平(píng)低于铸件(jiàn)的zui高点,这(zhè)样(yàng)即便不会造成(chéng)浇不足,也(yě)容易形成侵入气孔或(huò)缩松。实际(jì)上,上箱凸台部位产生侵入气(qì)孔,通常都和(hé)浇不足有关,当浇注(zhù)短缺(quē)是(shì)其成因时(shí),这两种缺陷很可能不易(yì)识别。

      (8)浇注(zhù)过慢,会使内浇道不能保持有充分的金属液,不能较快地充满铸(zhù)型来防止冷隔。浇(jiāo)注过慢还是造(zào)成膨胀缺陷的(de)主要原因,上型膨胀的倾(qīng)向会进一步加大形成冷隔(gé)的(de)可能。

      (9)未(wèi)能(néng)保持直浇道、横(héng)浇道和(hé)内浇(jiāo)道充满熔融的金属液,其结果(guǒ)和间(jiān)断浇(jiāo)注或压力头(tóu)不足一(yī)样。此外,还会造成包封空(kōng)气,因而降(jiàng)低(dī)了金属液的流(liú)动(dòng)性,在一些(xiē)合金(如铸钢中(zhōng))会快速地形成氧化(huà)膜(mó)。

      11 其他

      (1)冷铁和(hé)芯撑(chēng)过大时(shí),其后果和激冷一(yī)样,使金(jīn)属液流(liú)动性(xìng)降低而产生冷隔。冷隔(gé)很可能(néng)出现在芯撑或距芯撑很近(jìn)的部位(wèi)。

      (2)因铸型(xíng)压铁过重等原(yuán)因使铸件截(jié)面减薄。若(ruò)压铁重量超(chāo)过铸型能够承(chéng)担的负荷时,会发生塌型。即使截面尺寸改变很小,也可能导致产生(shēng)浇(jiāo)不足缺陷。

      (3)铸型型(xíng)腔的薄(báo)截面(miàn)处产生(shēng)水气凝(níng)聚,这会降低金(jīn)属液的流动性,同时还会(huì)造成包封(fēng)气体。

      解决(jué)"冷(lěng)隔"缺陷

      冷(lěng)隔缺陷不光表面难(nán)看,且内部金(jīn)属结合(hé)力弱,严重影响(xiǎng)铸件的机械性能,今天小编将对其做简单(dān)介绍。

      缺(quē)陷现象(xiàng):

      温度较低(dī)的金属流互相对接(jiē)但未熔合而出(chū)现的缝隙,呈(chéng)不规(guī)则的线(xiàn)形,有穿透的(de)和不穿透的(de)两种,在外力的作用下有发展的趋势。

      别名:冷接(jiē)(对接(jiē))、熔接不良

      成(chéng)因(yīn)分析:

      1、金属液浇注温度(dù)低(dī)或(huò)模具温度低;

      2、合金成分不符合标准,流动性差;

      3、金属液(yè)分股填充(chōng),熔合不良;

      4、浇口不合(hé)理,流(liú)程太长(zhǎng);

      5、填充速度低或排气不良(liáng);

      6、压射比压偏低。

      对应(yīng)措施:

      1、产(chǎn)品发黑(hēi),伴有流(liú)痕。适当(dāng)提高浇注温度(dù)和模具温度;观察模温减(jiǎn)少涂料喷(pēn)涂

      2、改变合金成分,提高流动(dòng)性;

      3、烫模(mó)件看铝液流向(xiàng),金属(shǔ)液(yè)碰撞产(chǎn)生冷隔出现一般为涡旋状,伴有流痕。改进浇(jiāo)注系统(tǒng),改善内浇(jiāo)口的(de)填(tián)充方向。另外可在铸件边(biān)缘开(kāi)设集渣包以改善填充条件;

      4、伴(bàn)有远端压不实(shí)。更改浇口位(wèi)置(zhì)和截面(miàn)积,改善排溢(yì)条件,增大溢流量;

      5、改变金属液(yè)流量,提高压射速度;

      6、铸件整体压(yā)不实(shí)。提(tí)高比压(尽量不采用),有条件zui好换(huàn)到大吨位机台。

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