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      知识篇——怎(zěn)样解决铸件浇不足(zú)和冷(lěng)隔缺陷(xiàn)!

      发布时间: 2020-04-29 来源:洛(luò)阳(yáng)万象城在线登录和顺祥机(jī)械有限公司 点击:2438

      浇不(bú)足和冷隔是铸造中相当普遍的缺陷,在(zài)很(hěn)多情(qíng)况下,这两类缺陷(xiàn)在完(wán)全(quán)报废铸(zhù)件中占一或第二位。

      浇不足是指金属液未能充满铸型型腔而形(xíng)成不完整的(de)铸件(jiàn),这类缺陷的特(tè)点是铸(zhù)件壁上具(jù)有光(guāng)滑(huá)圆(yuán)边的穿孔,或者铸件的(de)一个或多个末端未(wèi)充满(mǎn)金属(shǔ)液;

      冷隔是指在(zài)两股金属汇聚处,因其未能完全熔(róng)合而存在明显的不连续性缺陷的铸件,这类缺陷的外观,常呈现为带有光滑圆边的裂(liè)纹或皱纹。

      这(zhè)两(liǎng)类缺(quē)陷(xiàn)的(de)特点:一(yī)是在(zài)铸件检(jiǎn)验中比较(jiào)容易发现;二是除了清理工(gōng)序外,其(qí)产生(shēng)原因几乎存在于铸(zhù)造(zào)的每一道工序中。下(xià)面(miàn)笔者(zhě)结合多年的生产(chǎn)实践并参阅(yuè)有(yǒu)关资(zī)料(liào),谈谈铸件浇不足(zú)和冷隔(gé)的产生原因(yīn)及其防(fáng)止措施。

      1.铸件和模(mó)样设计

      (1)因铸件截面厚薄不均造成金属(shǔ)流间断,在某些铸件设计中,薄截面位于金属液难以达到的部位,很难恰当地(dì)设置浇注系统。在可(kě)能的情况下(xià),应对这类设计进行(háng)修改,当无法更(gèng)改(gǎi)设计时,则需(xū)采用相当复杂的浇注系统(tǒng),以避免产(chǎn)生(shēng)这(zhè)类缺陷。

      (2)铸件截面相对过薄,这种设(shè)计没(méi)能考虑到(dào)金属(shǔ)流动和凝固的规(guī)律。如果设计者不能加(jiā)厚这一截面的(de)话,惟一的补救办法是(shì)提高金属(shǔ)的浇注温(wēn)度,或者修改金属的化学成分,以改善其(qí)流(liú)动(dòng)性。还有一(yī)个较好的弥补办(bàn)法是采用不会(huì)产生急冷(lěng)的铸型(xíng)(型芯),但(dàn)这会(huì)使生产成(chéng)本增加,因此在可能的情况(kuàng)下应(yīng)更改设计。

      2. 模样

      (1)模样或芯盒磨(mó)损造成铸件截面过薄,型砂是(shì)磨损力相当强的(de)材料,会造成模样磨损,进而造成铸件截面减薄,导致产生浇不足和冷隔缺陷。有效的预防措施是建立正规的检查制度,把有缺陷的模样检查(chá)出来(lái)。

      (2)模(mó)样(yàng)强度差! 在(zài)造型或(huò)制芯的压力下,模样由于强度不够而产(chǎn)生(shēng)变形,这样的模样和芯盒会造成铸型(xíng)和(hé)型芯变形。这样既(jì)会(huì)造成金属液未能按预(yù)期设(shè)想流动,又会形成(chéng)铸件截面(miàn)过薄。改(gǎi)正的方法是加(jiā)固模样。

      (3)模(mó)样或芯(xīn)盒(hé)定位不准,其产生原因是定位销和销套已(yǐ)经磨(mó)损,定位销数量过少或定(dìng)位销尺寸过小都容易(yì)产(chǎn)生磨损(sǔn)。在上下模底板上按中(zhōng)心线安装分成两半的(de)模样时,也会出(chū)现(xiàn)错位的缺陷(xiàn)。如果(guǒ)不(bú)试浇(jiāo)样(yàng)品铸件(jiàn),则(zé)很难证实分装在上、下(xià)模底板(bǎn)上(shàng)的两半模样是否对准(zhǔn)。防止产生这类缺陷的首要措施就是加强检验。

      3. 砂箱及其准备

      (1)上下箱错箱造成铸件过薄,造成(chéng)这种(zhǒng)缺陷的原因(yīn)包括:定位销磨损(sǔn)、定位(wèi)销(xiāo)弯曲、销套磨(mó)损,或在(zài)箱(xiāng)耳座(zuò)内有外来杂(zá)物。由(yóu)于(yú)错箱是(shì)造(zào)成铸件缺陷的主(zhǔ)要根源之一,因而必须定期(qī)对这些部件进(jìn)行(háng)维修和保养(yǎng)。

      (2)模样安装不当(dāng),这种(zhǒng)情况一般是安装模样的工人操作疏(shū)忽所造成的。模样和模底(dǐ)板(bǎn)上的对准中心线必(bì)须非常明(míng)显,以便安(ān)放时易于检(jiǎn)查。

      (3)薄平铸件浇(jiāo)注时倾斜度不够,对某些较薄的铸件来说,要(yào)使砂箱在浇注(zhù)时能保持一个倾(qīng)斜度,否则会形成封闭气体,造成(chéng)金属液流(liú)间断。砂箱倾(qīng)斜后,上(shàng)箱要保(bǎo)持足够(gòu)的高度(dù),使浇口位置超(chāo)过铸件(jiàn)的顶(dǐng)点。

      (4)砂箱刚度不够或加固不当,也(yě)会使砂型变形而(ér)产生浇不(bú)足或冷隔,因此(cǐ)必须使用(yòng)具有足够(gòu)强度的砂箱,对于(yú)使(shǐ)用(yòng)时间较长的砂箱应(yīng)加固后再使用。

      (5)上箱太浅,可能会造成(chéng)上型下垂(chuí),从而使(shǐ)铸件截(jié)面变窄(zhǎi)、变薄,以致产生(shēng)浇(jiāo)不足的缺(quē)陷(xiàn)。在(zài)浇(jiāo)注较厚的铸(zhù)件(jiàn)时,上箱太浅(qiǎn)会因(yīn)为金属压力不足而导致产生缩松和侵入气孔;而在浇注较(jiào)薄铸件(jiàn)时,其后(hòu)果则是产生(shēng)掉砂或(huò)浇不足的缺陷。

      4.浇冒口系统

      (1)内浇道、横浇(jiāo)道和直浇道截面(miàn)尺寸不当,为了避免产生金属液流(liú)间断(duàn)的(de)现(xiàn)象,应按以下要求设计浇注系(xì)统,即必须使直浇道和横浇道具有足够的尺(chǐ)寸,以(yǐ)保证(zhèng)平稳地向所有内浇道输送金属(shǔ)液。另外(wài),为保证(zhèng)金属液流动时能够始(shǐ)终完全充满浇注系统,可减(jiǎn)小(xiǎo)浇道面积来建(jiàn)立压头(tóu)。浇(jiāo)注(zhù)系统设计的基(jī)本原(yuán)则(zé)是确保金属液(yè)流动平稳,并能够充(chōng)满浇注系统,防止金属液流间(jiān)断。

      (2)内浇道位置不当,内浇道的位置完全(quán)取决(jué)于铸件结构。因(yīn)此必须(xū)分析铸型型腔是如何被金属液(yè)充满的,根(gēn)据金(jīn)属液充(chōng)满(mǎn)型腔的流动模式(shì)设置内浇(jiāo)道。

      (3)内浇道分布不当或(huò)不(bú)均(jun1)衡(héng)! 这是由于没能正确地(dì)预测金属液流动的实际情况(kuàng)而造成的。除了要考虑金属液在一般情况下(xià)的流动状(zhuàng)态,还应考虑金属液对型壁的摩擦、金属液的冷却(què)情况和金属液的(de)流动性。金属液充型的确切过程通常很难预测,但可以(yǐ)通过(guò)试验探索出金(jīn)属(shǔ)液的流动模式。例如(rú),某一铸件通常要20S的浇注时间,我们可分别按5S、10S、15S 浇(jiāo)注(zhù)同(tóng)样的铸型,对这三个没有(yǒu)浇满的铸件进行落砂和清(qīng)理,并仍(réng)使其带(dài)着内浇道,这样(yàng)就可显示(shì)出金属液实际的流动模式,以这些(xiē)参(cān)数(shù)作为(wéi)依据(jù)来重新设计出zui佳的浇注系统。

      (4)压头太低! 这也是造成浇(jiāo)不足的一个原因。

      5.型砂

      (1)型砂水分太高,会造成金属液(yè)沸腾而(ér)失去流动(dòng)性(xìng),导致产生浇(jiāo)不(bú)足和冷(lěng)隔。

      (2)型砂(shā)中挥发物太多,过量的挥发(fā)物在金属液流之前充(chōng)满型腔,会使金属液难以完整地充(chōng)满型腔(qiāng),从而有(yǒu)可能造成气隔或(huò)气隔缝,即使金属液流到了正常(cháng)部位,也(yě)会(huì)因此(cǐ)而难以熔合,导致产生(shēng)冷隔和浇(jiāo)不足。

      (3)背砂强度低,不(bú)管是因为箱带不足还是背砂强度太低而引起(qǐ)的上型(xíng)下沉,都会使较薄的(de)型腔截面(miàn)变得更薄(báo),从而使金属(shǔ)液难以充满铸件薄壁。

      (4)透气性(xìng)太差(chà),砂型(xíng)紧实度过高会(huì)造成透气性差,则可能产生气隔(gé)。此外(wài),型砂紧实(shí)度高还会加(jiā)快从熔融金(jīn)属液中吸(xī)走(zǒu)热量,在金属(shǔ)液未来得及充满铸型型腔之前就(jiù)可能使铸件冷凝了。

      (5)造型材料导(dǎo)热性过(guò)高,造型材料吸取热量和(hé)冷凝金属的速度各有(yǒu)差异(yì),如金属型和砂型之(zhī)间的差异(yì),石(shí)英砂和锆砂之间(jiān)的差异,都会对冷隔缺陷的产生有(yǒu)不同的影响。

      6.制芯

      (1)砂芯过硬,金属液通常很难平静地流(liú)到较(jiào)硬(yìng)的砂芯近旁(páng),而常会在(zài)该处出现翻腾的情况,这样会(huì)形成过早的冷凝。

      (2)排(pái)气不够(gòu)充分,任何被包封的气体,都会(huì)造成铸件气隔(gé)缝。对于会使金属(shǔ)液流产生(shēng)任(rèn)何程(chéng)度间(jiān)断的浇注系统而言,这一问题则更为(wéi)严重。

      (3)型芯尺寸不(bú)正(zhèng)确或放置不(bú)当,型芯移位(wèi)会(huì)使(shǐ)铸件截面(miàn)减薄,如果金属液(yè)的流(liú)动能力不够高,则会产生浇不(bú)足或冷(lěng)隔。

      (4)漂芯或砂芯下沉,这和下(xià)型拱起、上型下沉的后(hòu)果完全一样,都(dōu)会使(shǐ)铸件截(jié)面变得过薄。

      (5)偏芯造成铸件(jiàn)截(jié)面过薄,这是漂芯或(huò)砂芯下沉的另一种表现形式。

      (6)砂芯(xīn)变形,因粘结剂的热(rè)塑性而(ér)引起(qǐ)砂芯的变(biàn)形是(shì)造成铸件变(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(yòng)一(yī)样,都会使(shǐ)铸件截面减(jiǎn)薄。

      (7)芯(xīn)骨距砂(shā)芯表面过近,这样(yàng)设置的(de)芯骨(gǔ)对金(jīn)属起着激冷作用,因而迟滞了金属(shǔ)液的正(zhèng)常流(liú)动,降(jiàng)低了金属液的流(liú)动性。

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

      7.造型

      (1)舂砂过实(shí)降低了透气性。

      (2)舂砂不(bú)均时,将造成型砂紧(jǐn)实度的(de)变化,使局部砂型透气(qì)性过低(dī),这(zhè)样会改(gǎi)变金属(shǔ)液的流动(dòng),或者形成局部截面(miàn)受激冷,从而导(dǎo)致产(chǎn)生冷隔。

      (3)舂砂过(guò)松导致上型下(xià)沉,使(shǐ)铸件截面(miàn)变(biàn)薄(báo)。

      (4)修型或修补过度,其后果和形成金属液的(de)翻腾或改(gǎi)变(biàn)型(xíng)砂导热性(xìng)一样(yàng)。

      (5)芯撑尺寸错误引起漂(piāo)芯,会造成铸件截(jié)面过薄,使金属熔(róng)液(yè)很难完满充(chōng)型。

      (6)芯撑(chēng)过小或芯撑数量过少,造(zào)成漂芯。

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

      8.金属成分

      (1)铸铁,碳当(dāng)量对金属(shǔ)液的流动性有影响(xiǎng)。一(yī)般来(lái)说,低碳当量的金属液会因其流动性差而容(róng)易(yì)产生冷隔和浇不足;但碳当量过高又会产生石墨漂(piāo)浮缺陷。

      (2)铸钢,钢的成分由(yóu)低碳到高碳,如果(guǒ)添(tiān)加各种合金元素,可以调整其流动性。钢具有较高的热幅射(shè)性(xìng),热量损失较快(kuài),这种(zhǒng)特(tè)性(xìng)使钢液(yè)与冷的或湿的铸型接触时,会很快降(jiàng)低其(qí)流动性。

      (3)铜合金,由于铜合金品种较多(duō),流动(dòng)性差(chà)别很(hěn)大,因(yīn)此改(gǎi)进流动性的方法取决于所采用的合金(jīn)类型。

      (4)铝合金(jīn),在(zài)铝(lǚ)合(hé)金成分中增加硅(guī)或铁的含量,会使其较低的流动性得到改善。含气或被污染的铝合金,特别易于产生冷隔。

      (5)镁合金,可(kě)以通过(guò)将成分调整到接近于共晶成分而改善其流动性。

      9. 熔(róng)炼

      (1)因称(chēng)重或加料不严格导致成(chéng)分错误。

      (2)金属液熔化温度(dù)过低或(huò)流动(dòng)性太差(chà)。无论是(shì)哪(nǎ)一种金(jīn)属,其温度过(guò)低是造成浇不足(zú)的(de)基本原因。

      (3)金属液氧(yǎng)化或含气。这可能是由于耐火(huǒ)材(cái)料太湿、湍(tuān)流(liú)所造成的,无论是何(hé)种金属(shǔ),氧化或含气金属液的流(liú)动性都会降低(dī);熔炼操作不当,特别容易使有色金属吸附气体;熔炼灰铸铁时(shí),冲天炉底焦高度太低,也会产生同样的(de)后果。

      (4)金属液还原过分(fèn)。会(huì)因为吸氢而产(chǎn)生问题(tí),在所有的金属中这都是应予以(yǐ)考虑的因素,对(duì)铝合金而言尤为重(chóng)要(yào)。

      (5)浇包内添(tiān)加料过量。这些添加料都具有直接降低温度的作用,因而也就降(jiàng)低了金属(shǔ)液的(de)流动性。

      (6)浇包内(nèi)添加物潮湿,会造成温(wēn)度损耗,导致金属液(yè)温度过低。

      10. 浇(jiāo)注

      浇注(zhù)被认为是造成浇不足缺(quē)陷的主(zhǔ)要原(yuán)因之一,以下(xià)因素可能是浇(jiāo)注过程中导(dǎo)致产生缺陷的(de)成因。

      1)浇注温度过(guò)低。

      (1)间(jiān)断浇注会(huì)造成金属液充型不均衡,当重新开(kāi)始浇注后,则(zé)易于产(chǎn)生(shēng)氧化薄膜或吸收气体,这都会妨碍熔融金属的熔合。

      (2)过快减慢(màn)浇(jiāo)注速度,会降(jiàng)低金(jīn)属液完全充满铸型型腔所需的(de)压(yā)力(lì),当上箱中有凸(tū)台或上箱太浅(qiǎn)时(shí),过快减慢浇注速度(dù)铸成的铸(zhù)件,其缺陷尤为严重。

      (3)金属液沸腾(téng)。流槽、内衬、浇包(bāo)嘴太湿,或(huò)浇包内(nèi)有废渣,都会造(zào)成金(jīn)属液沸腾,既降低了(le)熔融金(jīn)属的温度(dù),又降低了其(qí)流(liú)动性(xìng)。

      (4)水平浇注(zhù)薄平铸件,未使其有一(yī)个倾斜度,都容易造成冷隔缺(quē)陷。

      (5)因(yīn)跑火降低了浇注压力(lì),会造成浇注间(jiān)断(duàn),其后果和(hé)过快降(jiàng)低浇注压头(tóu)一样。

      (6)熔渣、脏物或浇包(bāo)耐火材料堵住(zhù)内(nèi)浇口(kǒu),其后果与间断(duàn)浇注或过快减慢浇注(zhù)速度一样。

      (7)若(ruò)浇注的金属液短缺,会降低(dī)熔融金属的输送(sòng)压(yā)力。上(shàng)箱较浅时,浇注的熔融金(jīn)属(shǔ)稍有(yǒu)短缺(quē),会(huì)使压力(lì)水平低于铸件的(de)zui高点,这样即便(biàn)不(bú)会造(zào)成浇不足,也容易形成侵入气孔或(huò)缩松。实际上,上箱凸台部位产生(shēng)侵入(rù)气孔,通常都和浇不足有关(guān),当浇注短缺是(shì)其(qí)成因(yīn)时,这两种(zhǒng)缺陷很可能不易识别。

      (8)浇注过慢,会使内(nèi)浇道不能保持(chí)有充分的金属液,不能较快地充满铸型来防止(zhǐ)冷(lěng)隔。浇注过(guò)慢(màn)还是(shì)造成膨胀(zhàng)缺陷(xiàn)的主要原因(yīn),上型膨(péng)胀的倾向会(huì)进(jìn)一步加大形成(chéng)冷隔的可能。

      (9)未(wèi)能保持直浇道、横浇道和内浇道充(chōng)满熔融的金属液(yè),其结果和间断浇注或压力(lì)头(tóu)不足一样。此外,还会(huì)造成包封空气,因而(ér)降低了金属液的流动性,在一(yī)些合金(如铸(zhù)钢中)会快(kuài)速(sù)地形成氧化膜(mó)。

      11 其他

      (1)冷铁和芯撑过(guò)大(dà)时,其后果和激冷一样,使(shǐ)金属液流动(dòng)性降低而产生(shēng)冷隔。冷隔很(hěn)可能出(chū)现在芯撑或距(jù)芯撑很近的部位(wèi)。

      (2)因铸(zhù)型压铁过重等(děng)原因使(shǐ)铸件截面减薄。若压铁(tiě)重量超(chāo)过铸型(xíng)能够(gòu)承担(dān)的负荷时,会发生塌型(xíng)。即使(shǐ)截(jié)面尺(chǐ)寸改(gǎi)变很小(xiǎo),也可(kě)能导致产生浇不足缺陷。

      (3)铸型型腔的薄截面处(chù)产生水(shuǐ)气凝聚,这会降低金(jīn)属液的流动性,同时还会造(zào)成包封气体。

      解决"冷隔"缺陷

      冷隔缺(quē)陷不光表面难看(kàn),且内部金属(shǔ)结合(hé)力弱,严重影响铸件的机械性能,今天小编将对(duì)其做简单介绍。

      缺陷现象:

      温度较低(dī)的金属流互相对接但(dàn)未熔合而出(chū)现的缝隙,呈不规则的线形,有穿透的和不穿透(tòu)的(de)两种,在外力(lì)的作用下有发展的趋(qū)势。

      别名:冷接(对接(jiē))、熔接不(bú)良(liáng)

      成(chéng)因分析(xī):

      1、金(jīn)属液浇注温度低或模(mó)具(jù)温度(dù)低;

      2、合金(jīn)成分不符合标(biāo)准,流(liú)动性(xìng)差;

      3、金属液分(fèn)股(gǔ)填(tián)充,熔合不良;

      4、浇口不合理,流(liú)程太长(zhǎng);

      5、填充(chōng)速(sù)度低或排(pái)气(qì)不良;

      6、压射比压偏低。

      对应措(cuò)施:

      1、产品发黑,伴有流痕。适(shì)当提高浇注温(wēn)度和(hé)模具温度;观察模(mó)温减少涂料喷(pēn)涂

      2、改变合(hé)金成(chéng)分,提高流动性(xìng);

      3、烫模(mó)件看铝液流向,金属液碰撞产生冷隔出现一般(bān)为涡(wō)旋状(zhuàng),伴有(yǒu)流(liú)痕。改进浇注系统,改善内浇口的填充(chōng)方向。另外可在铸(zhù)件边缘开设集(jí)渣包以改善填充条件;

      4、伴有远(yuǎn)端(duān)压不实。更(gèng)改浇口位置和截面积,改善排溢条件,增大(dà)溢流量;

      5、改变金(jīn)属液流(liú)量,提高压射速度;

      6、铸件整体压不(bú)实。提(tí)高比压(尽量不采用),有条(tiáo)件zui好换到大吨位机台。

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