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夹砂（shā）是一种“膨（péng）胀缺陷”，有“鼠尾（wěi）”、“沟槽”和“夹（jiá）砂结疤（bā）”三种形式，其（qí）特（tè）征（zhēng）是：铸铁表面有夹着（zhe）砂子的细小纹路．条状（zhuàng）沟槽以及结（jié）疤（bā）状凸起（qǐ）物高温铁水的冲刷和烘（hōng）烤的热作用使砂型发（fā）生水分迁移和体积（jī）膨胀，致使表层翘起，挑起和开裂，这就是夹（jiá）砂形（xíng）成的机理。 1、制型砂（shā）的质量 型砂的质量必须控制。在这方面防止夹砂的对策有（yǒu）：选用粒度分散、形状不规则（zé）的原砂，湿型采（cǎi）用钠质膨润土或对（duì）钙质（zhì）膨（péng）润（rùn）土进行活化处理，适（shì）当增加膨润土的用（yòng）量和减（jiǎn）少型（xíng）砂的（de）含水（shuǐ）量，加入适量的煤（méi）粉、重油、沥青（qīng）粉（fěn）、细木屑（xiè）等“缓冲剂”、去除（chú）旧砂中的粉尘（chén）、保证型砂的混辗质量（liàng）等。 2、选择合理（lǐ）的造型工艺 造型（xíng）工（gōng）艺是（shì）否合理（lǐ）对铸件产生夹砂有（yǒu）很大影响。铸件（jiàn）的浇（jiāo）铸时间和浇铸位（wèi）置（zhì）、铁水（shuǐ）的（de）上升（shēng）速度（dù）、铸型的种类等必须选择适当（dāng）。 （1）采用快速浇铸 砂型的表面（miàn）总是要（yào）发（fā）生（shēng）膨胀的， 因此防（fáng）止夹砂（shā）的决定因（yīn）素是（shì）铁（tiě）水是否能迅速覆盖（gài）和触及砂型的表面，并对（duì）砂型产（chǎn）生一定的压力。快速浇注能使铁水在铸（zhù）件产生夹砂（shā）的“临界时问”之前充满（mǎn）铸型（xíng），不给予砂型产生膨胀（zhàng）和形成高水区的充分时间。有人用高速摄（shè）影机观察到：如果上砂型受烘烤后在局部发（fā）生垂下的瞬间，铁（tiě）水能立刻（kè）触及，则铁水有可能把垂下的砂块托回原处（chù）。由此（cǐ）可见， 快速浇铸能（néng）利用（yòng）铁水的压力来对（duì）付砂（shā）型（xíng）的膨（péng）胀。 浇铸速度的快慢主要（yào）取决于浇口截面的（de）大小。灰铸（zhù）铁件浇口截面如用下面的简易计算公式计算，能实现快速浇注。 平面较大（dà）的（de）铸（zhù）件M取（qǔ）0.8~1.2；平面（miàn）很大、薄壁的铸件取1.2~1.5；湿型件宜取中、上限。 生产实（shí）践（jiàn）征实，上述（shù）公式是（shì）可靠的（de），如果铸（zhù）件存（cún）在夹砂缺陷，必须检（jiǎn）查该铸件所用（yòng）的浇口截（jié）面积是否（fǒu）在“快浇”的（de）范围之中。对于大（dà）平（píng）面的铸件宜（yí）用（yòng）尺寸较大的浇口（kǒu）杯，多道薄片（piàn）状的内浇口或是缝隙（xì）浇口（kǒu）．使铁（tiě）水（shuǐ）迅速、平稳、不（bú）间（jiān）断地盖住所浇到的平（píng）面，避免砂型局部过热。浇口比例常用（yòng）半封闭或开放式。 （2）提高铁水（shuǐ）的上（shàng）升速度 铁（tiě）水在砂型中应有较高的上升速（sù）度，以（yǐ）减低上砂型受烘烤的程度铁（tiě）水的上升速度与浇注方案有（yǒu）关。自下而上充型的倾斜浇（jiāo）铸方（fāng）法（一般倾（qīng）斜3°--15°）。能避免分散的铁（tiě）水流，利于砂型（xíng）的（de）排气（qì）、减少铁水对砂（shā）型的热幅射和提高铁水的上（shàng）升速度。而（ér）平傲（ào）立浇的工艺则更能显著（zhe）提高（gāo）铁水的上升速度（dù）。 （3）选用恰当的浇铸位（wèi）置 铸件的浇（jiāo）铸位置必（bì）须有（yǒu）利于铁水平稳充型和型腔（qiāng）气体的排除，否则，会导（dǎo）致夹（jiá）砂的缺（quē）陷。 （4）采用适（shì）宜的（de）铸型 根据铸件的大（dà）小选择（zé）适宜（yí）的（de）铸（zhù）型。湿（shī）型一（yī）般适用于小件（jiàn）和平面不（bú）大（dà）、壁（bì）不厚的（de）中件对于中（zhōng）、大的板类（lèi）和厚壁件宜采用表干型和千型（xíng）。一些大型平板可用热膨胀（zhàng）小、导热性好和热容量高和石（shí）墨粉砂或耐火砖作下（xià）型，既能重（chóng）复使用，又能有效地防（fáng）止夹砂。 （5）增加砂型（xíng）的排气（qì） 及（jí）时地（dì）排除型腔的水（shuǐ）蒸汽及其（qí）它气体能有利于铁水的快速充填和（hé）减轻高温气流对砂表层的起拱作用（yòng），有益于降低水分凝聚（jù）区（qū）的水（shuǐ）量和使其位置内（nèi）移（yí）。因（yīn）此（cǐ）在砂型上多放（fàng）明出气冒口，分散排气是十（shí）分重要的。 3、确（què）保砂型的制造（zào）质量 砂型的制造质量涉及产生夹（jiá）砂（shā）的“临界时间”。如何（hé）精细地造（zào）型，提（tí）高砂型的整体强度，是（shì）防止夹砂的关（guān）键（jiàn）。 （1）舂砂要紧实和（hé）均匀（yún） 砂型（xíng）应舂得紧实均匀，避免局部过紧和分层（céng）。湿型不要求（qiú）过高的紧实度，而表干型和下型应有（yǒu）足够（gòu）的紧实（shí）度。大（dà）型（xíng）铸（zhù）铁件防止夹砂的经验是：“人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无法插进（jìn）砂型”。由此可见防止夹砂要注重砂型的刚性当（dāng）然增（zēng）加砂（shā）型紧实（shí）度（dù）会影（yǐng）响砂型（xíng）排气，与之相应的（de）重要手（shǒu）段（duàn）是多扎气（qì）眼， 并尽（jìn）可能接（jiē）近（jìn）砂型表层造型（xíng）时要注意（yì）砂箱的（de）箱（xiāng）带和挂钩（gōu）不能离型面太近，芯骨（gǔ）也不能距砂芯表（biǎo）面过近，因为会引起舂砂不（bú）均舂砂时首层填砂不可过薄（báo），特（tè）别是在模型表层（céng）木板（bǎn）较（jiào）薄时，木板的（de）弹性会（huì）使砂型分（fèn）层。刮板的（de）造型操作要特别小心， 以墁刀削砂（shā）成（chéng）型为（wéi）主，刮板刮（guā）砂时不能过分用力（lì）， 以免使（shǐ）砂（shā）型分层（céng）。 （2）细心修型和上好涂料 修（xiū）型（xíng）时不能过度地修磨（mó）砂型（xíng）， 这样易把水（shuǐ）分引（yǐn）到砂型（xíng）表面，形成硬块且与本体分离。砂型（xíng）损（sǔn）坏（huài）之处（chù）要划毛后修补，不宜（yí）刷水过多。浇口附近、凸台边缘、大平面（miàn）及铁水断（duàn）续（xù）流经的部位应插钉（dìng）加（jiā）固。插钉呈梅（méi）花状，使砂（shā）型有一个整体的强度。涂料是砂（shā）型的保护层（céng），要上好。修型后宜让砂型（xíng）阴干一（yī）段时间再（zài）上涂料，以利涂料的渗透（tòu）。涂料刷两遍，上浓涂料（liào），并用墁（màn）刀压一（yī）遍，第二遗上较稀一点（diǎn）的涂料。 （3）控（kòng）制烘（hōng）干范围 砂型干燥不好也容易产生夹砂。为此砂（shā）型应（yīng）有正确（què）的烘干范围。干燥炉（lú）开始不（bú）能升温过快（kuài），否则会使砂型外层存（cún）在较大的温（wēn）度差，以（yǐ）致开裂。保温要有充（chōng）裕的时间，以确（què）保砂（shā）型烘干透彻。配箱后应尽快浇注， 以免返（fǎn）潮。 4、搞好（hǎo）浇（jiāo）铸工艺和操作（zuò） 为了防止夹（jiá）砂缺（quē）陷，在浇铸工艺（yì）方面，应在保证不（bú）出现其它缺陷的（de）前提下，力求用较低的浇铸（zhù）温度（dù），在浇铸操作上，应避免断流和尽量用较快的速度（dù）浇铸。
+查看全文27 2020-04
对（duì）目（mù）前（qián）国内精铸行业（yè）中广泛应（yīng）用的4种（zhǒng）制壳工艺的特点进行了分析对（duì）比。从精铸件质量比（bǐ）较，水玻璃型壳较差，复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之，硅溶（róng）胶一中温蜡（là）型（xíng）壳zui好（hǎo）。而从制壳成（chéng）本比较，水玻璃（lí）型壳（ké）zui低，硅溶胶一中温蜡型（xíng）壳zui高。对（duì）这4种制壳（ké）工艺分别提出了改进（jìn）措施。 目前国（guó）内精铸件（jiàn）生（shēng）产中广泛采用的制（zhì）壳工（gōng）艺（yì）有以下4种： A．水玻璃型壳； B．复合（hé）型（xíng）壳； C．硅溶胶型壳（ké）(低温蜡)； D．硅溶胶型壳(中温蜡（là）)。前（qián）3种方（fāng）案（àn）均使用低温蜡（là）(模)。 我公司4种工艺兼（jiān）有，以充分满足市场对（duì）精铸件质量（liàng）、价位（wèi）的不同（tóng）需求、增加市场竞争力和适应力。 1、水玻璃型壳 这一工艺在国内（nèi）已有（yǒu）近50年的生产历史，其厂点数至今（jīn）仍占我国精铸厂家的75%以（yǐ）上。经过精（jīng）铸界（jiè）同仁个半世纪的不懈努力，水玻璃型（xíng）壳工艺的应用和研究（jiū）已（yǐ）达到了很高水平。 多年来（lái）由于背层型壳耐火材料的改进和（hé）新（xīn）型硬化（huà）剂的（de）推（tuī）广应（yīng）用，水玻璃型壳强（qiáng）度有了成倍增长（zhǎng）。铸（zhù）件表面质（zhì）量、尺寸（cùn）精（jīng）度及成品率有了很大提高，目（mù）前（qián）仍（réng）占（zhàn）很大（dà）的市场（chǎng）份额，并替代（dài）国外砂（shā）铸（zhù）件成批出口。 低廉的成（chéng）本、zui短的生产周期（qī）、优良的脱壳性能及高透气性至（zhì）今仍是其他任何型壳（ké）工艺（yì）所不及的优（yōu）点。但铸件（jiàn）的质量，包括表面粗糙度、缺（quē）陷（xiàn）数量、尺寸精（jīng）度、成品率、返修率等均比其他3种（zhǒng）工艺要差 1.1存在的主要问题（tí） (1)水玻璃粘结剂固有的（de）缺点是Na2O含量高，型壳高（gāo）温强度（dù）、抗（kàng）蠕变能（néng）力（lì）远不及硅溶剂（jì）型壳(只有它的1/30-1/50)。加之面层（céng）耐火料采用了价低（dī）质次、粒度级配不良的石英砂(粉)，硬化剂（jì）至今（jīn）仍限于使用氯化（huà）氨，因而（ér）必（bì）然（rán）不能获（huò）得高质量的精铸件。 (2)型壳（ké）生产条（tiáo）件差，缺乏（fá）严格的生产（chǎn）过程（chéng）及（jí）参数的控（kòng）制。由于硬化剂的强腐蚀性，除尘设（shè）备的（de）简陋，很少车间有（yǒu）恒温、恒湿、除尘的生产环境。影响型壳和（hé）铸件质量的涂料配制、硬化、风（fēng）干（gàn）、脱（tuō）蜡等工序，极少按行业规定的操作规范（fàn）严格控制。如定期检测涂料粘度、涂片（piàn）重、硬化剂浓度、pH值等（děng）。型壳风（fēng）干处的（de）温度、湿度、风（fēng）速等更是不加（jiā）控制，故（gù）常在高、低（dī）温（wēn）或（huò）梅雨季节发生批量报废的质量事故。总之（zhī），大部分工（gōng）厂（chǎng）停留在手工作坊阶段，靠技（jì）艺而不（bú）是（shì）靠科（kē）学的（de）质（zhì）量管理进行（háng）生产。这是水玻（bō）璃型壳数（shù）十年来铸件质量不稳定、废品率、返修率（lǜ）高的重（chóng）要原（yuán）因之一。 1.2改进方（fāng）向 (1)采用高纯度的硅微粉(脉石英)代（dài）替常用的低（dī）品位的石英砂粉作（zuò）面（miàn）层耐火材料，并应用“双峰（fēng）”型粒度级（jí）配的圆（yuán）形（xíng）石英粉配制面层涂料（liào）。不仅可提高面层型（xíng）壳（ké）的（de）热化（huà）学稳定性，而且可以获得高（gāo）粉液比（bǐ）涂料。我厂用模数为3.4、密度为1.28g/cm3的水玻璃配料，粉（fěn）液比可达到1.4。硅（guī）微（wēi）粉的（de）技术要求见。 经（jīng）湿（shī）法球（qiú）磨、单槽沉淀、磁选及离子高纯水处（chù）理，自然形成圆形（xíng），双（shuāng）峰粒度级配，这种高纯（chún）低杂质的粉粒，比人工级配（pèi）更理想。已在我（wǒ）公司（sī）实际应用，效果良好（hǎo）。 (2)加强制壳工序的现场质（zhì）量管（guǎn）理（lǐ），按（àn）行（háng）业标准操（cāo）作。同时应将涂料、撒砂、硬化场（chǎng）地与型壳干燥（zào）间隔离（lí）。后（hòu）者控制温度、湿（shī）度，前者加（jiā）强除尘、防腐，从而有利于型壳质量（liàng）的稳定及（jí）改善操作环（huán）境。 (3)采用石英-硅溶胶型壳代替一、二（èr）层石英-水玻璃型（xíng）壳（ké），彻（chè）底取消面层和过渡层的水（shuǐ）玻璃及氯化氨硬化剂。计算表明（míng）铸件（jiàn）成（chéng）本仅增加0.46元/kg，而制壳（ké）生产周期与水（shuǐ）玻璃型（xíng）壳基本相同。 2、复合型壳 为克（kè）服上述水玻璃（lí）型壳（ké）的（de）缺点（diǎn），目前不少工（gōng）厂（chǎng）将一、二层改（gǎi）用锆英石及莫（mò）来石-硅溶（róng）胶型（xíng）壳。背层仍（réng）采用原有（yǒu）水玻（bō）璃型（xíng）壳工艺。它是结合硅胶型壳（ké）的优良的表面质量和（hé）水玻璃低成本、短周期的优点（diǎn）的一（yī）种（zhǒng）改进方案（àn）。与水玻（bō）璃型壳相比（bǐ），其铸件表（biǎo）面质量有了很大提高，表面粗糙度降低、表面缺陷减少、返修（xiū）率下降。可（kě）应用（yòng）于（yú）不锈钢、耐热钢等（děng）高合（hé）金钢（gāng）。生产周期则比低温（wēn）蜡-硅（guī）溶胶型壳短（duǎn）得多，与水玻（bō）璃型壳相近。 2.1存在的主要问题 (1)由于背（bèi）层保留了水玻璃粘结剂，故其（qí）型（xíng）壳整（zhěng）体（tǐ）高温强度（dù）、抗蠕变（biàn）能（néng）力比硅溶胶型（xíng）壳低。其型焙烧温（wēn）度只限于950℃以下。900℃以后型壳变形（xíng）量增加了（le）30%。而硅溶（róng）胶型壳焙烧温度可达1000-1200℃，在1000℃以前型壳不变形。故复合（hé）型壳（ké）浇注的铸件尺寸精度(包括形位公（gōng）差)均比不上硅溶胶型壳。往往在浇注大型(10kg以上)铸（zhù）件时要采取（qǔ）增加硅溶胶型壳层数的方法(一般至少增（zēng）加2层)以求获得高（gāo）的高温强度及防止铸件变形。 (2)由于型壳前2层是影响型（xíng）壳透气性的主因，由（yóu）水玻璃型壳改（gǎi）为硅（guī）溶胶（jiāo）后，型壳的整体透气（qì）性大（dà）幅降低，在焙烧温度较低、保温时间不够长时，常会造成（chéng）铸件气孔及浇不足、冷隔（gé）等缺陷，故复合型（xíng）壳较（jiào）难应用于薄（báo）壁(δ≤3mm)件（jiàn）、小件（jiàn）及特（tè）小件(小于50g)。又（yòu）因型壳高温强（qiáng）度（dù）不及硅溶胶型壳，更易造（zào）成上述废（fèi）品。总之，复合型壳的透气性不如（rú）水玻璃型壳也不（bú）如硅溶胶型（xíng）壳。 (3)复合型壳铸（zhù）件质量稳定（dìng）性比水玻璃好，但（dàn）远不如硅溶（róng）胶（jiāo）型壳。其背层仍保留（liú）水玻璃粘结剂，为降低（dī）成本仍采用价格（gé）较低、质量不稳定（dìng）的耐火材料，如（rú）粘土（tǔ）、颗粒粒砂等（děng），且在制壳工（gōng）艺（yì）控制方面（miàn）与水玻璃型壳相同，导致铸件质量稳定性差。尤其是10kg以（yǐ）上的大件及1kg以（yǐ）下的小件，废（fèi）品率（lǜ）及返修率均比硅溶（róng）胶型壳高。 (4)复合（hé）型壳由于采用价（jià）昂的锆英石作面层，其型壳成本是（shì）水玻（bō）璃型壳（ké）的4.5倍（bèi），若（ruò）背层采用莫来石（shí）砂粉，其型壳成本与硅溶胶型壳成本相（xiàng）差（chà）无几（jǐ），每kg铸件成本仅相差1元。其成（chéng）本（běn）低的优势并不（bú）明显。 (5)复（fù）合型壳不能使用中温（wēn）蜡料。中（zhōng）温（wēn）蜡不能使用热水脱（tuō）蜡。在高（gāo）压釜中脱蜡时，由于（yú）高温、高压(170℃，0.7MPa)中温蜡液会与（yǔ）背层中的水玻（bō）璃及残（cán）留硬化剂产生剧烈的皂化反应（yīng）(白色泡（pào）沫（mò）状皂化物)，不经回收处（chù）理无法回用。而（ér）硅溶胶（jiāo）型（xíng）壳，则可以应用低、中温蜡，无此（cǐ）弊病（bìng）。 综上所述，复合型壳是水（shuǐ）玻璃型壳的改进，在铸件表面质量、成品率及返修率方面（miàn）比前者优越，但与（yǔ）硅溶胶型壳仍有本质差别。除生产周期较短，制（zhì）壳成本（běn）稍低之外其铸件质量及稳（wěn）定性不及硅溶胶型壳。 2.2改进（jìn）方向 (1)采（cǎi）用石英代替锆（gào）英砂（shā）用（yòng）于面层型壳耐（nài）火材料。铸件表面质（zhì）量不完全取决于面层型壳耐火材料，而与粘结剂有密（mì）切关系，也与蜡（là）料有关(蜡模表面粗（cū）糙（cāo）度、皂化物残留等（děng）)。复合（hé）型（xíng）壳只能采用（yòng）低温蜡，大部分应用于（yú）表面粗糙度中等(Ra=6.3-12.5)、尺（chǐ）寸（cùn）精度不（bú）甚高（gāo）(CT4-CT6)的精（jīng）铸件，实践证明采用（yòng）石（shí）英-硅溶胶面（miàn）层代替锆英石-硅溶胶是完全可行的。 这一措施使每（měi）t铸件型壳成本由原（yuán）4150-4830元下降到1360元，与水玻璃型（xíng）壳比仅增加460元（yuán）。 (2)加强制壳工序尤其是背层制（zhì）壳的（de）质量管理及环境改善(详见本文1，2节)。 (3)背层应当（dāng）采用质（zhì）量稳定、高温性能优良而（ér）成本相对低廉的耐火（huǒ）材料，同时要（yào）兼顾与面层型壳耐火材料膨胀率相匹配。推荐下列2种常用的背层（céng）材料。 ①耐火粘土-石英粉涂料（liào）(各50%)，撒颗粒（lì）砂(耐火砖废（fèi）料（liào）破碎过筛而制成)，其优点是来（lái）源广、价格低，其型壳高温强度（dù）和抗蠕变能力均高（gāo）于莫来石、铝矾（fán）土。价格仅为铝矾（fán）土的1/2-1/3。它适用于锆英（yīng）石或石英石作面（miàn）层的（de）复合型壳。 ②耐火粘（zhān）土-颗粒（lì）粉涂料(体积比为3：7)，撒颗粒砂。此方案只适（shì）用（yòng）于（yú）锆英（yīng）石（shí）复合型壳（ké）。有些工厂复合（hé）型壳背层采用莫来石砂粉（fěn）或铝矾土，其涂料性能较稳定，壳薄、易焙（bèi）烧，但成本过高且其型（xíng）壳高温性能不及上2种型壳。铝矾土脱壳性能（néng）较（jiào）差。至于废陶瓷器皿、硫璃（lí）瓦、地砖等（děng）破碎而成的材料价格（gé）虽低，但未（wèi）经高温烧成，成分复杂，型壳高温开裂倾向大，耐（nài）火度偏低。浇注后（hòu）(尤其是厚大件)脱壳困（kùn）难，不宜采（cǎi）用。 3、硅（guī）溶胶（低温蜡）型壳 这一工艺符合国（guó）情，在铸造1kg以上，特（tè）别是5kg以上中大件铸件时，具（jù）有更大的适（shì）应性和优越性(与中温蜡相比（bǐ）)。 一般来说，中大（dà）铸件的质量要求，特别是表（biǎo）面（miàn）粗糙度、尺（chǐ）寸精度以及形位公差的要（yào）求不会太高，采用高熔（róng）点中温蜡并无（wú）必要。中（zhōng）温蜡需要高压(大于6-7MPa)或液态蜡（là）压（yā）注蜡模（mó），设备投（tóu）资大。中温蜡厚大蜡模（mó）易缩陷、变形、成本高。低温蜡（là）成型容易、设备简（jiǎn）单，而蜡模表面粗糙度相差不大。 这一工（gōng）艺比复合型壳质量稳（wěn）定，尤其是铸（zhù）件尺寸精度高，因它没有水玻璃存在，型壳高温性能（néng）好，在1000-1200℃焙（bèi）烧后型壳透气性（xìng）高（gāo），抗蠕（rú）变能力强，既（jì）可适用于薄（báo）壁件，复杂结构的（de）中小件，又可生产重达（dá）50-100kg的特（tè）大件，如（rú）水泵（bèng）、叶（yè）轮、导（dǎo）流壳（ké）、泵体、球阀（fá）体、阀板（bǎn）等。对于薄壁中小件或大件可（kě）以采用叉壳或（huò）抬壳在炉前直（zhí）接（jiē）浇注（zhù），更（gèng）可获得高（gāo）成品率。 3.1存在（zài）问题 (1)由（yóu）于采用低温蜡，大（dà）部分型壳在水中脱（tuō）蜡，难（nán）免有皂化物残留进入型（xíng）壳中（zhōng）(尤其是（shì）复（fù）合型壳及水玻（bō）璃型壳同（tóng）时脱蜡时)易产生铸（zhù）件表面夹杂，返修率稍高，这是（shì）其缺点之（zhī）一（yī）。 (2)制壳生产周期长是它的zui大缺点和不（bú）足，尤（yóu）其在生（shēng）产大件，有深（shēn）孔、深槽件时（shí），每（měi）层干燥常要（yào）24-48h。以（yǐ）50kg双流道（dào）叶轮为例，常须10-15d 制壳时间，稍有（yǒu）未（wèi）干透之死角，在水（shuǐ）脱蜡时会造成硅溶胶回溶，型壳裂纹。 (3)硅（guī）溶胶型壳(低温蜡)型壳成本较（jiào）水（shuǐ）玻璃型壳高（gāo）5倍(每t铸件制（zhì）壳成本为（wéi）5000元)，比（bǐ）复（fù）合（hé）型壳高17%。铸件成本相应较（jiào）高。 3.2改进方向 (1)为防止因低温蜡回（huí）收处理不彻底及用水脱（tuō）蜡时（shí）与复合型壳或水（shuǐ）玻璃型壳共用同一（yī）热水槽，易产生铸件皂化物夹杂缺陷应采取以（yǐ）下措施。 ①采用蒸气脱蜡(蒸气压（yā）力0.2-0.4MPa，温（wēn）度120-130℃)代替水脱蜡，不仅可以防（fáng）止皂化（huà）物夹杂而且（qiě）型壳不易产生裂纹（wén），对铸件的质（zhì）量稳定更有保障。 ②若采用热水（shuǐ）脱蜡，应在水中加人体积分数为1%-3%的工业盐酸，脱蜡（là）后再（zài）用含盐酸的热（rè）水冲洗（xǐ）每组型壳以减（jiǎn）少皂化物残留。尽可能（néng）不（bú）要与水玻璃型（xíng）壳、复合型壳共用同一（yī）槽水脱（tuō）蜡，也（yě）可更换水液，单（dān）独集中脱蜡，以减少皂化物入壳。 ③回收蜡处理（lǐ）可用盐（yán）酸的体积分数为3%-5%的酸化（huà）水，沸腾及（jí）沉淀时（shí）间要足够（gòu）长。冬季硬化水温度低，水玻璃及复合型（xíng）壳中Na2O的残留（liú）量（liàng）高，蜡料（liào）皂化也（yě）较严（yán）重，应多加盐酸（suān）处（chù）理（lǐ）回（huí）收蜡，减少皂化物。蜡料处理后，及时补加硬脂酸（suān）也很重要。 (2)为缩（suō）短（duǎn）制壳生产周期（qī），可采用“快干硅溶胶”制壳，此工艺已日渐（jiàn）成熟（shú），其（qí）各层型壳干燥时间可缩短1/2以上（shàng）。小件各层(除zui后层外（wài）)干（gàn）燥仅（jǐn）须3h，制（zhì）壳时（shí）间由原63h缩（suō）短为24h。中大件（jiàn）也较一般硅溶胶缩短50%。而其市场价只提（tí）高20-30%，完全可由场地、电耗的减（jiǎn）少及生产率的提高来（lái）弥补。快（kuài）干硅溶胶的推广应用是硅溶胶制壳工艺的改革（gé）必由之路，将会逐步扩大应用。 (3)为降低硅溶胶（jiāo）型壳的成本，zui有（yǒu）效的方法是采用石英石（shí）代替锆英石作（zuò）面层型壳耐火材料。目前锆英石耐（nài）火材（cái）料占整个硅溶胶制壳成本的（de）60%，改用石英后每t铸件制壳（ké）成（chéng）本（běn）由（yóu）5000元降为2210元，下降55.8%。中大件（jiàn）可采用熔融石英砂（shā）(粉)取代锆（gào）英砂(粉)已逐步在推广应用。 4、硅溶胶（jiāo）（中温蜡（là））型壳 这是国际上通用（yòng）的精铸件生产（chǎn）工艺（yì），它具有zui高的铸件质量、zui低的返修率，特别适合于表（biǎo）面粗糙（cāo）度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高(CT3-CT5级)的中小件、特（tè）小件（jiàn）(2-1000g)。但由于设备及（jí）成本***，较少应（yīng）用于（yú）中（zhōng）大件(5-100kg)。 4.1存在问题（tí） (1)成本高，其型（xíng）壳生产成本（běn）是水玻璃（lí）型（xíng）壳的8倍（bèi）。比低温蜡（là）-硅溶胶型壳也高出25%。主要原（yuán）因是其制壳、蜡模材料成本高，且设备耗电也大得多，设备投资也大。 (2)生产周期与低温蜡-硅溶（róng）胶（jiāo）型壳相（xiàng）同，比水玻璃及复（fù）合型壳长得多。 (3)生（shēng）产5-50kg的中大件往往要（yào）采用中温液态蜡(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模易缩凹（āo），铸件尺寸精度并不（bú）太高，中大件对尺寸精度（dù）、表面粗糙度要求也（yě）没有小件那么高，故中大件较少采（cǎi）用硅溶胶(中温蜡)型（xíng）壳（ké）。 4.2改进方向 (1)为降低成本，保证（zhèng）质（zhì）量（liàng），在解决了石英（yīng）对中温（wēn）蜡润湿（shī）性很差（chà）的难题后，采（cǎi）用（yòng）石（shí）英石或熔（róng）融石（shí）英代替锆英石（shí）无疑是一方向。熔融石英其热膨胀（zhàng）系数（shù）仅（jǐn）为5×10-7/℃，且其价格只有（yǒu）锆英（yīng）石（shí）的1/6。在国外，熔融石英已（yǐ）逐步在（zài）扩大（dà）应用范围（wéi）。 (2)采用快干硅溶胶缩短制壳周期是国内外同行共同（tóng）努力的方向(见前述)。 (3)研制（zhì）国产（chǎn）的中（zhōng）温蜡或（huò）改（gǎi）进石蜡一（yī）硬脂（zhī）酸低温蜡是我国精铸界的重要任（rèn）务（wù）。如何（hé）解决国产中（zhōng）温蜡或改进型的低温蜡（là）回收处理的难题，使其在生产中能长期保（bǎo）持蜡料性能不变化是（shì）能否（fǒu）推广应用（yòng）的关键（jiàn）。 5、结束语 (1)各种（zhǒng）型（xíng）壳工艺有（yǒu）其不同的适用对象，选择的依据是：铸（zhù）件的质量要求、价位及交（jiāo）货期。综（zōng）合考虑（lǜ），正确选用zui经济（jì）合理（lǐ）的制（zhì）壳（ké）工艺方案是保证（zhèng）生产优质、低成本铸件的基础。 (2)水玻璃型壳虽有（yǒu）不少（shǎo）优点但粘（zhān）结剂（jì）本身固（gù）有的缺点使铸件质量难以提（tí）高，质量稳定性也差（chà）。今后将会逐步被复合（hé）型壳，尤其是成本（běn）低的石英（yīng）一硅溶胶复合壳所取代（dài）。 (3)硅溶胶是理想的粘结剂，其型壳质量（liàng）高，铸件（jiàn）质量（liàng）稳（wěn）定，返（fǎn）修率低，是今后（hòu）的发展方向。石英石、熔融石英耐火料在（zài）面层型壳中（zhōng）的（de）应用，快干硅溶胶的推广，将其生产成本及（jí）制壳周期大（dà）大降低和缩（suō）短，克服了这2点（diǎn）不足，硅溶胶型（xíng）壳(低温蜡或中温（wēn）蜡)将在我国精铸界得到广泛应用，毕竟高的（de）铸件质（zhì）量是zui重要的指标（biāo）。
+查（chá）看全文24 2020-04
1、铸（zhù）件“桔皮”缺陷的特征 铸（zhù）件“桔皮”是生（shēng）产中反（fǎn）复出现的一种铸造缺陷，它对（duì）铸件质量的（de）影响较大，缺陷（xiàn）出现在（zài）铸件肥厚部位、热节及内浇（jiāo）道附近以及（jí）受热集中而冷（lěng）却（què）又慢的部位。铸件（jiàn）表（biǎo）面有微凸的小圆（yuán）斑（bān），呈“眼圈”状，这些表面粗糙（cāo），看起来象“桔子皮”的斑点，在多种铸件中反复（fù）出现，有时整批铸件（jiàn）均有，其在每个铸件上的（de）数量少则几个，多至整个平面；小圆（yuán）斑有的较大（dà），有的小至麻点；有时是单（dān）个分散（sàn）的，有时（shí）也呈密集的片状凸（tū）起（qǐ）物，高出铸件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公（gōng）司统计，废品中的（de）15%是“桔皮”缺陷（xiàn）造成的（de），而且碳钢件产生桔（jú）皮缺陷的机会更多一些。 2、“桔皮”缺陷产生的原因分析 导致“桔（jú）皮”产生的根本的原因是（shì）涂料表（biǎo）面堆积、硬化不充分。型壳在焙烧后，其（qí）表面上形成黄色或黄（huáng）绿色玻（bō）璃体，浇注后与钢（gāng）液（yè）反应而形成（chéng）硅酸盐瘤粘附于铸件表面。单纯地延长硬（yìng）化时间，无助于zui终（zhōng）解（jiě）决“桔皮”问题。通（tōng）过实（shí）践，有（yǒu）以下几（jǐ）方面的原因。 2.1原（yuán）材料方面的影（yǐng）响（xiǎng） 众（zhòng）所周知，水（shuǐ）玻璃涂料的粉液比（bǐ）低，粉料分布不均（jun1）匀。水（shuǐ）玻璃的模数愈高（gāo），密（mì）度愈大（dà），则涂料的粉液比愈低（dī），粉料的分布愈不均匀，也zui不（bú）易充分（fèn）硬化。 (1)水玻璃的影响 水玻璃（lí）的模数、密（mì）度以及杂质的多少对涂料的流动性影响极（jí）大。随着模（mó）数的增（zēng）大，水玻璃中亚胶粒（lì）子比例增加，其粘度会随之（zhī）增加，涂料（liào）的流变性恶化，当（dāng）模组涂挂时极易（yì）在（zài）表（biǎo）层造成局部涂料堆积。 水玻璃（lí）参数不一致（zhì）对涂料性能（néng）的影响是（shì）很大（dà）的，这（zhè）一点（diǎn）很容易被忽视。参数（shù）的不一致性表现在两个方面。 其（qí）一是模数的不一致性，刚进厂的水玻璃只有经过长时间的（de）静（jìng）置扩散(分散)后才（cái）能使同（tóng）一批模数趋于一致，达到稳定的分散状（zhuàng）态；这一过程所需时间在一（yī）星期以上，如果急于使用则不可能获（huò）得理想的涂（tú）料流变性能。 其二是溶液（yè）密（mì）度的不（bú）一致性（xìng），在配（pèi）涂（tú）料前通常要对水玻璃溶液的密度进行（háng）调整，应该特别注意（yì）加水搅拌后马上测得的密度是不真实的，因为液体分散稳（wěn）定的过程尚未完成，与（yǔ）所（suǒ）希望的密（mì）度有一定的误差，据（jù）此配制的涂料，其粘度和流动性都有误差。 (2)耐火粉料的影响（xiǎng） 耐（nài）火粉料颗（kē）粒的分（fèn）布和形状对（duì）涂（tú）料流变性的影响较（jiào）大，双峰粉涂料具（jù）有较好的（de）流变性是大家公（gōng）认的；但即便是粒度分布基本相同的（de）双峰粉，当耐火粉（fěn）料颗料（liào）形状分别为（wéi）多角、尖角和片状的（de）粉（fěn）配制（zhì）涂（tú）料（liào）时（shí），在粉液比和水玻（bō）璃模数相同的条件下其流变（biàn）性也会有很大的差异。 当粉料形状越（yuè）接近片状时（shí），其（qí）比表面积也越大，颗粒（lì）间（jiān）的摩擦力和作（zuò）用（yòng）力增大（dà），涂料的粘度将大（dà）于多角形的粉料。 (3)水玻（bō）璃密度和粉液比（bǐ）的综合影（yǐng）响 水玻璃密度和（hé）粉液（yè）比的变化对表层涂料流变（biàn）性（xìng）的影响是非常直（zhí）观的，水玻璃密度（dù）和粉液比过大时涂料粘度增（zēng）加、流变性变差、涂层（céng）变厚会引起涂料在型壳表面局部堆积，型壳（ké）硬（yìng）化不良zui终导致“桔皮”问题。 2.2工艺方面（miàn）的影响 (1)表面层（céng）风干不充分。表（biǎo）面层风（fēng）干是涂（tú）料的再均匀化过程，同时，也是水玻璃脱水固化过（guò）程，如（rú）风（fēng）干时间过短，表面层（céng）涂料在（zài）熔模表面分（fèn）布不均匀，造成其后（hòu）的硬化不充分（fèn），脱（tuō）蜡后将在型壳内表（biǎo）面形成团状聚集物，局部形（xíng）成钠盐（yán）杂质。 (2)过度（dù）滴控。过度（dù）滴控指表面层浸挂涂料时，单方（fāng）向流动未能及时粘（zhān）砂，将（jiāng）导致涂料在熔模表面局部方向上的堆积，造成其后（hòu）的硬化不完全。 (3)型壳层间硬（yìng）化不良。由（yóu）于（yú）涂料层（céng）尤其是前（qián）两层中存在未硬化部分（fèn），未硬（yìng）化（huà）的涂料在脱蜡和焙烧后造成型（xíng）壳（ké）内表面的钠盐聚集，与钢（gāng）水（shuǐ）反应（yīng）后生成“桔皮”缺陷。 2.3环境方面（miàn）的影响 在寒冷的冬季（jì），过低（dī）的室温使涂料流动性变差造（zào）成涂料堆积，过厚堆积（jī）的涂料（liào）又（yòu）不（bú）能完全（quán）硬化；此（cǐ）外硬化液的温度随室温的降低也会造成硬化过程的缓慢和不完全。环境湿度（dù）的影响则（zé）主要发生在（zài）雨（yǔ）季，空气（qì）湿度的增加会影响风干过程，常因为风干不足而出现“桔皮”问题（tí）。 3、避免“桔皮”缺陷的措施 3.1原料选用（yòng） (l)水玻（bō）璃（lí）在模数合（hé）适的情况下，必须严格控制（zhì）杂质含量；应根（gēn）据（jù）环境（jìng）的温度、湿度、铸件的结构特（tè）点以（yǐ）及所（suǒ）配粉料的特点调整水玻璃密度（dù）。 (2)粉料在粒（lì）度符合使（shǐ）用要求（qiú）的条件下，其粒（lì）形至关重要，球形和（hé）多角形粉料（liào）是较理想（xiǎng）的（de），而片状粉料不能使用。 3.2工艺对策 (1)水（shuǐ）玻璃密度的调整。密度的合适（shì）与否将（jiāng）直接影响（xiǎng）铸件（jiàn）的表面质量，密（mì）度过大会导致涂料（liào）流动性差而造成分层和“桔皮（pí）”缺陷，密度过小又会形成铸件表面（miàn）的黄（huáng）瓜刺；合适的密度通（tōng）常与环境温度、粉料（liào）的粒度（dù）、微观形状及铸（zhù）件的结构特点有关系。密度一般控制（zhì）在（zài）1.27-1.29g/cm3之（zhī）间（jiān），其调整原（yuán）则是: ①环境（jìng）温度高时增加密度（dù），低时减小密度； ②粉料粗且片状（zhuàng）比例（lì）小时增加密度，粉（fěn）料细（xì）且片状比例（lì）大时减（jiǎn）小密度； ③结构简（jiǎn）单涂料（liào）易流（liú）动（dòng）的铸（zhù）件可适当增加（jiā）密度（dù），反之减小密度。 (2)粉液比的确定。粉（fěn）液比也是影响铸件表面质量的重（chóng）要因素之一（yī），比例过大则会因涂（tú）料的流（liú）动性差（chà）导致涂（tú）挂不（bú）均（jun1）匀（yún）而产生分层（céng）和涂料堆积；而太小则（zé）会产生铸件表面的黄瓜刺。其配比原则（zé）是（shì）在（zài）保（bǎo）证（zhèng）涂料流动性的前提下尽量（liàng）提高（gāo）粉液比。 (3)硬（yìng）化液的浓（nóng）度、温度（dù）与硬化时间。一般情（qíng）况下，氯化氨质量（liàng）分数在25%以上（shàng）的硬化剂才会有较好的硬化（huà）效果；如（rú）果氯化铵含量低，靠延长时间是不能改善硬化效果的。 (4)涂挂操作方式。实际生产中有（yǒu）相当一部分“桔皮”问题是由于操作不（bú）当造（zào）成的，涂料的单方向流动（dòng）极易产（chǎn）生堆（duī）积而造成硬化（huà）不充分，所以在（zài）蜡（là）模浸（jìn）挂涂料之后的滴（dī）控直到撒砂完毕的（de）整个过程中，必须不断改变模组的方向。 (5)脱蜡工（gōng）艺。在脱蜡热水中补充适当的（de）硬化剂，由于硬化（huà）剂的（de）吸热作用和反应，会进一（yī）步使得表面层所滞留的反应产物NaCl溶于脱蜡（là）水中而大部（bù）分去除，此（cǐ）时，型壳表面形成的是一层低钠硅胶层，有利于（yú）防止“桔皮”缺陷的产生。 (6)环境（jìng）温度。环境温度偏低（dī）会导致涂料流（liú）动性差，造（zào）成涂挂不均匀而形成（chéng）桔皮及其他（tā）制（zhì）壳缺陷，制壳工序的环（huán）境温度应控（kòng）制在（zài）15℃以上。
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气泡是铸件常见问题之一，而且一（yī）旦铸件（jiàn）出现了（le）气泡问题，也等于产品报废了（le）。那么如何避（bì）免（miǎn）铸件产生气（qì）泡？看看下面（miàn）这7条。 【缺陷（xiàn）现（xiàn）象】 铸件表（biǎo）皮下，聚集气体鼓胀（zhàng）所形成的泡，有时会崩裂，存在贯通和非贯通两种。 别名：鼓泡、起（qǐ）泡【原因分析】 模具温度（dù）太高，开（kāi）模过早。 填充速度太（tài）高，金属流卷入气体过多（duō）。 涂料（liào）发气量大，用量（liàng）过多（duō），浇注前未燃尽，使挥发气体（tǐ）被包在铸件表层，另涂料（liào）含水（shuǐ）量大（dà）。 型腔内气（qì）体没有排（pái）出，排气不顺。 合金熔炼温度（dù）过高。 铝合金液体除（chú）气不彻底，吸有较多气（qì）体，铸件凝固时析出留在（zài）铸（zhù）件内（nèi） 填充（chōng）时产生紊流。 【对应（yīng）措施】 1、测温枪测试模具表面温度，显示数值（zhí）超过（guò）工艺规（guī）定范围。降低（dī）模（mó）具表面温度，增加保压时间； 2、铸件表面内浇口（kǒu）压入的金属流明显比其它部位亮很（hěn）多。填充速度高产生原因（yīn）一方（fāng）面（miàn）是设备本身（shēn）的压射速度高，另一方面可能是内浇口太（tài）薄造成。降低（dī）压射速度，适当（dāng）增（zēng）加内浇口厚度；判断内（nèi）浇口薄的方法（fǎ）：是（shì）否有浇（jiāo）口易粘现（xiàn）象，降（jiàng）低二快速度看（kàn）远（yuǎn）端（duān）是（shì）否有严重压不实现象（xiàng），不给压打件（jiàn），看是否有（yǒu）多股（gǔ）铝液流； 3、喷涂时察（chá）看雾的颜（yán）色是否呈白色，合模前察看型腔是（shì）否还有气体残留。更（gèng）换涂料或增（zēng）大涂料与水（shuǐ）的配比； 4、在烫模阶段，铸件表面（miàn）有明显（xiǎn）的漩涡和涂料堆积。判断及解决（jué）方法（fǎ）：调（diào）开（kāi）档，人为产（chǎn）生（shēng）涨（zhǎng）模，如果解（jiě）决，需开排气道； 5、铸件表（biǎo）面内浇（jiāo）口压入的金属流特别亮（liàng）并伴有粘结（jié）。适当降低浇注温度； 6、取样块（kuài）测（cè）密（mì）度，看是（shì）否符合要（yào）求。重新进（jìn）行除气处理（lǐ）或在（zài）保温炉内（nèi）进行再（zài）次精炼； 7、烫（tàng）模阶段铸件表（biǎo）面明显有（yǒu）各流溶接不到一（yī）起的（de）痕迹伴有涂料堆积。 判（pàn）断及解决（jué）方法：涂黑油生产，看痕迹（jì）是否有堆积，分析（xī）堆积部位，解决方（fāng）法： a、开设或（huò）加大相应部位的集渣包， b、调（diào）整内（nèi）浇口流（liú）向、位置或填充方（fāng）向。
+查（chá）看全文22 2020-04
1．冒口设计的基（jī）本原（yuán）理 铸件（jiàn）冒口主要是在铸钢件上使用。铸（zhù）铁件只用于个别的厚大件的灰（huī）铸铁件和球（qiú）铁（tiě）件（jiàn）上。金属液在液（yè）态降温和凝固过程中，体（tǐ）积要（yào）收（shōu）缩（suō）。铸件的体收缩大约为（wéi）线收缩的（de）3倍。因此，铸钢的体收缩通（tōng）常按3---6%考虑，灰（huī）铸（zhù）铁按2---3%，不过（guò）由（yóu）于灰铸铁和球墨铸（zhù）铁凝固时的石墨化膨胀，可（kě）以抵消（xiāo）部分体积（jī）收缩（suō），所（suǒ）以如果壁厚均匀，铸型紧实度高，通常不需要设计冒口（kǒu）。铸件的体收缩如果得不到补充，就会（huì）在铸件上或（huò）者内部形成（chéng）缩孔、缩陷或者（zhě）缩松。严重时（shí）常常（cháng）造成（chéng）铸件报废。 冒口尺寸计算原（yuán）则（zé）是，首（shǒu）先计算需要补（bǔ）缩的（de）金属液需要多少。通（tōng）常把这一（yī）部分金属液假设成球体，并（bìng）求（qiú）出直径（jìng）（设为d0）用（yòng）于冒（mào）口计算。冒口补缩铸件是有一（yī）定的范（fàn）围------叫有效补缩距离，设为L，对厚（hòu）度为h的板（bǎn）状零件通常L=3~5h 。对棒状（zhuàng）零件L=（25~30）√h 式子中，h------铸件厚度 2．冒（mào）口尺寸（cùn）的基本计算方法 冒口计算的公（gōng）式（shì）、图线、表格等有（yǒu）很多。介绍如（rú）下（xià）。 zui常（cháng）用的（de）方法是（shì），冒口直径 D=d0+h 理由是假定（dìng）冒口（kǒu）和铸件以相同的速度凝固，凝固过程是（shì）从（cóng）铸件的两个表面向（xiàng）内层（céng）进行，当铸件（jiàn）完（wán）全凝固（gù）终了，正好冒口凝固（gù）了同样的厚度，这（zhè）时还剩下中间的（de）空心的缩孔，体积正好等于补缩球的（de）体积，这（zhè）部分金属液在（zài）凝固（gù）过程中正好补（bǔ）缩进了（le）铸件。 当铸件（jiàn）存在热节时，可以把h换（huàn）成热节的直径T即（jí）可。 即D=do+T 。 另外设计冒口（kǒu），还有个重（chóng）要的部位，就是冒口颈，所谓冒口颈就是冒口和铸件的连（lián）接通道，冒口里的金属液都是经（jīng）由冒口（kǒu）颈补缩到铸件里的。所以对（duì）冒口颈的截（jié）面是有要求的，通常取（qǔ）冒口颈的直（zhí）径（jìng）dj=（0.6~0.8）T 。 冒口（kǒu）高度（dù） H=（1.5~2.5）D 。 H的（de）高度还应该考虑要高（gāo）于（yú）需要补缩部位的高度（dù），否则就成了反（fǎn）补缩了，铸件补缩（suō）了冒口，这是要避免（miǎn）的（de）。 3．其它计算方（fāng）法 常（cháng）用（yòng）的经验计算（suàn）方法还有不计算需要估算（suàn）补缩（suō）的金属液（yè），直（zhí）接将热节园的直（zhí）径乘个系数得出冒口直（zhí）径。例如（rú） 简单铸（zhù）件 D=（1.05~1.15）T 外形简单（dān），热节比较（jiào）集中。 复杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外形复杂，例如有许（xǔ）多筋条和铸（zhù）件的其（qí）余部（bù）分连接。 中（zhōng）间类型 D=（1.15~1.40）T 介于（yú）以上两（liǎng）种之间。 铸造生产的条（tiáo）件千（qiān）差（chà）万别（bié），因（yīn）素太多，以至于所有的计算（suàn）公式都是（shì）近似的有条件的。往往（wǎng）一（yī）个（gè）公式（shì）不一定适用于所有的场合。所以公式（shì）中往（wǎng）往有取值范围较（jiào）大的系数供用户结（jié）合本单位的情况选择。
+查（chá）看全（quán）文21 2020-04
型砂的配制包括三个（gè）方面，即原材料的准备（bèi）、型砂的混制和将混制好的型砂调（diào）匀及（jí）松砂等工艺环节。铸造生产中所使用的（de）型（xíng）砂（shā），有的是由回用砂加适量的新砂、粘土（tǔ）和水经混合均匀配制成的，有的全（quán）部是由新的材料配制成（chéng）的。为了（le）确保新砂（shā）质（zhì）量（liàng），所有的原材（cái）料都须根据技术要求经验（yàn）收合（hé）格后才能使用。为此，在配砂前都必（bì）须进行加工准备。 （1） 新砂 新砂在采购（gòu）、运输过程中常混有草（cǎo）根、煤屑（xiè）及泥（ní）块等（děng）杂（zá）物，同时含有一定（dìng）数（shù）量的分分。潮湿（shī）的（de）原砂（shā）不易过（guò）筛，配（pèi）砂（shā）时不便于控制型砂（shā）的水分（fèn）。因此，除含水量低、用于（yú）手工造（zào）型的湿型砂可直接配（pèi）制外，新砂在（zài）使（shǐ）用前（qián）必须（xū）进行烘（hōng）干和过筛。新砂的烘（hōng）干用立式或卧式（shì）烘干滚筒，也可采（cǎi）用气流（liú）烘干的办法。常用的（de）筛砂设备（bèi）有手工筛、滚筒筛和（hé）振动筛等（děng）。 （2） 粘土 刚开采的粘土往往含有较（jiào）多的水分具多为块状，因此（cǐ）使用前必须烘（hōng）干、破碎并（bìng）磨成粘土（tǔ）粉，主要由专（zhuān）门的工（gōng）厂进行加工，包装万（wàn）袋供应。有的工厂事先将膨润土或粘土（tǔ）与（yǔ）煤粉按（àn）比例制成粘（zhān）土—煤粉粉（fěn）浆，使粘土充分吸水（shuǐ）膨（péng）胀（zhàng），混砂（shā）时与原砂（shā）一起加入到混砂机里混合均匀。这种做法可简化（huà）混砂操作，便于（yú）运（yùn）输，改善劳动条件，提高型砂质量。但必须严格控制（zhì）粉（fěn）浆的含水量（liàng），否则会影响型砂（shā）性能（néng）。 （3） 附加物 煤粉（fěn）、硼配、氟（fú）化物和硫黄等附加物都必须粉碎、过筛（shāi）后再使用。 （4） 旧砂 为了节省造型材（cái）料，降低铸件成本，旧砂应回用。旧砂在型砂所占（zhàn）比（bǐ）例（lì）很大，它对型砂的成分及性能（néng）有着很（hěn）大的影响（xiǎng）。旧砂中常混有各种杂物，如（rú）钉子、铁块和砂团等（děng），在回用前必须进行处理，包括将砂块粉碎，用（yòng）电磁（cí）分离器除（chú）去（qù）其中的（de）铁质杂物然后（hòu）过筛，必（bì）要时进（jìn）行冷却。 在机械化程（chéng）度高的（de）铸造（zào）车间，型砂需（xū）求（qiú）量大（dà），周（zhōu）转速度很快，往往（wǎng）旧砂（shā）的温度还比较高，有的回用砂温度高（gāo）达60摄氏度以（yǐ）上，如果采用这（zhè）种型砂（shā）造型，容易粘附模样、芯盒及砂斗。由（yóu）于型砂温度过高，会使水分蒸发太快，使型砂性能不（bú）稳定，同（tóng）时影响铸件表面质（zhì）量，影（yǐng）响造型劳动生产率。因此必须在铸件落（luò）砂（shā）、旧（jiù）砂过筛、运（yùn）输和混砂过（guò）程（chéng）中加强通（tōng）风冷却（què），降低型砂温度。 （5） 混砂 混（hún）砂的任务（wù）是将各种原材料混合均（jun1）匀，使粘（zhān）结剂包覆在砂粒表面上，混砂的（de）质量（liàng）主（zhǔ）要取决（jué）于混砂（shā）工艺（yì）和（hé）混砂机的形式（shì）。 一、混砂机的（de）形式（shì）。生产中常用的（de）混（hún）砂（shā）设备有辗轮式、摆轮式和叶片式混砂机（jī）。辗轮式混砂机除有搅拌（bàn）作用外，还有辗压搓揉作用，型砂（shā）的质量较好，但生（shēng）产效率较低，主要用来混制面砂和单一砂（shā）。摆式混（hún）砂（shā）机的生产效率比辗（niǎn）轮式高几倍，且可边混砂边鼓风冷却（què），并有一定的搓揉作用，但（dàn）型砂（shā）质量不如辗轮式（shì）混（hún）砂好，主要用（yòng）于机械化程（chéng）度（dù）高（gāo）、生（shēng）产量大的铸造车间混（hún）制单一砂（shā）及背砂。叶（yè）片（piàn）式（shì）混砂机是一种连续作业式的设备（bèi），各种原是（shì）否无误混砂机（jī）的一端进入，混（hún）好（hǎo）的型砂从混砂机的另一端出来，生（shēng）产效（xiào）率高。叶片式混砂机有混合作用，但搓揉作（zuò）用很差，主要（yào）用（yòng）于（yú）混（hún）制背砂和粘土含量（liàng）低的单一（yī）砂（shā）。 二、加料顺序（xù）与（yǔ）混砂（shā）时间。混制（zhì）粘土（tǔ）型砂的加顺序一般是先加回（huí）用砂、原砂、粘土（tǔ）粉和附加物（wù）等（děng）干（gàn）料，干混均匀后再加水湿混，均匀后即可使用。如果型砂中（zhōng）含有（yǒu）渣油液以及（jí）其他液态粘结剂，则应先（xiān）加（jiā）水将（jiāng）型砂混合均（jun1）匀后再加（jiā）入油类粘结剂。这种先加干粉后（hòu）加水的混砂加料顺序（xù）存（cún）在的缺点是，在（zài）混砂机的辗盘边缘遗留一些（xiē）粉料，这些粉料吸（xī）水后粘附在混砂机壁上，直到混辗后（hòu）期或卸砂时才脱落下来，使型砂里含（hán）有混合（hé）不均匀的粘土或煤粉团块，恶化了型砂性（xìng）能。同时干混时粉尘飞扬，劳动条件差。因此，有（yǒu）的工厂采用先（xiān）在回用砂里（lǐ）加（jiā）水混合，然后加（jiā）粘（zhān）土及煤（méi）粉（fěn）混合均匀，zui后再加少量水分调节到所需要的含水量的混砂工艺。试（shì）验结（jié）果表明，后面（miàn）这（zhè）种加料顺序可缩短混砂时间（jiān），提高（gāo）型砂质量，改（gǎi）善劳动条件（jiàn）。 为了（le）使各种（zhǒng）原材料混合均匀，混砂时间不（bú）能太（tài）短（duǎn），否（fǒu）则影响型砂性能，但混（hún）砂时（shí）间也（yě）不宜过（guò）长。否则（zé）将使型（xíng）砂温度升高，水分过多挥发，型砂结成块状，性能变坏且生产（chǎn）效率（lǜ）低。混砂时间主要根据混（hún）砂机的形式、粘土含量、对（duì）型砂性能要求等来决定。一般来（lái）说，粘土含量越（yuè）多，对（duì）型砂质量要求越高，混砂时间（jiān）越长。采用辗（niǎn）轮式混砂（shā）机混制面砂时，混砂时间一般（bān）为6—12分钟，北砂（shā）为3—6分钟，单一砂为（wéi）4—8分钟。 （6） 调（diào）匀（yún） 型砂的调匀又称回性、渗匀，是指将混好的（de）型砂在（zài）不失去水分的条件下放置一段时间，使水分均匀渗透到型砂（shā）中，让粘（zhān）土充分吸水膨胀，以提高型砂的强度（dù）和（hé）透气性等性（xìng）能。调（diào）匀（yún）时间主（zhǔ）要根据（jù）粘土种类及加入量而定。型砂（shā）中粘土含量越多，原砂的（de）颗粒越细，调匀时间越长。调匀（yún）时间应适当，否则型砂性能难（nán）以满足要注。单一砂一（yī）般为（wéi）2—3小时，面（miàn）砂为4—5小时。机械化铸造厂间型砂调匀是在型砂（shā）调（diào）匀斗里进行，非机械化（huà）的手工（gōng）造型车间（jiān）是将混好的型砂堆放在轩间地面上，并用湿麻袋覆盖进行调（diào）匀。 型砂经混辗和调（diào）匀后（hòu）会被压实（shí），有的被压成团（tuán）块。如果采用这种型砂直接造型，型砂（shā）的坚实度不均匀，透（tòu）气性等性能（néng）差。因此，调匀后的型砂必（bì）须经松砂或过（guò）筛才能（néng）使用。在机械化的铸造车间一般采（cǎi）用圆棒式或叶（yè）片式松砂机进（jìn）行松砂处理。在百机械化的手工造型车间，常用（yòng）移（yí）动式松砂（shā）机或用（yòng）筛孔为5—8毫（háo）米的筛子（zǐ）过筛（shāi）。
+查看（kàn）全文20 2020-04
覆膜砂铸造（zào）在铸造领域已（yǐ）有（yǒu）相当长的历史，铸件的产量（liàng）也相当（dāng）大；但采用覆膜砂铸造生产精密铸钢件时面（miàn）临很多难题：粘砂（结疤（bā））、冷隔、气孔。如何解决这些问题有待于我（wǒ）们（men）去进一步探讨。 一、对覆膜（mó）砂的认识与了解（覆膜（mó）砂（shā）属于有机（jī）粘结剂型、芯砂） （1）覆膜砂（shā）的特（tè）点：具（jù）有适宜的强度性（xìng）能；流动（dòng）性好，制（zhì）出的砂型、砂芯轮廓清晰（xī），组织致密，能够制造出复杂的砂芯；砂型（芯（xīn））表（biǎo）面质（zhì）量好，表（biǎo）面粗（cū）糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级；溃散性好，铸（zhù）件容（róng）易清理。 （2）适（shì）用范围：覆膜砂既可制作铸型又可制作砂（shā）芯，覆（fù）膜砂的型（xíng）或芯（xīn）既可互相配（pèi）合使用又可与（yǔ）其它砂型（芯）配合使用；不仅可以用于金（jīn）属（shǔ）型重力铸造或低压（yā）铸造，也可以用于铁型覆（fù）砂铸（zhù）造，还可（kě）以用于热（rè）法离心（xīn）铸造；不仅可以（yǐ）用于铸铁、非铁（tiě）合金铸件的生产，还可以用于铸钢件的（de）生（shēng）产。 二、覆膜（mó）砂的制（zhì）备 1．覆膜砂组成 一（yī）般由耐火材（cái）料、粘结剂、固化（huà）剂、润（rùn）滑剂及特殊添加剂组成。 （1）耐火材（cái）料是构成覆膜砂的主（zhǔ）体（tǐ）。对（duì）耐火材（cái）料（liào）的要求是：耐火度高、挥（huī）发物少、颗（kē）粒较圆（yuán）整（zhěng）、坚实等。一般选（xuǎn）用天然擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及（jí）非铁合金铸件要求大于（yú）90%，铸钢（gāng）件要求大（dà）于97%）；含泥量不（bú）大于（yú）0.3%（为擦洗砂（shā））--[水洗（xǐ）砂含泥量规定（dìng）小于；粒度①分布在相邻3～5个筛号上；粒形圆（yuán）整，角形因素应不大于1.3；酸（suān）耗值不小（xiǎo）于（yú）5ml。 （2）粘结剂普（pǔ）遍采用酚醛树脂。 （3）固化剂通常采用乌洛托品（pǐn）；润滑剂一般采用硬脂酸钙，其作用是防止覆膜砂结块，增加（jiā）流（liú）动性（xìng）。添加剂（jì）的主要作用是改（gǎi）善（shàn）覆膜砂的性能。 （4）覆膜砂的基本配比 成分（fèn） 配（pèi）比（质量分数，%）说明：原砂 100 擦（cā）洗砂， 酚醛树脂（zhī） 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水（shuǐ）溶液（yè）2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树（shù）脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重（chóng）。1：2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂酸钙（gài） 5～7 占树脂重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原（yuán）砂（shā）重。 ２．覆膜砂的生（shēng）产工艺 覆膜砂的制备工艺主要有冷法覆（fù）膜、温法覆（fù）膜、热（rè）法覆膜三种，目前覆膜砂（shā）的生产（chǎn）几乎（hū）都是采用（yòng）热覆膜法（fǎ）。热法覆膜工艺是（shì）先将原砂加热到（dào）一定温度，然后分（fèn）别与树脂（zhī）、乌洛托品水溶液和硬脂（zhī）酸钙（gài）混合（hé）搅（jiǎo）拌，经冷（lěng）却破碎和筛分而成。由于（yú）配方的差异，混制（zhì）工艺有所不同。目前国（guó）内覆膜砂（shā）生产线的种类（lèi）很多，手工加料（liào）的半（bàn）自动（dòng）生产线约（yuē）有2000~2300条（tiáo），电脑控制的全自动生产（chǎn）线（xiàn）也已经有将近50条，有（yǒu）效提高了生产（chǎn）效（xiào）率和产品稳定（dìng）性。例如xx铸造有限（xiàn）公司（sī）的自动化可视生产线（xiàn），其加料时（shí）间（jiān）控（kòng）制精确（què）到0.1秒（miǎo），加（jiā）热温度控制精（jīng）确（què）到1/10℃，并且可以通过视频（pín）时时观察混砂状（zhuàng）态，生产效率达（dá）到6吨/小时。 ３．覆膜砂的主要产品类型 （1） 普通类覆（fù）膜砂 普通覆膜砂（shā）即传统覆膜砂，其（qí）组成通常由石英砂，热塑（sù）性酚醛树脂，乌洛托品（pǐn）和硬脂酸钙构成，不加有关添加（jiā）剂，其（qí）树（shù）脂加入量（liàng）通常在一定强（qiáng）度要求下相对（duì）较高，不具备耐高温，低膨（péng）胀、低发气等特性，适用于要求不高的铸件生产（chǎn） （2） 高强度低发气类（lèi）覆膜砂 特点：高（gāo）强度（dù）、低膨（péng）胀、低发气、慢（màn）发气、抗氧化 简介:高强度（dù）低发气覆膜砂是普通覆膜砂的更新换（huàn）代产品，通过加入有关特性的“添加剂”和采用新的配制工艺，使树脂用量大（dà）幅度下降，其（qí）强度比普通覆膜砂高30%以上，发气量（liàng）显著（zhe）降（jiàng）低（dī），并能（néng）延缓发气速（sù）度（dù），能（néng）更好地适（shì）应铸（zhù）件生产（chǎn）的需要。该类（lèi）覆膜（mó）砂主要适用于铸铁件中，中（zhōng）小（xiǎo）铸钢、合金铸钢件的生（shēng）产。目前（qián）该类（lèi）覆膜砂有三个系列：GD-1高强度低发气（qì）覆膜砂；GD-2高强度（dù）低膨胀低发气覆膜砂（shā）；GD-3高强度低（dī）膨胀低发气抗氧（yǎng）化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆（fù）膜砂（shā）(ND型) 特（tè）点（diǎn）：耐高（gāo）温、高强度、低膨（péng）胀、低（dī）发（fā）气、慢（màn）发气（qì）、易溃散、抗氧化 简（jiǎn）介:耐高（gāo）温覆膜砂（shā）是通过特殊工艺（yì）配方技术生产出的（de）具有（yǒu）优异高温性能(高温下强度（dù）高、耐热时间长、热（rè）膨胀（zhàng）量小（xiǎo）、发气量低)和综合铸（zhù）造（zào）性能的新型（xíng）覆（fù）膜砂（shā）。该类覆膜砂特别适用（yòng）于复杂薄（báo）壁精密的铸铁（tiě）件（jiàn）(如汽车发动机缸（gāng）体、缸盖（gài）等)以及高要（yào）求（qiú）的铸钢（gāng）件（jiàn）(如集装箱角和火车刹（shā）车缓（huǎn）；中器壳件等)的生（shēng）产，可（kě）有效消除（chú）粘砂、变形、热裂（liè）和（hé）气（qì）孔等铸造缺陷。目前该覆（fù）膜砂有（yǒu）四个系列：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐高温低膨胀低发（fā）气覆膜砂 ND-3耐高温低（dī）膨胀低发气抗氧化覆膜砂 ND-4耐高温高强（qiáng）底低膨胀低（dī）发气覆膜 （4） 易溃散类覆膜砂 具有较好的强度（dù），同时具（jù）有优异的（de）低（dī）温溃散性能，适用（yòng）于生（shēng）产有色金（jīn）属（shǔ）铸件。 （5） 其它特（tè）殊要（yào）求覆（fù）膜砂 为适应（yīng）不同产品的需（xū）要，开发（fā）出了系列（liè）特种覆（fù）膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激冷覆（fù）膜砂、湿态覆膜砂（shā）、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆（fù）膜砂等。 三、覆膜砂制芯（xīn）主要工艺过程（chéng） 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压（yā）力0.15-0.60MPa。形（xíng）状简单的砂芯、流动性好的覆膜砂（shā）可（kě）选用较低的射（shè）砂压力（lì），细薄砂芯选择较低的加热温度（dù），加热温度低（dī）时可适当延长固化时间（jiān）等（děng）。覆膜砂所使（shǐ）用的（de）树脂是（shì）酚醛类树脂。制芯工艺（yì）的优点：具有（yǒu）适宜的强度性能；流（liú）动性（xìng）好；砂（shā）芯表面质（zhì）量好（hǎo）（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性（xìng）强；溃散性好（hǎo），铸件容易清理。 1、铸型（模具）温度 铸型（xíng）温（wēn）度是影响壳（ké）层厚（hòu）度及强度（dù）的主要因素之一,一般控（kòng）制在220～260℃,并根（gēn）据下列原则选定: （1）保证（zhèng）覆膜砂上的（de）树（shù）脂（zhī）软化及固化所（suǒ）需的（de）足够热量； （2）保证形成（chéng）需要的壳厚且壳型（芯）表面不焦化； （3）尽（jìn）量缩（suō）短结壳及硬化时间，以提高（gāo）生（shēng）产率（lǜ）。 2、射砂压力及时间 射砂时间一般控（kòng）制在3～10s，时间过短（duǎn）则砂（shā）型（芯）不能成型。射砂压力一般为0.6MPa左右；压力过（guò）低时（shí），易造成射不足或疏松现象。3、硬（yìng）化（huà）时间：硬化（huà）时间的长短主要取决（jué）于（yú）砂（shā）型（芯）的（de）厚度与铸型（xíng）的温度，一般在60～120s左右。时（shí）间过短，壳层未完全固化（huà）则强度低；时（shí）间过长，砂型（芯）表（biǎo）面层易烧焦影（yǐng）响（xiǎng）铸件质量。覆膜砂造型（芯）工艺参数实例：序号（hào）图号 壳（ké）厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时间（jiān）（s）硬化时间（s） 1 （导向（xiàng）套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜砂应用中（zhōng）存在的（de）问（wèn）题及解决对（duì）策 制芯的方法（fǎ）种类很多，总的（de）可以划分为热固性方法和（hé）冷固性方法两大类，覆膜砂制（zhì）芯属于热固性方法类。任何一种（zhǒng）制芯（xīn）方法（fǎ）都有其自身的（de）优点和（hé）缺（quē）点，这主要取决（jué）于（yú）产品的质量要求、复杂（zá）程度、生（shēng）产批量、生（shēng）产成本（běn）、产品价格（gé）等（děng）综合因素（sù）来（lái）决定采用何种制芯方法。对（duì）铸件内腔表面质（zhì）量要求（qiú）高，尺寸精度要求高、形（xíng）状复杂的砂芯采用覆（fù）膜砂制芯是非（fēi）常（cháng）有效的。例如：轿车（chē）发动机气缸盖的进（jìn）排气道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体（tǐ）的水（shuǐ）道砂芯、油（yóu）道砂芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂芯，液压阀的流道砂芯，汽车涡轮增压器气道砂芯（xīn）等等。但是在覆膜（mó）砂使用（yòng）中还常遇到一些（xiē）问题（tí），这里仅就工作中的体会略谈一二。 1、覆膜砂（shā）的（de）强（qiáng）度和发气量的（de）确定（dìng）方法（fǎ） 在原砂质量和树脂质量一定的（de）前（qián）提下，影（yǐng）响覆膜砂强（qiáng）度的关键因素主要取于（yú）酚醛树脂的加入（rù）量。酚醛树脂（zhī）加入量多，则强度就提高，但发气量也增加（jiā），溃散性就降低（dī）。因此（cǐ）在生产应用中一定要（yào）控制覆（fù）膜（mó）砂（shā）的强（qiáng）度来减少发（fā）气量，提高溃（kuì）散性，在强度（dù）标准的（de）制（zhì）订时定要找到一个平衡点。这个平衡点就是保证（zhèng）砂芯的表面质（zhì）量及在（zài）浇注时不产（chǎn）生变形、不产生断芯（xīn）前提下的强（qiáng）度（dù）。这样才能保证铸件的表面（miàn）质量和尺寸精（jīng）度，又可以减（jiǎn）少发气量，减少铸造件气孔缺陷，提高砂芯的出（chū）砂性能。对砂芯存放（fàng），搬运（yùn）过程中可以采用工位器（qì）具、砂芯小车，并在（zài）其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这（zhè）样可以（yǐ）减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂芯的存放期 任何砂芯（xīn）都会吸湿，特（tè）别（bié）是南方（fāng）地区空气相对湿度大，必须对砂芯存放期在工艺文件上（shàng）加以规定，利（lì）用精益生产先（xiān）进（jìn）先（xiān）出的生（shēng）产方式减少砂芯的存放量和存（cún）放周（zhōu）期。各企业应（yīng）结合自己的厂房（fáng）条件和当（dāng）地（dì）的气候条件来确定砂芯的存（cún）放周期。 3、控制好覆膜砂的供（gòng）货质量 覆膜砂进厂时必（bì）须附有供应商的质量保证资料，并（bìng）且企业根据抽（chōu）样标（biāo）准进行检查（chá），检查合（hé）格后方可（kě）入库（kù）。企业取样检测不（bú）合格时由质保（bǎo）和技（jì）术部门做出（chū）处理（lǐ）结（jié）果，是让步接受或向供应商退货。 4、合（hé）格的覆膜砂在制芯时发现（xiàn）砂（shā）芯断裂（liè）变形 制芯（xīn）时（shí）砂芯（xīn）的断裂变形通常会认为覆膜砂（shā）强（qiáng）度（dù）低造（zào）成的。实际上砂芯（xīn）断裂和变形会涉及到许多生产过程。出现不正常情况，必须（xū）要（yào）查到真正的原因才能彻底解决。具体原因如下： （１）制（zhì）芯时模具的温度和（hé）留模时间（jiān），关系到砂芯结壳硬（yìng）化厚度是（shì）否满足（zú）工艺要（yào）求。工艺上所（suǒ）规定（dìng）的工（gōng）艺（yì）参数都需要有一（yī）个范围，这个范围需（xū）靠操作人（rén）员的技能来进行（háng）调（diào）整。在模具（jù）温度上限（xiàn）时留模时间可以取（qǔ）下（xià）限，模具温（wēn）度在下限时（shí）留模时间（jiān）取（qǔ）上（shàng）限。对操（cāo）作人员需要不断地培（péi）训提高操作技能。 （２）制（zhì）芯时在（zài）模具上会粘有酚醛树脂和砂粒，必须进行及时清理（lǐ）并喷上脱（tuō）模剂，否则（zé）会越积越多开模时会（huì）把砂芯拉断或变（biàn）形。 （３）热（rè）芯（xīn）盒模具静（jìng）模上的弹簧顶杆（gǎn），由于长期在高温（wēn）状态下工（gōng）作会产生（shēng）弹（dàn）性失效而造（zào）成砂芯断裂或变（biàn）形。必须（xū）及时更换（huàn）弹簧。 （４）动模和静模不平行或不在同（tóng）一中（zhōng）心线上，合（hé）模时在油缸或气缸的压（yā）力作用下（xià），定位销前端有一段斜度，模具还是会合（hé）紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原始状态（tài）使砂芯断（duàn）裂或（huò）变形（xíng）。在这种（zhǒng）情况下射砂时会跑（pǎo）砂，砂芯的尺（chǐ）寸会变大。解决对策（cè）是（shì）及时调整（zhěng）模具的平行度和同（tóng）轴度。 （５）在壳芯机上生产空心砂芯（xīn）时，从砂芯中倒出尚未硬（yìng）化（huà）的覆膜砂需（xū）要重新使用（yòng）时，必（bì）须进（jìn）行（háng）过筛并未用过的覆膜砂按（àn）３：７比（bǐ）例混合（hé）后使用，这样才能保证壳芯砂芯的（de）表面质量和（hé）砂芯强度。
+查看全文18 2020-04
什么（me）叫淬（cuì）火（huǒ）？ 钢的淬火是将钢（gāng）加热（rè）到临界温度Ac3（亚（yà）共析钢）或Ac1（过（guò）共析钢）以（yǐ）上温度，保温一段时间，使之全（quán）部或（huò）部分（fèn）奥氏体（tǐ）化，然后以大（dà）于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏（shì）体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常（cháng）也（yě）将（jiāng）铝合金（jīn）、铜合金、钛合金、钢化玻璃（lí）等材料的固溶（róng）处理或带（dài）有快速（sù）冷（lěng）却过程（chéng）的热处理工艺（yì）称为（wéi）淬火。 淬（cuì）火的（de）目的： 1）提高金属成材或零件的（de）机（jī）械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧（huáng）的弹性极（jí）限（xiàn），提高（gāo）轴类零件的（de）综合（hé）机械性能等。 2）改善某（mǒu）些特殊钢的材料性能或化学（xué）性（xìng）能。如（rú）提高不锈钢的（de）耐蚀性（xìng），增加磁钢的永磁性等。 淬火冷却（què）时，除需合理选用淬火介质外（wài），还（hái）要（yào）有正确的淬火方法，常用的淬火方法（fǎ），主（zhǔ）要有（yǒu）单液淬火，双液淬火（huǒ），分级淬火、等温淬火（huǒ），局（jú）部淬火等。 钢铁工件在淬火后（hòu）具有以下特点： ① 得到了马（mǎ）氏体、贝氏体（tǐ）、残余奥氏体等不（bú）平衡（即不稳定）组织。 ② 存在较大内（nèi）应力。 ③ 力学性能不能满足要求。因此，钢铁工（gōng）件淬火后一（yī）般都要（yào）经过回火 什么叫回（huí）火（huǒ）？ 回火是将淬火后（hòu）的金属成（chéng）材或零（líng）件加热（rè）到某一温度，保温（wēn）一（yī）定（dìng）时间（jiān）后（hòu），以一定方式（shì）冷却的热处理工（gōng）艺，回火是淬火后紧（jǐn）接着进行的一种操作（zuò），通常（cháng）也是工件进行（háng）热处理（lǐ）的zui后一道工序，因而把淬火（huǒ）和回火的（de）联合工艺称为zui终处理。淬火与回火（huǒ）的主要（yào）目（mù）的（de）是： 1）减少内应力和降低脆性，淬火件存在着（zhe）很大的应力（lì）和脆性，如没有及（jí）时回火往往会产生变形甚至开裂。 2）调整工件的机（jī）械性能，工件淬火后（hòu），硬度高，脆性大，为了（le）满足各（gè）种工件不同（tóng）的性能（néng）要求，可以（yǐ）通过（guò）回火来调（diào）整（zhěng），硬度，强度，塑性（xìng）和韧性。 3）稳定工件尺（chǐ）寸。通过回火可（kě）使金相组织（zhī）趋于稳定，以保证在以后（hòu）的使用过程中不（bú）再发生变形。 4）改善某些合（hé）金钢的切削性能。 回火（huǒ）的作（zuò）用在于： ① 提高组织（zhī）稳定（dìng）性，使工件在使用过程中不再发（fā）生（shēng）组（zǔ）织转变，从而（ér）使工件几何尺寸和性能保持稳定。 ② 消除内应力，以便改善工（gōng）件的使用性能并（bìng）稳定工（gōng）件几何尺寸。 ③ 调整钢（gāng）铁（tiě）的力（lì）学性能以满（mǎn）足使用要求。 回（huí）火之所以具有这些作用，是因（yīn）为温度升高时（shí），原（yuán）子活（huó）动（dòng）能力（lì）增强，钢（gāng）铁中的铁、碳和（hé）其他合金元素的原子（zǐ）可以较快地进行扩（kuò）散，实现原子（zǐ）的重（chóng）新排（pái）列组合，从（cóng）而使不稳定（dìng）的不平（píng）衡组（zǔ）织（zhī）逐步转变为稳（wěn）定的平衡组（zǔ）织。内应力的消除还与温度升高（gāo）时金属强度降低有关。一般钢铁回火时，硬度和（hé）强度下降，塑性提（tí）高。回火温度越高，这些力学性能的变（biàn）化越大。有些（xiē）合金元素含量较高的合金钢，在某一温度（dù）范围回火时，会（huì）析出一些颗（kē）粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升（shēng）。这种现象称为二次（cì）硬化。 回火要求：用途（tú）不（bú）同的工件应在不同温度下回（huí）火，以满足使用中的要（yào）求。 ① 刀具（jù）、轴承、渗碳淬（cuì）火零件、表面（miàn）淬火零件通常在250℃以下（xià）进行低温回火。低温（wēn）回火后硬（yìng）度变化不（bú）大，内应力减小（xiǎo），韧性（xìng）稍有提高。 ② 弹簧在350～500℃下中温（wēn）回火，可获得（dé）较高的弹性和必要的韧性（xìng）。 ③ 中碳结构钢制作（zuò）的零件通常在500～600℃进（jìn）行高温回火，以获得适宜（yí）的（de）强度与韧性的（de）良好配合。 钢（gāng）在300℃左右回（huí）火（huǒ）时，常使其脆性增（zēng）大，这种（zhǒng）现（xiàn）象称为首类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结构钢在高温回火后（hòu），如果缓慢冷（lěng）至（zhì）室（shì）温，也易于变脆。这种（zhǒng）现象称为第二（èr）类回火脆性（xìng）。在钢中加入钼，或回火时在油（yóu）或水中冷却，都可以防止第二（èr）类（lèi）回（huí）火脆（cuì）性。将第二类回（huí）火（huǒ）脆性的钢（gāng）重新加（jiā）热至原来的回（huí）火温度，便可以消除这（zhè）种脆性。 在生产中，常根据（jù）对（duì）工件性（xìng）能的要求（qiú）。按加热温度的不同（tóng），把回火（huǒ）分为低温（wēn）回火（huǒ），中温回火，和高（gāo）温（wēn）回（huí）火。淬（cuì）火和随（suí）后的高温回火相结（jié）合的热处（chù）理工（gōng）艺称为调质，即在具有高（gāo）度强度的同时，又（yòu）有好的塑性（xìng）韧性。 1、低（dī）温回火（huǒ）：150-250℃ ，M回，减少内应力和脆性，提高塑韧性（xìng），有（yǒu）较高的硬度和耐磨性。用于制作量（liàng）具、刀具和滚动轴承等。 2、中温回火：350-500℃ ，T回，具有较高的弹性，有一定的塑性和硬度。用于制作弹簧、锻模等。 3、高温（wēn）回火：500-650℃ ，S回，具有（yǒu）良好的综合（hé）力学性（xìng）能。用于制作齿轮、曲（qǔ）轴等。 什么是正（zhèng）火（huǒ）? 正火（huǒ）是—种改善（shàn）钢材韧（rèn）性的热处（chù）理。将钢构件（jiàn）加热到Ac3温度以（yǐ）上30〜50℃后（hòu），保温一（yī）段时间出（chū）炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍（shāo）快（kuài）的冷却（què）中使钢材的结晶晶粒细化，不但（dàn）可得到满意的强度（dù），而且可（kě）以明显提高韧性(AKV值（zhí）），降低构（gòu）件的开裂倾向。—些低合金热轧钢（gāng）板、低合金钢锻件（jiàn）与铸造件经（jīng）正火处理后，材料的综合力（lì）学性能可以大大改善，而且也改善了（le）切（qiē）削性能。 正（zhèng）火有以下（xià）目的（de）和用途： ① 对（duì）亚共析钢，正火用（yòng）以（yǐ）消除铸、锻（duàn）、焊件（jiàn）的过热（rè）粗晶组织和（hé）魏（wèi）氏（shì）组织，轧材中的带状组（zǔ）织（zhī）；细化晶粒；并可作为淬火（huǒ）前（qián）的预先热处理。 ② 对过共析钢，正火可以消除网状二次渗碳（tàn）体（tǐ），并使珠光体（tǐ）细化，不但改善机械性能，而且有利于以后的球化退火。 ③ 对低碳深冲薄（báo）钢板，正火可（kě）以消除晶界（jiè）的游离渗碳体，以改善其（qí）深冲性能。 ④ 对低碳钢和低碳低（dī）合金钢（gāng），采用（yòng）正火，可得到较多的细片状珠光（guāng）体组（zǔ）织（zhī），使硬度增高（gāo）到（dào）HB140-190，避免切削（xuē）时的“粘（zhān）刀”现象，改善切削加工（gōng）性。对中碳（tàn）钢，在既可用正火又可用退火的场合下，用（yòng）正火更为经济和（hé）方便。 ⑤ 对普通中碳结（jié）构钢（gāng），在（zài）力学（xué）性能要求不高的场合下，可用正（zhèng）火代（dài）替（tì）淬（cuì）火加高温回火，不仅操作简便，而且使（shǐ）钢材的组（zǔ）织和（hé）尺寸稳（wěn）定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150～200℃)由于高温下扩（kuò）散（sàn）速度较（jiào）高,可（kě）以减少铸件和锻件（jiàn）的成分偏析（xī）。高温正（zhèng）火后的（de）粗（cū）大晶（jīng）粒可通过随后（hòu）第二次较低温度（dù）的正火予以细化。 ⑦ 对某些用于汽轮（lún）机和（hé）锅炉的（de）低、中碳合（hé）金钢（gāng），常采（cǎi）用正火以获得贝（bèi）氏体组织，再（zài）经（jīng）高（gāo）温回火（huǒ），用于400～550℃时具（jù）有良好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材以外，正火（huǒ）还广（guǎng）泛用于球墨铸（zhù）铁热处理，使其获得（dé）珠光体基（jī）体（tǐ），提高球墨铸铁的强度。 由于正火的特点是空气冷却，因而环境（jìng）气温、堆放方式、气流及工（gōng）件尺（chǐ）寸对正火后的（de）组（zǔ）织和性（xìng）能均有影响。正（zhèng）火组（zǔ）织还可作为（wéi）合金钢的（de）一种分类（lèi）方法。通常根据直径为25毫米的试（shì）样（yàng）加热到900℃后,空（kōng）冷得到的（de）组织，将（jiāng）合金钢（gāng）分为珠光体钢、贝氏（shì）体钢、马（mǎ）氏体钢（gāng）和奥氏体钢。 什么是退（tuì）火？ 退火是将金属缓慢（màn）加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速（sù）度（dù）冷却的一种金属热处理工（gōng）艺。退火热处理分为完（wán）全退火，不完全退火和（hé）去（qù）应力退火。退火（huǒ）材料（liào）的（de）力学（xué）性（xìng）能可（kě）以（yǐ）用拉伸试验来（lái）检（jiǎn）测，也（yě）可以用硬度试验（yàn）来检测（cè）。许多钢（gāng）材都是以退火（huǒ）热处理（lǐ）状态供（gòng）货的，钢材硬（yìng）度检测可以采用洛氏硬度计（jì），测试HRB硬度，对于较（jiào）薄的钢板、钢带以及薄（báo）壁钢管（guǎn），可以采用表面洛氏硬度（dù）计（jì），检（jiǎn）测HRT硬度（dù）。 退火的目的在于（yú）： ① 改善（shàn）或（huò）消除钢铁在铸造、锻压（yā）、轧制和（hé）焊接过程中所造成的各（gè）种组织缺陷以（yǐ）及残余应力，防止工件变（biàn）形、开裂。 ② 软化工（gōng）件以（yǐ）便（biàn）进行（háng）切削加工。 ③ 细化晶粒，改善组织（zhī）以提高工（gōng）件（jiàn）的机（jī）械（xiè）性能。 ④ 为zui终热处理（淬火（huǒ）、回火）作好组（zǔ）织（zhī）准备。 常用的（de）退火工艺有（yǒu）： ① 完全退火。用（yòng）以细化中、低（dī）碳钢经铸造、锻压和焊接（jiē）后出现（xiàn）的力学性能不佳（jiā）的粗（cū）大（dà）过热组织（zhī）。将工件（jiàn）加热到（dào）铁素体全部转变为奥（ào）氏体的温度以（yǐ）上（shàng）30～50℃，保温一（yī）段时（shí）间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中（zhōng）奥氏体再次发生转变，即（jí）可使（shǐ）钢的组织变细。 ② 球化退火（huǒ）。用以降低工具钢和轴承（chéng）钢锻压后（hòu）的偏高（gāo）硬度。将工件加热到（dào）钢开始（shǐ）形（xíng）成奥氏体的温度以（yǐ）上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光（guāng）体中（zhōng）的片（piàn）层状渗（shèn）碳（tàn）体变为球状，从而（ér）降低了（le）硬度。 ③ 等温退火。用以降（jiàng）低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高（gāo）硬度，以进行切削加工。一般（bān）先以较快速度冷（lěng）却到奥氏体zui不（bú）稳定的温度（dù），保温适当时间，奥（ào）氏（shì）体转变为托氏体或索氏体（tǐ），硬（yìng）度即可降（jiàng）低。 ④ 再结（jié）晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔（bá）、冷轧过程中（zhōng）的（de）硬化现象（硬（yìng）度升高、塑性（xìng）下降）。加（jiā）热温度一般（bān）为钢开始（shǐ）形成奥氏体的温度以（yǐ）下（xià）50～150℃ ，只有这样才能消除加工（gōng）硬（yìng）化效应（yīng）使金属软化（huà）。 ⑤ 石（shí）墨化（huà）退火。用（yòng）以使含有大量渗碳体的（de）铸（zhù）铁变成塑（sù）性良好（hǎo）的可锻（duàn）铸铁（tiě）。工艺操（cāo）作是将铸件加（jiā）热到950℃左右，保温一定（dìng）时（shí）间后适（shì）当冷却，使渗碳体（tǐ）分解形成团絮（xù）状石墨。 ⑥ 扩散退火。用以使合金铸件化学成分均（jun1）匀化，提（tí）高（gāo）其使用（yòng）性能。方法是在（zài）不发生熔化的前（qián）提下，将铸件加热（rè）到尽可能（néng）高的温度（dù），并长时（shí）间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后（hòu）缓冷（lěng）。 ⑦ 去应力退火。用以消除钢铁铸（zhù）件和焊（hàn）接（jiē）件（jiàn）的（de）内（nèi）应力。对（duì）于钢（gāng）铁制品（pǐn）加热后开始形成奥氏体的温度以下（xià）100～200℃，保温后（hòu）在（zài）空气中冷却，即可消除内应力。
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一、变形的原因 钢（gāng）的变形主要原因是钢（gāng）中存在内应力或者外部（bù）施加的应力。内应力（lì）是因（yīn）温度分布不均匀（yún）或者（zhě）相变（biàn）所致，残余应（yīng）力也是原因之一。外应力引起的变形主要是由于工件自重而造（zào）成的“塌陷”，在特殊情况下也（yě）应考虑碰撞被（bèi）加热的工件（jiàn），或者（zhě）夹持工具（jù）夹持（chí）所引起的凹（āo）陷等（děng）。变形包括弹性变形和塑（sù）性变形两种。尺寸变化主要（yào）是（shì）基于组织转变，故表现（xiàn）出同样（yàng）的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴或者复（fù）杂形（xíng）状工件（jiàn），则将导致附（fù）加的变形。如果淬火形成大量马（mǎ）氏体则发生膨胀，如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。此外，回火时一般（bān）发生（shēng）收缩，而出现二次（cì）硬化（huà）现象的合金钢（gāng）则发（fā）生膨胀，如果进行（háng）深冷处理，则由（yóu）于残余奥氏体的马（mǎ）氏体化而进一步膨胀（zhàng），这些组织的比容都随着含（hán）碳量的增加（jiā）而增大，故含碳量增（zēng）加也使尺寸变化量增大。 二、淬（cuì）火变形的主要（yào）发生（shēng）时段（duàn） 1.加（jiā）热过程：工件在加（jiā）热过程中，由于内应（yīng）力逐渐（jiàn）释（shì）放而产（chǎn）生变形（xíng）。 2.保温过（guò）程：以（yǐ）自重塌陷变形为主，即塌陷弯曲。 3.冷却过（guò）程：由（yóu）于不均匀冷却和组（zǔ）织转变而至变形。 三（sān）、加热（rè）与变形 当加（jiā）热大（dà）型工件时，存在残余应（yīng）力或者加热不均匀，均可产生变形。残余应（yīng）力（lì）主要来源（yuán）于加（jiā）工（gōng）过程。当存（cún）在这些（xiē）应力时（shí），由于随着温度的升（shēng）高，钢（gāng）的屈服强度逐渐下（xià）降，即使加热很均匀（yún），很轻（qīng）微的应力也会导（dǎo）致变形。 一般，工件的外缘部位残余应力较高，当温度的（de）上（shàng）升从外部开始进行时，外缘（yuán）部位变形较大（dà），残余应力引起的变形包括弹性变形和塑性变形两种。 加热时产生的（de）热应力（lì）和想变应力都是导致变形（xíng）的（de）原（yuán）因。加热速（sù）度越快、工件尺（chǐ）寸越大、截面变化越（yuè）大，则加热（rè）变形越大。热应力取（qǔ）决于温度的不均匀分布程度和温度梯度，它们都是导致热膨胀发生差异的原（yuán）因。如果热应（yīng）力高于材（cái）料的高温屈服点，则（zé）引起塑性变形，这种塑性变形就表现为“变形”。 相变应力主要源于（yú）相变的不等时性（xìng），即材（cái）料一部分发生（shēng）相变，而其它部分还未发生相变时产生的。加热时材料（liào）的组（zǔ）织转变（biàn）成奥氏（shì）体发生（shēng）体积收缩时可出现塑（sù）性变形（xíng）。如果材料的各部分同时发生相（xiàng）同（tóng）的（de）组织转变（biàn），则不产生应力。为此，缓慢加热可以（yǐ）适当（dāng）降低加热（rè）变（biàn）形，zui好采（cǎi）用（yòng）预热。 此（cǐ）外（wài），由于加热中因自重而（ér）出（chū）现“塌陷”变（biàn）形的（de）情况非常多，加热温度越高，加热时间越长，“塌陷（xiàn）”现象（xiàng）越严（yán）重。 四、冷（lěng）却与变形 冷却不均时将（jiāng）产生热应力导致变形（xíng）发（fā）生。因工（gōng）件的外缘和内（nèi）部存在冷却速度差（chà）异，该热（rè）应力是不可避免（miǎn）的，淬火（huǒ）情况下，热应力与组织应力叠加，变形更（gèng）为复杂。加之组织的（de）不均匀、脱（tuō）碳（tàn）等，还会导致相变点出现（xiàn）差异，相变（biàn）的膨胀（zhàng）量也（yě）有所（suǒ）不同。 总之，“变形（xíng）”是相变应力和热应力共同所致，但并非全（quán）部应（yīng）力都消耗在变形（xíng）上，而是一部分作为残余应（yīng）力存在于工件中，这种（zhǒng）应（yīng）力就（jiù）是导致时效变形（xíng）和时（shí）效（xiào）裂纹的原因。 因冷却而导致的变形表现为以下（xià）几（jǐ）种形式： 1.件急冷初期，急冷的一侧凹陷，然后转（zhuǎn）为凸起，结果快（kuài）冷的一面凸起，这种情况（kuàng）属于热应力（lì）引（yǐn）起的（de）变形大于相变（biàn）引起的变形。 2.由热（rè）应（yīng）力（lì）所引起的变（biàn）形是钢（gāng）料（liào）趋于球形化（huà），而由相变应力所引（yǐn）起的变形则使之趋（qū）于绕线（xiàn）轴状。因此淬（cuì）火冷却所致的变形表现为两者的结合，按照淬火方式的不同，表现出不（bú）同的变形。 3. 仅对内孔（kǒng）部分淬火时，内孔收缩。将整个环形工（gōng）件加热（rè）整体淬火时，其外径总是（shì）增大，而内径则（zé）根据尺寸（cùn）的不同时涨（zhǎng）时（shí）缩，一般内径（jìng）大时，内孔涨大，内径小时，内孔收缩 五、冷（lěng）处理与变形 冷处理促（cù）进马氏体转（zhuǎn）变，温度（dù）较低，产生的（de）变形比淬火（huǒ）冷却要小，但此时产生的应力较（jiào）大，由于残余应力、相变应力和热应力（lì）等的叠（dié）加容易导（dǎo）致开裂。 六、回（huí）火与变形 工件在回火（huǒ）过（guò）程中由于（yú）内应力的均匀（yún）化（huà）、减小甚至消失，加上组织发生变化，变形（xíng）趋（qū）于减（jiǎn）小，但同时，一旦（dàn）出（chū）现变形，也（yě）是很难（nán）矫（jiǎo）正的。为了矫正这（zhè）种变（biàn）形，多（duō）采用加（jiā）压（yā）回火或（huò）喷（pēn）丸硬化（huà）等方法。 七 、重复淬火与变（biàn）形（xíng） 通常情况下，一次淬火后的工（gōng）件（jiàn）未（wèi）经过（guò）中间退（tuì）火而（ér）进行（háng）重复淬火，将增（zēng）大变形。重复淬（cuì）火引起的（de）变形，经过重复淬（cuì）火，其变形累加（jiā）而趋于（yú）球（qiú）状，容（róng）易产生龟裂，但形状（zhuàng）相对稳定了，不再容易产生变（biàn）形了，因此重复淬火前应增加中间退火，重（chóng）复（fù）淬（cuì）火次数应（yīng）小于等于（yú）2次（不含初次淬火（huǒ））。 八、残（cán）余应力与变形 加热过程中，在450℃左右（yòu），钢由（yóu）弹性体转变（biàn）为塑性体，因此很容易（yì）呈上升塑性变形。同时（shí），残余应力在约高于此温度时（shí）也（yě）将因再（zài）结晶而消失。因此（cǐ），快速加热时（shí），由于工（gōng）件（jiàn）内外部（bù）存（cún）在温度差，外部（bù）达到450℃变成了塑性区，受而内部温度较（jiào）低处存（cún）在残余应（yīng）力作用而发生变（biàn）形，冷却（què）后（hòu），该区（qū）域就是（shì）出现变（biàn）形的地方（fāng）。由于（yú）实际生产过程中，很难实现均匀（yún）、缓慢加（jiā）热（rè），淬火前进行消（xiāo）除（chú）应力退火是非常（cháng）重要（yào）的，除了（le）通过加热消除应力外（wài），对于大型零（líng）件采用振动消除应力（lì）也是有（yǒu）效的（de）。
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球墨（mò）铸铁（NodularCastIron）是一种具（jù）有优良力学性能的金属材（cái）料，通（tōng）过在铁液中加入球化剂和孕育剂，让石（shí）墨呈球（qiú）状形核并长大（dà）而获（huò）得（dé）。20世纪40年代，现代球墨铸铁（tiě）由美国国际锡公司（sī）(INCO)青年（nián）科研人员K.D.Millis首（shǒu）先研究成功。球墨铸铁（tiě）在力（lì）学性能、物理（lǐ）性（xìng）能、工（gōng）艺性能、使（shǐ）用性能（néng）上具有独特的优势，生产工艺简单，成本低廉，在机（jī）械、冶金、矿（kuàng）山、纺织、汽车及船舶等领域应用广（guǎng）泛（fàn）。 生产球墨铸铁时夹（jiá）渣是zui常（cháng）见的缺陷（xiàn），其（qí）多出现在（zài）铸件浇注（zhù）位置（zhì）的上（shàng）平面或型芯上表面部位（wèi）。夹渣缺（quē）陷严重影响铸件的力学性能，特别（bié）是韧性和屈服强度（dù），导致承压部（bù）位（wèi）发（fā）生渗漏。 笔者所在单位生产的一种发（fā）电设备铸（zhù）件前（qián）期经常出现铸件夹渣缺陷（xiàn）而报废，针对（duì）此缺陷进行了改（gǎi）进。 1.原工艺及缺陷状况（kuàng） 铸件重量（liàng）为4500kg，材料为QT400-18，呋喃树脂自硬砂造（zào）型。采用15t/h工频电炉熔炼，化学（xué）成（chéng）分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横浇（jiāo）道在分型面的环形底注工艺，内浇道（dào）为4道φ35mm的陶瓷管，直（zhí）浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截面比（bǐ）为（wéi）：F直：F横：F内（nèi）=1∶2.99∶0.77，工艺方案如图1所示（shì）。这样设（shè）计出来的铸（zhù）件缺陷主要为夹（jiá）渣，位置在法（fǎ）兰背面和轴承上表面（miàn），形（xíng）状不规则，无（wú）金属光泽，用渗透液（yè）或磁（cí）粉检测，有时（shí）用肉眼即可发现，如（rú）图2所示。图1 工艺方案图2 夹（jiá）渣缺陷（xiàn）分布 2.缺（quē）陷原因分析 （1）熔炼或球化处理后（hòu），加入的熔（róng）剂和形成（chéng）的熔渣在浇注时（shí）随金属液（yè）一起注入型腔。 （2）金（jīn）属（shǔ）液在浇（jiāo）注过（guò）程中镁、稀（xī）土、硅、锰、铁等二次氧化，产（chǎn）生的金属氧化物和（hé）硫化（huà）物、游离石墨（mò）等上浮到铸（zhù）件上表（biǎo）面（miàn）或滞留在铸件内（nèi）的死角和砂芯下表面等处。 原工艺该铸（zhù）件的浇注压头为2.5m，铁液从浇口杯（bēi）进入浇注系统（tǒng）后，直接由内浇道底返（fǎn）进入底法兰，进流速度大（dà），约0.7m/s，进入型腔（qiāng）的铁液紊流严重，且严（yán）重卷气，因（yīn）此铸件表面出现大量的渣，造（zào）成（chéng）该产品的（de）废品（pǐn）率超（chāo）过10%。 （3）由于含硫量（liàng）过高，使（shǐ）金（jīn）属液含有大量硫化物（wù），浇注后在铸件内部（bù）形成渣。 （4）金属液中各组（zǔ）元（碳（tàn）、锰、硫、硅、铝、钛）之间或这（zhè）些组（zǔ）元（yuán）与氮、氧（yǎng）之间发生化学反（fǎn）应，其氧化物与炉（lú）衬、包衬、砂型壁或涂（tú）料之间发生界面反应形成夹渣。 3.改进方案 （1）熔炼时对原材（cái）料进行（háng）分拣，保证干燥、清洁、无锈（xiù）蚀（shí）。 （2）提高铁液出炉温度和球化处理温度，对浇包进行充分烘烤。 （3）金属液在（zài）浇（jiāo）包内应静置（zhì）一段时间，以利于渣上浮（fú）。 （4）降低原（yuán）铁液含硫（liú）量，在保证球化前（qián）提下，尽可能减（jiǎn）少球墨铸铁的残（cán）留镁含量（liàng）。 （5）浇注系统改进。为保（bǎo）证铁液（yè）在充填型腔的过程中平稳、流（liú）畅，按大孔出流理论对浇注系（xì）统进行了改（gǎi）进（jìn），如图3所（suǒ）示（shì）。采用开放式浇注系统，通过增大进（jìn）流（liú）截（jié）面降低进流速度（dù）。铸（zhù）件整体（tǐ）分散进流，快速充型，保证浇口杯、直浇（jiāo）道（dào）及时充满。图3 改进（jìn）后的浇注系统（tǒng） 该铸（zhù）件（jiàn）重4500kg，浇（jiāo）注重量6000kg，根（gēn）据相关公式（shì）计算的浇注时间（jiān）为60s，阻流截面积（jī）为52cm2，即设计的开放式浇注系统的直浇道截面积为52cm2。按照标准的陶瓷管，则选择φ80mm的（de）陶瓷管，截面（miàn）积（jī）是50.24cm2，按照推荐的浇注（zhù）系（xì）统比例，设（shè）计（jì）的横浇道（dào）截面形（xíng）状是矩形（9cm×6cm），则面（miàn）积是108cm2，内浇道是13道φ35mm的（de）陶瓷管，截面积是125cm2，则zui终的截面（miàn）比是F直：F横（héng）：F内=1∶2.15∶2.49。 根（gēn）据上面计算的参数计算得进（jìn）流速度为0.28m/s，进流速度降低很多，是（shì）原工艺（yì）进流速度的（de）40%。充型（xíng）平稳，避免紊流，大大降低（dī）了铁液二次氧化的机会，从而可以（yǐ）减少夹渣缺陷。 4.改进后（hòu）验（yàn）证（zhèng） 采用（yòng）以上措施连续生产15件（jiàn），铸件（jiàn）没有再（zài）出现（xiàn）法兰和轴承上表面部位（wèi）夹渣（zhā）缺陷，改（gǎi）进有效（xiào）。类似的方法在其他产品上（shàng）运（yùn）用，也有明显效果。 5.结语（yǔ） 大（dà）型球（qiú）墨铸铁件易于在浇注位置上表面（miàn）以（yǐ）及铁液流动的一些（xiē）死（sǐ）角区域产生夹渣缺陷，这（zhè）些缺陷可以通（tōng）过熔炼控制和浇（jiāo）注（zhù）系统的改进来解决。浇注系统形式以及参数选（xuǎn）择应能保证（zhèng）铁液（yè）平稳充型（xíng），为此（cǐ）浇注（zhù）系统各组成部分面（miàn）积、浇注时间需按照内浇道低速进流、铸件整体快（kuài）速充满的原则来计算。
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热处理工（gōng）艺中淬（cuì）火的常用（yòng）方（fāng）法（fǎ）有十（shí）种，分别（bié）是（shì）单介质（zhì）(水、油、空气（qì）)淬火;双介质淬火（huǒ）;马氏体分（fèn）级淬（cuì）火;低于Ms点的（de）马氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法（fǎ）;复合淬（cuì）火法;预冷（lěng）等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬（cuì）火自回火法;喷射淬（cuì）火法等。 一、单介质(水、油、空气)淬火 单介质（zhì）(水、油、空（kōng）气)淬火：把已加热到淬火（huǒ）温度的工件（jiàn）淬人一种（zhǒng）淬火（huǒ）介质，使（shǐ）其完（wán）全冷却。这（zhè）种（zhǒng）是zui简单的淬火方法，常用于形（xíng）状简单（dān）的（de）碳钢和合（hé）金钢工件。淬火介（jiè）质根据零件传热系数（shù）大小、淬透性、尺寸、形（xíng）状等进行（háng）选择。 二、双介质淬火 双介质淬火：把加热到淬（cuì）火（huǒ）温（wēn）度的工件，先（xiān）在（zài）冷却能力强的淬（cuì）火介质（zhì）中冷却至接近Ms点，然后（hòu）转入慢冷（lěng）的（de）淬火（huǒ）介质中冷却至（zhì）室温，以达到不同淬火（huǒ）冷（lěng）却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度。用于形状复杂件或高（gāo）碳（tàn）钢、合（hé）金钢制作的（de）大型工件，碳素工具钢（gāng）也多采（cǎi）用此法。常（cháng）用冷却介（jiè）质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快（kuài）冷淬火（huǒ）介质，用油或空气作慢冷淬火介（jiè）质，较少采用（yòng）空气。 三、马氏体（tǐ）分级（jí）淬火 马氏体（tǐ）分级淬火：钢材（cái）奥氏体（tǐ）化，随（suí）之浸入温（wēn）度稍（shāo）高（gāo）或稍低（dī）于钢的上马氏点的（de）液态介质（zhì）(盐浴或碱浴)中，保持适当时间，待钢件的（de）内（nèi）、外层都（dōu）达到介质（zhì）温度后取（qǔ）出空（kōng）冷，过冷（lěng）奥氏（shì）体（tǐ）缓慢转变成马（mǎ）氏体的（de）淬（cuì）火工（gōng）艺。一般用于（yú）形状复杂和变形要（yào）求严的小型工件（jiàn），高速钢（gāng）和高（gāo）合（hé）金钢工（gōng）模具也常用此法淬（cuì）火。 四（sì）、低于Ms点的马氏体分级淬火法 低（dī）于Ms点的马氏体分（fèn）级淬火法：浴槽温度低于（yú）工件用钢的（de）Ms而高于Mf时，工件在该浴槽中（zhōng）冷却较快，尺寸较（jiào）大时（shí）仍可获（huò）得和分级（jí）淬火相同（tóng）的（de）结（jié）果。常用（yòng）于尺寸较大的低淬透性钢（gāng）工（gōng）件。 五、贝氏体等（děng）温淬火法 贝氏体（tǐ）等温（wēn）淬（cuì）火法：将工件淬入该钢下贝（bèi）氏体温（wēn）度的（de）浴槽中等温，使其发生下贝氏（shì）体转变，一般在（zài）浴槽中保温30~60min。数（shù）控微信（xìn）公号cncdar贝氏体（tǐ）等温淬火工艺主要三个步（bù）骤（zhòu）：①奥氏（shì）体（tǐ）化处理（lǐ）;②奥氏体化后冷却处理（lǐ）;③贝（bèi）氏体等温处（chù）理;常用于（yú）合金钢、高（gāo）碳钢小尺寸零（líng）件及球墨铸铁（tiě）件。 六、复合淬火法 复合淬火法（fǎ）：先将工件急冷（lěng）至Ms以下得体积（jī）分数为10%~30%的马（mǎ）氏体，然后（hòu）在下贝氏体区等温，使（shǐ）较大截面工（gōng）件（jiàn）得到马氏（shì）体和贝（bèi）氏体组（zǔ）织，常用于合金（jīn）工具钢工件。 七、预冷等温淬火法 预冷等（děng）温淬（cuì）火法：又称升温等（děng）温淬火，零件先（xiān）在温度（dù）较低(大于（yú）Ms)浴槽（cáo）中（zhōng）冷却，然后转入（rù）温度较（jiào）高的（de）浴槽中，使奥氏体进行等温转变。适用于（yú）淬透性较差的钢件或尺寸较大（dà）又必须（xū）进行等温淬火的工件。 八、延迟（chí）冷却淬火法 延迟冷却淬火法（fǎ）：零件先在（zài）空气、热水、盐（yán）浴（yù）中预冷到（dào）稍高于Ar3或Ar1温（wēn）度，然（rán）后进行单介质淬（cuì）火。常用（yòng）于形状（zhuàng）复杂各部位（wèi）厚薄悬殊及要求变形小的零件。 九（jiǔ）、淬火自回（huí）火法 淬火自回火法：将被处理工件全部加热，但（dàn）在（zài）淬（cuì）火（huǒ）时仅将（jiāng）需要淬（cuì）硬的部分(常为（wéi）工作部位)浸入淬火液冷却，数（shù）控（kòng）微信（xìn）公号cncdar待（dài）到未（wèi）浸入部分火色消失的（de）瞬间，立即取出在空气中冷却的淬火工艺（yì）。淬火自（zì）回火（huǒ）法利用心部（bù）未（wèi）全部（bù）冷透的热量传到表面，使表面回火。常（cháng）用于（yú）承受冲击的工具如錾子（zǐ）、冲子、锤子等。 十（shí）、喷射淬火法（fǎ） 喷射淬火法：向（xiàng）工件喷射（shè）水流的淬火方（fāng）法，水流可大可小，根据（jù）所要求（qiú）的淬火深度而定。喷射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜，这样就能够保证（zhèng）得到比昔（xī）通水（shuǐ）中淬火（huǒ）更深的淬（cuì）硬层。主要用于局部表面淬火。
+查看全文（wén）13 2020-04
第（dì）1步 材料的（de）选择 铁素（sù）体球铁的生产（chǎn），选择高纯的（de）原（yuán）材料是（shì）非常必要（yào）的（de），原材料中的Si、Mn、S、P含（hán）量（liàng）要少（shǎo）（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对（duì）Cu、Cr、Mo等一些合金元素（sù）要严格控制（zhì）含（hán）量（liàng）。由于很（hěn）多微量元素对球化衰退zui为（wéi）敏感，如，钨（wū）、锑、锡、钛、钒等。钛对球（qiú）化（huà）影响很大应加以控制，但钛高（gāo）是我国生铁的特点，这主（zhǔ）要与（yǔ）生铁的冶金工艺有关。 第2步 脱硫 原（yuán）铁液含硫（liú）量决定球化剂的加入量，原铁液（yè）中的含硫量越高，则（zé）球化剂的加入量越多，否（fǒu）则不（bú）能获得球（qiú）化良好的铸件。球化处理前原铁液（yè）中的S含量控制在0.02%以下。对（duì）球化处理前原（yuán）铁（tiě）液的含（hán）硫量高（gāo）时，必须进行（háng）脱硫（liú）处（chù）理。 第（dì）3步 Mo合金处理 Mo合金化（huà）处理（lǐ），采用涡流工艺，加（jiā）入量控制在0.5～1.0%，具体根（gēn）据zui终Mo含（hán）量（liàng）进行调整。为了确（què）保Mo的有效吸收，对合金的粒度应（yīng）该严格要求。 第4步 球化剂和球化处理 生产厚大（dà）断面球铁（tiě）件（jiàn）时，为了提高抗衰退能力，在球化剂中加入一定比例的重（chóng）稀土（tǔ），这样既（jì）可以保证起球化作（zuò）用的Mg的（de）含量，同（tóng）时（shí）也可以增加（jiā）具有（yǒu）较高抗（kàng）衰（shuāi）退能（néng）力的重稀（xī）土元素，如，钇等。根据国内很多工厂（chǎng）的（de）试验和生产（chǎn）实（shí）践，采用Re—Mg与钇基重稀土（tǔ）的复合球（qiú）化剂作为厚大（dà）断面球（qiú）铁件生产的球（qiú）化剂是非常理想的，使（shǐ）用这种球化（huà）剂在实际生（shēng）产应用（yòng）过程中（zhōng）也取得了很好的效果（guǒ）。据有关资料表明（míng），钇的（de）球化能力（lì）仅次于镁，但其抗（kàng）衰退能（néng）力比镁强的多（duō），且不回硫，钇可过量加（jiā）入，高碳孕育良好（hǎo）时（shí），不会出（chū）现（xiàn）渗碳（tàn）体。另外，钇与磷可形成（chéng）高熔（róng）点夹（jiá）杂物，使磷共晶减（jiǎn）少并弥散，从而进一步提高（gāo）球铁的延伸率。在球（qiú）化处理时（shí），为了提高镁的吸收率（lǜ），控制反应速（sù）度及提高球化效果，采用特有的球化（huà）工艺。对球化处理的控（kòng）制，主要是在反应速度（dù）上进（jìn）行（háng）控制，控（kòng）制球（qiú）化反（fǎn）应时间在（zài）2分（fèn）钟左（zuǒ）右。 对此采用中（zhōng）低Mg、Re球化剂和钇基重稀土的复合（hé）球（qiú）化剂，球化剂的加入量根据残留（liú）Mg量确定。 球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁（tiě）液中逃逸减少有关（guān），另一方（fāng）面也（yě）和孕育作用不断衰（shuāi）退有关，为了防止球化衰退，采（cǎi）取以下措施： A、铁液（yè）中应保持（chí）有足够的球化元素含量（liàng）； B、降低原铁液的含硫量，并防止（zhǐ）铁液氧化； C、缩短（duǎn）铁液（yè）经球化（huà）处理后（hòu）的停留（liú）时间； D、铁液经球化（huà）处（chù）理并扒渣后，为防（fáng）止 Mg、RE元素逃逸（yì），可用（yòng）覆盖剂将（jiāng）铁液表面覆盖严，隔（gé）绝空气以减少元（yuán）素的逃逸。 第5步 孕育剂（jì）和孕育处理 球化处理是（shì）球（qiú）铁生（shēng）产的基础，孕育（yù）处理是球铁生产的关键（jiàn），孕育（yù）效果决定（dìng）了（le）石墨球的（de）直径、石墨球数和石墨球（qiú）的园整度，为了保证孕育（yù）效果，孕育（yù）处（chù）理采（cǎi）用（yòng）多级孕育处（chù）理（lǐ）。孕育处（chù）理越接（jiē）近浇（jiāo）注，孕育（yù）效（xiào）果越好。从（cóng）孕育到浇（jiāo）注需（xū）要一定的时间，该时间（jiān）越长，孕育衰退就越严（yán）重。为了防止或减少孕育衰退，采用以下措施（shī）： A、使用长效孕育（yù）剂（含有（yǒu）一定量的钡、锶（sī）、锆或锰的硅基孕育剂）； B、采用多级（jí）孕育处理（包内孕育、孕育槽孕育、水（shuǐ）口瞬时（shí）孕育等）； C、尽（jìn）量缩短孕育到（dào）浇注时（shí）间。 孕育剂的（de）加入量（liàng）控（kòng）制在0.6～1.4%，孕育剂（jì）加入量过（guò）少，直（zhí）接造成孕育效果差（chà），孕育量过（guò）大，导致铸件夹杂。 第6步 浇（jiāo）注工艺控制（zhì） 浇（jiāo）注应采用快浇，平稳注入的原则。为了提高瞬时孕育的均匀（yún）性及（jí）防（fáng）止熔（róng）渣进入型腔，水口盆的总容量应与铸（zhù）件的毛重相当，浇注时将孕育剂放入水（shuǐ）口盆中，将铁水（shuǐ）一次全（quán）部注入水（shuǐ）口，使铁水（shuǐ）与孕育剂充（chōng）分（fèn）混合（hé），扒去表面浮渣，提出（chū）水口堵浇注。
+查看全文10 2020-04