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    知识篇——怎(zěn)样解决(jué)铸件浇不足(zú)和(hé)冷(lěng)隔缺陷!

    发布时间: 2020-04-29 来(lái)源:洛阳PG电子和顺祥机械有限公司 点击:2416

    浇不足和冷隔是铸造中相当普遍的(de)缺陷,在很多情况下,这(zhè)两类(lèi)缺陷在完全(quán)报废铸件中占一或第二位。

    浇不(bú)足是指金(jīn)属液未能(néng)充(chōng)满(mǎn)铸型(xíng)型(xíng)腔(qiāng)而形成不完整的(de)铸件(jiàn),这类缺陷(xiàn)的特点是铸件壁上具有光滑圆(yuán)边的穿孔,或(huò)者(zhě)铸件的一个(gè)或多个末端未充满金属液;

    冷隔是指在两股金属汇聚处(chù),因其未能完全熔(róng)合而存(cún)在明显的不连续性缺陷的铸(zhù)件,这(zhè)类缺陷的(de)外观(guān),常呈现为带有光滑圆边的裂纹或皱纹(wén)。

    这(zhè)两类缺陷的特点(diǎn):一(yī)是在铸件(jiàn)检(jiǎn)验中(zhōng)比较容(róng)易发现(xiàn);二是除了清理(lǐ)工序外,其产生原(yuán)因几乎(hū)存在(zài)于铸(zhù)造的(de)每一道工序中(zhōng)。下面(miàn)笔(bǐ)者结合多年的(de)生产实(shí)践并参阅有关资料,谈谈(tán)铸(zhù)件浇不足和冷隔(gé)的(de)产生原因及其防止(zhǐ)措施。

    1.铸件和模样(yàng)设计

    (1)因铸(zhù)件截面厚薄不均造成金(jīn)属流间断,在某些铸件设计(jì)中,薄截面(miàn)位于金属液难以达到的部位,很难恰当地设置浇注(zhù)系统(tǒng)。在可能(néng)的情况下,应(yīng)对这类设计进行修改,当无法更改设计时,则需采(cǎi)用相当复杂的浇注系统,以避免产(chǎn)生这类缺陷。

    (2)铸件截面相对过薄,这种设计没能考虑到金属流动和凝固(gù)的(de)规律。如果设计者不能加厚这一截面的(de)话,惟一的(de)补救办法是提高金(jīn)属的浇注温(wēn)度,或者修(xiū)改(gǎi)金属的化学成分(fèn),以改(gǎi)善其流动性。还有一个较好的弥补办法是采用不会(huì)产生急冷的铸型(型(xíng)芯),但这(zhè)会使生(shēng)产成本增加,因此在可能的情况下应更改(gǎi)设计(jì)。

    2. 模样

    (1)模(mó)样或(huò)芯盒磨损造成铸件截(jié)面过薄,型砂是磨损力相当强的材料,会造成模样磨损,进而造成铸件截面减(jiǎn)薄,导致产生(shēng)浇不足和(hé)冷隔缺(quē)陷。有(yǒu)效的(de)预(yù)防措施是建(jiàn)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)或制芯的压力下,模样由于(yú)强度不够而产生变(biàn)形(xíng),这样(yàng)的模样和芯盒(hé)会造(zào)成铸型和型芯变形(xíng)。这样既会造成(chéng)金属液未能按预期设想流动,又会形成铸件截面过薄。改(gǎi)正的方(fāng)法是加固模样。

    (3)模样(yàng)或芯盒定(dìng)位不准,其产生原因是(shì)定(dìng)位(wèi)销和销套(tào)已经磨损,定(dìng)位销数量过少或定位销尺寸过(guò)小都容(róng)易产生磨损。在上下模(mó)底板上按中心线安(ān)装分成两半的模样时,也会出现错位的缺(quē)陷。如果不试(shì)浇样(yàng)品铸件,则很难证实分装(zhuāng)在上、下模底板上的两半模(mó)样是(shì)否对准。防止产生这类缺陷(xiàn)的首要措施(shī)就是加(jiā)强检验。

    3. 砂箱及其(qí)准备

    (1)上(shàng)下箱错(cuò)箱(xiāng)造成铸件过薄,造(zào)成这种缺(quē)陷的原因包括:定(dìng)位(wèi)销磨(mó)损、定位销弯曲、销套磨损(sǔn),或在箱耳座(zuò)内有外来杂(zá)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(qī)对这些部件进行维修和保养。

    (2)模(mó)样安(ān)装不当,这(zhè)种情况一(yī)般是安(ān)装模样的工人操作疏忽(hū)所(suǒ)造成的。模样和模底板上的对准中心线必须非常明显(xiǎn),以便安(ān)放(fàng)时易于检查。

    (3)薄平(píng)铸件浇注时倾斜度(dù)不够,对某(mǒu)些较薄的(de)铸件来说,要使砂箱在浇注时能保持一个倾斜度,否(fǒu)则会形(xíng)成封(fēng)闭气体,造成金属(shǔ)液流(liú)间断。砂箱倾斜后,上箱要保持足够的(de)高度,使浇口位置超过铸件的顶(dǐng)点。

    (4)砂箱刚度不够或加固(gù)不当,也会使砂型变形而产生浇不足或冷隔(gé),因此(cǐ)必(bì)须使用具有足(zú)够强度(dù)的砂箱,对于使用时间较长的砂箱应加固后再使用。

    (5)上箱(xiāng)太浅,可能会(huì)造成上型(xíng)下(xià)垂,从(cóng)而使铸件截面变窄、变薄(báo),以致产生浇不足的缺陷。在浇注(zhù)较厚(hòu)的铸件时(shí),上箱太浅会因为(wéi)金属压力不足而导致产(chǎn)生缩松(sōng)和侵入气孔;而在浇注较薄铸件时,其(qí)后(hòu)果则是产生掉砂或浇(jiāo)不足的缺陷。

    4.浇冒口(kǒu)系统

    (1)内浇道(dào)、横浇道和直浇道截面尺寸(cùn)不当(dāng),为了避免产生金属液流(liú)间断的现象(xiàng),应按(àn)以下要(yào)求设计(jì)浇(jiāo)注系统(tǒng),即(jí)必须使直浇道和横浇(jiāo)道具有(yǒu)足够的尺(chǐ)寸(cùn),以保(bǎo)证平稳(wěn)地向(xiàng)所有内浇道输送(sòng)金属液。另外,为保证金属液流动时能够(gòu)始终完全充(chōng)满浇注系统,可减小浇(jiāo)道面积(jī)来建立(lì)压(yā)头。浇注系统设计(jì)的基(jī)本原则是确保金属液流动平稳,并能够充满浇注系统,防止金属(shǔ)液(yè)流间断。

    (2)内浇道位(wèi)置不当,内浇道的位置(zhì)完全(quán)取决于铸件结构(gòu)。因此(cǐ)必须分析铸型型腔是如(rú)何被金属液充满的,根据金属液(yè)充满型腔的流动模式设置内浇道。

    (3)内浇(jiāo)道(dào)分布不当或(huò)不均衡! 这是由(yóu)于没能(néng)正确地预测金属液流动的(de)实际情况而造成的。除了(le)要(yào)考虑金(jīn)属液在一般情况下的流(liú)动(dòng)状态(tài),还应考虑金属液对型壁的摩擦、金属(shǔ)液的冷(lěng)却情况和金属液的流动(dòng)性。金属液充(chōng)型的确切过程(chéng)通常很难预测(cè),但可以通过试(shì)验探(tàn)索出金(jīn)属液的流动模(mó)式。例如,某一(yī)铸件通常要20S的(de)浇注时间,我们可分别按(àn)5S、10S、15S 浇注同样的铸(zhù)型,对这三个没有浇满的铸件进行落砂和(hé)清(qīng)理,并仍使其带着(zhe)内浇(jiāo)道,这样就(jiù)可(kě)显(xiǎn)示出金属液实际(jì)的(de)流动模式,以这些参数作为(wéi)依据来重新设(shè)计出zui佳的浇(jiāo)注系统。

    (4)压头太低! 这也是造成浇不足(zú)的一个原因。

    5.型(xíng)砂

    (1)型砂水分太高,会造成金属液(yè)沸腾而失去流动性,导致产生浇不足和冷(lěng)隔。

    (2)型(xíng)砂(shā)中挥发(fā)物太多,过量(liàng)的挥发物在金属液流之前充满(mǎn)型腔,会使(shǐ)金属液难以(yǐ)完整地(dì)充满型腔(qiāng),从而有可能造成气(qì)隔或气(qì)隔(gé)缝,即使(shǐ)金属液流到了正常部位,也会因此而难(nán)以熔合,导致产生(shēng)冷隔和浇不足。

    (3)背砂强(qiáng)度低,不管(guǎn)是因为箱带(dài)不足还是背砂强度(dù)太低而引起的上(shàng)型下沉,都会使较薄(báo)的型腔截面变得更薄(báo),从而使金(jīn)属液难以(yǐ)充满铸件薄壁(bì)。

    (4)透(tòu)气性太差(chà),砂型紧实(shí)度过(guò)高会造成透(tòu)气性差(chà),则(zé)可能产生气(qì)隔。此外,型砂紧实(shí)度高还会加快从熔(róng)融金属液(yè)中吸(xī)走(zǒu)热量,在金属(shǔ)液未来得及充满铸型型腔之(zhī)前就可能(néng)使铸件冷凝(níng)了。

    (5)造型材料导热性(xìng)过高,造型材(cái)料吸(xī)取热(rè)量和冷(lěng)凝金属的速度各(gè)有(yǒu)差异,如金属型和砂型之间的差(chà)异,石英砂和锆砂之间的差异,都会对冷(lěng)隔缺(quē)陷的(de)产(chǎn)生有不同(tóng)的影响。

    6.制芯(xīn)

    (1)砂芯过硬(yìng),金(jīn)属液通常很难平静地流到较硬的砂芯近旁,而常(cháng)会在该处出现翻(fān)腾的(de)情况,这样会形成过(guò)早的冷凝(níng)。

    (2)排气不够充分,任何被包封(fēng)的气体,都会造成铸件(jiàn)气隔缝。对(duì)于(yú)会使金(jīn)属液流产生任何程度间断的浇注系(xì)统(tǒng)而(ér)言,这一问题则更为(wéi)严重。

    (3)型芯尺寸不(bú)正确或放置不当,型芯移位会使铸件截面减薄,如果金属(shǔ)液(yè)的(de)流动能力不够高,则会产生浇不足或冷(lěng)隔。

    (4)漂(piāo)芯或砂芯下沉,这和(hé)下型拱起、上型下沉的后果完全一样,都(dōu)会使铸件截(jié)面变得(dé)过薄。

    (5)偏(piān)芯(xīn)造成铸(zhù)件截面过薄(báo),这是漂芯(xīn)或砂芯下(xià)沉的另一种表现形式(shì)。

    (6)砂(shā)芯变形,因粘结剂的热塑(sù)性(xìng)而引起砂(shā)芯的(de)变(biàn)形是造成铸件变形的一个原因。因变形引起的(de)翘曲(qǔ),在浇注过程中和偏(piān)芯的作用一样(yàng),都会使铸件截面减薄。

    (7)芯骨距砂(shā)芯表(biǎo)面过(guò)近,这样设置的芯骨对金属起着激冷(lěng)作用,因而迟滞了金属液的正常流(liú)动,降低了金属液的流动性。

    (8)型芯材(cái)料导热性过(guò)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(jiàng)低了透气性。

    (2)舂砂不均时(shí),将造成型砂紧实度的变化,使局部砂型透(tòu)气性过低,这(zhè)样(yàng)会改变金属液的流动,或者形成局部截面受激(jī)冷,从而导致产生冷隔。

    (3)舂砂过(guò)松导致上型下沉,使铸件截(jié)面变薄。

    (4)修型或修补过度,其(qí)后果(guǒ)和(hé)形成(chéng)金属(shǔ)液的翻(fān)腾或改变型砂导热(rè)性(xìng)一样。

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

    (6)芯撑过小或芯撑数量过少,造成漂芯。

    (7)型芯或(huò)铸型的涂料涂层(céng)过(guò)厚,都会(huì)使铸件的(de)较薄截(jié)面变得更(gèng)薄。

    8.金属成分

    (1)铸铁,碳当量对金属液的流动性有影响。一般来说,低碳当量的金属液会因其流动性差而容易产生冷隔和浇不足;但碳当量过(guò)高又会产生(shēng)石墨漂浮缺陷。

    (2)铸钢,钢的成分由低碳到(dào)高碳,如果(guǒ)添加各种合金元素,可以调整(zhěng)其(qí)流动性。钢具有(yǒu)较高的热幅射性,热量损失较(jiào)快,这种特性使(shǐ)钢液(yè)与冷(lěng)的或湿的(de)铸型(xíng)接(jiē)触时,会很快(kuài)降低其流动性。

    (3)铜合金,由于铜合金(jīn)品种较多,流动性差别很大,因此(cǐ)改(gǎi)进流动性的方法取决于所(suǒ)采用的合金(jīn)类型(xíng)。

    (4)铝合金,在(zài)铝合金成分中增(zēng)加硅或铁的含(hán)量(liàng),会使其较低(dī)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,可以通过将成(chéng)分调整到接(jiē)近于(yú)共晶成分而(ér)改善(shàn)其流动性。

    9. 熔炼

    (1)因称重或(huò)加料不严格导致成分错误。

    (2)金属液熔化温度过低(dī)或流动性太差。无论是哪一(yī)种金(jīn)属(shǔ),其温度过低是造成(chéng)浇不足的(de)基本原因(yīn)。

    (3)金(jīn)属液氧化或(huò)含气。这(zhè)可(kě)能是由于耐火材料(liào)太湿、湍(tuān)流所(suǒ)造成的,无论是何种金属,氧(yǎng)化或含(hán)气金属(shǔ)液的(de)流(liú)动性都会降低;熔炼操作不当,特别容易(yì)使有色金属吸附气体(tǐ);熔炼灰铸铁时,冲天炉底焦高度(dù)太低,也会产生同样的后(hòu)果。

    (4)金属液还原过分。会因为吸氢(qīng)而产(chǎn)生问题,在所有(yǒu)的金属中这(zhè)都是应予以考虑的因素,对铝(lǚ)合金而言尤为重(chóng)要。

    (5)浇包内添加料过量。这些(xiē)添加料都具有直接降低温(wēn)度的作用(yòng),因而也就降低了金(jīn)属液的流(liú)动性。

    (6)浇包内添加(jiā)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(rèn)为是造成浇不(bú)足缺陷的主要原因(yīn)之一,以下(xià)因素可能是浇注过程中导致(zhì)产生缺陷的成因(yīn)。

    1)浇注温(wēn)度过低。

    (1)间断浇(jiāo)注会造成金属液充(chōng)型不均衡,当重新开始浇注后,则(zé)易于(yú)产生氧化薄(báo)膜或吸收气体,这都会(huì)妨碍(ài)熔融金属的熔(róng)合。

    (2)过快(kuài)减慢浇注速(sù)度,会降低金属液完全充(chōng)满铸型(xíng)型腔所需的(de)压(yā)力,当上箱中有凸台或上箱(xiāng)太浅时,过快减慢浇注速度铸(zhù)成(chéng)的(de)铸件,其缺(quē)陷尤为严重(chóng)。

    (3)金属液沸腾。流槽、内衬、浇包嘴太湿,或(huò)浇包内有废(fèi)渣,都会造成金属液沸腾,既降(jiàng)低(dī)了(le)熔融金属的温度,又降低了其流动性。

    (4)水(shuǐ)平(píng)浇注薄平铸件,未使其有(yǒu)一个倾斜度(dù),都容易造成冷隔缺陷。

    (5)因跑火降低了浇注压力,会造(zào)成浇注间(jiān)断,其后(hòu)果和过快降低浇注压头一(yī)样。

    (6)熔渣、脏物或浇包耐火材料堵(dǔ)住内(nèi)浇口,其后果与(yǔ)间(jiān)断浇注或过快减(jiǎn)慢浇注速度(dù)一(yī)样。

    (7)若浇注的金属液短缺,会降低熔融金属的输送压力。上箱较(jiào)浅(qiǎn)时,浇注的熔融金属稍有短缺,会使压力水平低于铸(zhù)件的zui高点,这(zhè)样即(jí)便不会造成浇不足(zú),也容易形成侵入气(qì)孔或缩松。实际上,上箱(xiāng)凸台部位产生侵入气(qì)孔,通常都和浇不足有关,当浇注短(duǎn)缺是其成因时(shí),这两种(zhǒng)缺陷很可能不易(yì)识别。

    (8)浇注(zhù)过(guò)慢,会(huì)使内(nèi)浇道不能保持有充分的金属液,不能(néng)较快地充满(mǎn)铸型来防止(zhǐ)冷隔。浇注过慢还是造成膨(péng)胀(zhàng)缺陷的主要原因,上型膨胀的倾向会进一步加大形成冷隔的可能。

    (9)未(wèi)能保持(chí)直浇道、横浇(jiāo)道和内浇道充满熔(róng)融的金属液,其结果和间断浇(jiāo)注或压(yā)力头不足一样。此外,还(hái)会造成包封空气,因而降低了金属液的(de)流动性,在一些合(hé)金(如(rú)铸钢中(zhōng))会快速地形成氧化膜。

    11 其他

    (1)冷(lěng)铁和芯撑过大时,其后(hòu)果和(hé)激(jī)冷一样,使金属液流动性(xìng)降(jiàng)低而产(chǎn)生(shēng)冷隔。冷隔很可(kě)能出(chū)现(xiàn)在芯撑或距芯撑很近的(de)部位。

    (2)因铸型压(yā)铁过重等(děng)原因使铸件截面(miàn)减薄。若压铁重量超过铸型能(néng)够承(chéng)担的负(fù)荷时,会发生塌型。即(jí)使截面尺寸改变很小,也可能导致产(chǎn)生浇不足缺陷。

    (3)铸型(xíng)型腔的薄截面处产生水气凝聚,这会降低(dī)金属液的流动性,同时还会造成包封气体。

    解决(jué)"冷隔"缺陷

    冷隔缺陷(xiàn)不(bú)光(guāng)表面(miàn)难看,且内部金属结合力弱(ruò),严重影(yǐng)响铸件的(de)机(jī)械性能,今天小编将对其做简单介(jiè)绍。

    缺陷(xiàn)现象:

    温(wēn)度较(jiào)低(dī)的(de)金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙(xì),呈(chéng)不规则(zé)的线形,有穿透(tòu)的(de)和不穿(chuān)透的两种,在(zài)外(wài)力的作用下有发(fā)展的(de)趋势(shì)。

    别(bié)名:冷接(对(duì)接(jiē))、熔(róng)接不良

    成因分析:

    1、金属液浇注温(wēn)度低或(huò)模具温度(dù)低;

    2、合金成分不符合标准,流动(dòng)性(xìng)差;

    3、金属液分股填(tián)充,熔(róng)合不良;

    4、浇口不合理,流程太长(zhǎng);

    5、填充速度低或排(pái)气不良;

    6、压射比压偏低。

    对(duì)应措施:

    1、产(chǎn)品发黑,伴有(yǒu)流痕。适当提高浇注温度和模具(jù)温度(dù);观察模温减(jiǎn)少涂料喷涂

    2、改变合金成(chéng)分,提高(gāo)流动性;

    3、烫(tàng)模件(jiàn)看铝液流向,金属液碰撞产生冷隔出现一般为涡旋状(zhuàng),伴有流痕。改(gǎi)进浇注系统,改善内浇口的填充方向(xiàng)。另(lìng)外可在铸件边缘(yuán)开(kāi)设集渣包以改善填充条(tiáo)件(jiàn);

    4、伴有远端(duān)压不实。更(gèng)改浇口位(wèi)置和(hé)截面积,改善(shàn)排溢条(tiáo)件,增(zēng)大(dà)溢流量;

    5、改变金属液流量,提高压射速度;

    6、铸件整体(tǐ)压不实。提(tí)高比压(尽(jìn)量不采用),有条件zui好(hǎo)换到大吨位机台。

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