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    知识篇——怎样解(jiě)决铸件浇不足和冷隔缺陷(xiàn)!

    发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳多宝平台网页版登录入口和顺祥机械有限(xiàn)公司 点击:2418

    浇不足和(hé)冷隔(gé)是铸造中相当普遍(biàn)的缺陷,在很多情况(kuàng)下,这两类缺陷在(zài)完全报废铸件中(zhōng)占一或第二位。

    浇不足是指金(jīn)属液未能充(chōng)满铸(zhù)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边的穿孔,或者(zhě)铸件的(de)一个或多个末端未充满金属液;

    冷隔是指在两(liǎng)股金(jīn)属汇聚处(chù),因其未能(néng)完全熔合而存在明显的不连续性缺陷的(de)铸件,这类缺陷的外观,常(cháng)呈现为带有(yǒu)光滑圆边的裂纹或(huò)皱纹。

    这两类缺陷的特点:一是在铸件检验(yàn)中(zhōng)比较(jiào)容易发现;二(èr)是除了(le)清理工序外,其产生原因(yīn)几乎(hū)存在于铸造(zào)的每一道(dào)工序中。下面笔(bǐ)者结合多年的生产实践并参阅(yuè)有关资料,谈(tán)谈铸件浇不(bú)足和冷隔(gé)的产生原因及其防止措施。

    1.铸件和模样设计

    (1)因铸件截(jié)面厚薄不均造成(chéng)金属流间断,在(zài)某些铸件(jiàn)设计中,薄(báo)截面位(wèi)于金(jīn)属液难(nán)以达到的(de)部位,很难恰当地设置浇注系(xì)统。在可能(néng)的情况下,应对这类设计进行修改,当无法更改设计时,则需采用相(xiàng)当复杂的浇注系统(tǒng),以避免产生这(zhè)类缺陷。

    (2)铸件截面相对过薄(báo),这种(zhǒng)设计没能考虑到金(jīn)属流动和凝固的规(guī)律。如果(guǒ)设(shè)计者不能加厚这一截面(miàn)的话,惟一的(de)补(bǔ)救办法是提(tí)高(gāo)金(jīn)属的浇注温度,或者(zhě)修改金属的化学(xué)成分,以改善其流动性(xìng)。还有(yǒu)一个较好(hǎo)的弥补(bǔ)办法是采用不会产生(shēng)急冷的铸型(型芯(xīn)),但这会使生产(chǎn)成本(běn)增加,因此在可能的情况下应更(gèng)改设(shè)计。

    2. 模(mó)样

    (1)模样或芯盒磨损造成铸件截面过薄,型砂(shā)是磨损力相当强(qiáng)的材料,会造成模样磨(mó)损,进(jìn)而造成铸件截面减薄,导致产(chǎn)生浇(jiāo)不足(zú)和冷隔缺陷。有效的预防措施是(shì)建(jiàn)立正规的检查(chá)制(zhì)度,把有缺陷的模样(yàng)检查出来。

    (2)模样强度差! 在(zài)造型或制(zhì)芯的压力下(xià),模样由于强度不够(gòu)而产生变形,这样的模样和芯(xīn)盒会造成铸(zhù)型和型芯变形(xíng)。这样既会(huì)造成金属液未能按(àn)预期(qī)设想流(liú)动,又会形成铸件截面(miàn)过薄。改正的方法是(shì)加固模样(yàng)。

    (3)模(mó)样或芯盒(hé)定位不准,其产(chǎn)生原因是(shì)定位销和销套(tào)已经磨损,定位(wèi)销数(shù)量过少或定位销尺寸过小(xiǎo)都容易产生磨损。在上(shàng)下模底板上按(àn)中心线(xiàn)安装分成两(liǎng)半的模样时,也会出现(xiàn)错位的缺陷。如(rú)果(guǒ)不(bú)试(shì)浇样品(pǐn)铸件,则很难证实分(fèn)装在上、下模底板上的(de)两半(bàn)模样(yàng)是(shì)否(fǒu)对准。防(fáng)止产生这类缺(quē)陷(xiàn)的(de)首要措施就(jiù)是加(jiā)强(qiáng)检验。

    3. 砂箱(xiāng)及(jí)其准(zhǔn)备

    (1)上下箱错(cuò)箱造(zào)成(chéng)铸件过薄(báo),造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)缺陷的原(yuán)因包(bāo)括:定位销磨(mó)损、定位销弯曲、销套磨(mó)损,或在箱耳座内有外来杂物。由于错箱是造成铸件缺(quē)陷的(de)主要根(gēn)源之一,因而必(bì)须定期对这些部(bù)件进行维修和保养。

    (2)模样安装不(bú)当(dāng),这种情况一般是安装模(mó)样的工人操作疏忽所造(zào)成的。模样和模底(dǐ)板上的对准中心线(xiàn)必须(xū)非常(cháng)明显,以便安(ān)放时易于检查。

    (3)薄平铸件浇注时倾斜度不够,对某些较薄(báo)的(de)铸件来说,要使砂箱在(zài)浇注时能保(bǎo)持一个倾斜度,否(fǒu)则会形成封(fēng)闭气体,造(zào)成(chéng)金属液流间断。砂箱倾斜(xié)后,上箱要保持足(zú)够的高度,使浇口位置超(chāo)过(guò)铸件的顶点。

    (4)砂箱刚(gāng)度不够或加固不(bú)当,也会使砂型变形而产生浇不足或冷隔,因此必(bì)须使用(yòng)具有足够强度的砂箱,对于使用时间(jiān)较长的砂箱应加固后再使用。

    (5)上箱太(tài)浅(qiǎn),可(kě)能会(huì)造成(chéng)上型下垂,从而使铸件截面变窄、变薄,以(yǐ)致产生浇不足的缺陷(xiàn)。在浇注较厚的铸件时,上(shàng)箱太浅会因为金属压力不足而导致产生缩松和(hé)侵入气孔;而在浇注较薄铸件(jiàn)时,其后(hòu)果则是产(chǎn)生掉砂或浇不足的缺陷。

    4.浇冒口系统

    (1)内浇道、横(héng)浇道和直浇道截面尺寸(cùn)不当,为了(le)避免产生金属液流间断的现象,应按以下要求设计浇注系统,即必须使直浇道(dào)和(hé)横浇道具(jù)有(yǒu)足(zú)够的尺寸,以保证平稳地(dì)向(xiàng)所有内(nèi)浇道输送金属液。另外(wài),为保证金(jīn)属液流动(dòng)时能够(gòu)始终完全(quán)充满浇注系(xì)统(tǒng),可减小浇道面积来建(jiàn)立压头。浇注(zhù)系统设计的基本(běn)原则是确保金属液(yè)流动平稳(wěn),并能够充满浇注系(xì)统,防止(zhǐ)金属液流间断(duàn)。

    (2)内浇(jiāo)道位置不当,内浇道的位(wèi)置完全(quán)取决于铸件结(jié)构(gòu)。因此必须分(fèn)析铸型型腔是(shì)如何被金(jīn)属(shǔ)液充满的(de),根(gēn)据金属液(yè)充满型腔的流动模(mó)式设(shè)置(zhì)内浇道。

    (3)内浇道分布不当或(huò)不均衡! 这(zhè)是由于没能正确(què)地(dì)预测金属(shǔ)液流动的实际情况而造成的。除了要考虑金属液在一般情(qíng)况下的流动状态,还(hái)应考虑金属液对(duì)型壁的摩擦、金属(shǔ)液的冷(lěng)却(què)情况和金属(shǔ)液的流动性。金属液充型的确切(qiē)过(guò)程(chéng)通常很难预(yù)测(cè),但可以通过试验(yàn)探(tàn)索出金属(shǔ)液的流动模(mó)式(shì)。例如,某一铸件通(tōng)常要20S的浇注时间(jiān),我(wǒ)们可分别按5S、10S、15S 浇注同样的铸型(xíng),对这三个没有浇满的铸件进行落砂和清理,并仍使(shǐ)其带着内浇道,这样就可显示出金属液实际的(de)流动模式(shì),以这些参数作为依据(jù)来重新设计出(chū)zui佳的浇注系(xì)统(tǒng)。

    (4)压头太(tài)低(dī)! 这也是(shì)造成浇不足的一个(gè)原因。

    5.型砂

    (1)型砂水分太高(gāo),会(huì)造成(chéng)金属液沸腾而失(shī)去流(liú)动(dòng)性,导致产生浇不足和冷隔。

    (2)型砂中挥(huī)发物太多,过(guò)量的(de)挥发物在金属液(yè)流之(zhī)前充(chōng)满型腔(qiāng),会使金属液难以(yǐ)完(wán)整地充满型(xíng)腔,从而(ér)有可能造(zào)成气隔(gé)或(huò)气隔(gé)缝(féng),即使金属液流到了正常部位,也会因此而难以熔(róng)合,导致产生冷隔和(hé)浇不足。

    (3)背(bèi)砂强度低(dī),不管是因为箱带不足还是背砂强度(dù)太低而引起的上(shàng)型下沉(chén),都会使较薄(báo)的型腔截面变得更薄,从而使金属液难(nán)以充(chōng)满铸件薄壁。

    (4)透气(qì)性太差(chà),砂型紧实度过高会造成透气性差,则可(kě)能产生气隔。此外,型砂紧实(shí)度高(gāo)还会加快从熔融金属液中吸走热量,在金属液未来(lái)得及充满铸型型腔之前就可能使铸件冷凝了。

    (5)造型材料导热(rè)性过高(gāo),造型材料吸取热量和冷凝金属的速度各有差(chà)异,如金(jīn)属型(xíng)和砂型(xíng)之间的差异,石英(yīng)砂和锆砂之间(jiān)的差异,都(dōu)会对冷隔缺陷的产生(shēng)有(yǒu)不同的影响。

    6.制芯

    (1)砂芯过硬,金属液通(tōng)常很难平静地流到较硬(yìng)的砂芯近旁,而常会在该(gāi)处出现翻(fān)腾(téng)的(de)情况,这(zhè)样会形成过早的冷凝。

    (2)排气不够充分,任何被包封(fēng)的气体,都(dōu)会造成(chéng)铸件气隔缝。对(duì)于会使(shǐ)金属液流产(chǎn)生任何程度间断的浇(jiāo)注系统而言,这一问题则(zé)更为严重。

    (3)型芯尺寸不(bú)正确或放置不当,型芯移位会使铸(zhù)件(jiàn)截(jié)面减薄,如果金属液的流动能力不够高,则会(huì)产(chǎn)生浇不足或冷(lěng)隔。

    (4)漂芯或砂芯下沉,这和下型拱(gǒng)起(qǐ)、上型下沉的后果(guǒ)完全一样,都会使(shǐ)铸件截面(miàn)变得过(guò)薄(báo)。

    (5)偏芯造成(chéng)铸件截面过薄(báo),这是(shì)漂芯或砂芯下沉的另一种表现形式。

    (6)砂(shā)芯变形,因粘结剂的热塑性而引起(qǐ)砂芯的变形是造成(chéng)铸件变形的一个原(yuán)因。因变形引起(qǐ)的翘曲,在浇注过程中和偏芯的作用一样,都会使铸件(jiàn)截面减薄。

    (7)芯骨距砂芯表面过近,这样(yàng)设置的芯(xīn)骨(gǔ)对金属起着激冷作(zuò)用,因而迟滞了金属液的正常流(liú)动,降低了金属液(yè)的流动性(xìng)。

    (8)型芯材料导(dǎo)热性过(guò)高,其后果和造(zào)型材料导(dǎo)热性过高(gāo)一样。

    7.造(zào)型

    (1)舂砂(shā)过(guò)实降(jiàng)低了透气性。

    (2)舂砂不均时,将造成型砂紧实度的(de)变化,使局部砂型透气性过低,这(zhè)样会(huì)改变金属液(yè)的流动,或者形成局部截面(miàn)受激冷,从(cóng)而导致产生冷隔。

    (3)舂砂过松导致上型下沉,使(shǐ)铸件截面(miàn)变薄。

    (4)修(xiū)型或修补过度(dù),其后果和形成金属(shǔ)液的翻腾或(huò)改变型砂(shā)导热性一样。

    (5)芯撑(chēng)尺寸错误(wù)引起漂芯,会造成铸件截面过薄,使金属(shǔ)熔液很(hěn)难完满(mǎn)充(chōng)型(xíng)。

    (6)芯撑过(guò)小(xiǎo)或(huò)芯撑(chēng)数量过(guò)少,造成漂芯。

    (7)型芯或铸型的涂料(liào)涂层过厚,都会使铸件的较(jiào)薄截面变得更薄。

    8.金属成(chéng)分

    (1)铸铁(tiě),碳当量(liàng)对金属液的流动性有影响。一般来(lái)说,低(dī)碳当量的金属液会因其流动性差而(ér)容易产生冷隔和浇不足;但碳当量过高(gāo)又会产(chǎn)生石墨漂(piāo)浮缺陷(xiàn)。

    (2)铸钢,钢(gāng)的成分(fèn)由低碳到高碳,如果添加各种合金元素,可以调整其流动性。钢具有较高的热(rè)幅射性,热量(liàng)损失较快,这种(zhǒng)特性使钢液与(yǔ)冷的或湿的铸型接触时,会很快降低其(qí)流动性。

    (3)铜(tóng)合金,由于铜(tóng)合金品种较(jiào)多,流动(dòng)性差别(bié)很大,因此改进(jìn)流动性的方法取决于所(suǒ)采用的(de)合(hé)金类(lèi)型。

    (4)铝合金,在铝合金成(chéng)分中(zhōng)增加硅或铁的含(hán)量,会使其(qí)较低的流动性得到(dào)改善(shàn)。含气(qì)或被污染的铝合(hé)金,特别易于产生冷隔。

    (5)镁合(hé)金,可以通过将成(chéng)分调(diào)整到(dào)接近于共晶成分而(ér)改善其流动性。

    9. 熔炼

    (1)因称重或加料不严(yán)格导致成分错误。

    (2)金(jīn)属液熔化(huà)温度过低或流(liú)动性太差。无论是哪一种金属,其温度过(guò)低是造成浇不(bú)足的(de)基本原(yuán)因。

    (3)金属液氧化或(huò)含气。这可能是由于耐火材料(liào)太湿、湍流所造成的(de),无论是(shì)何种金(jīn)属,氧化或含气金(jīn)属液的流动性都会降(jiàng)低;熔炼操作不当,特别容易使有色金属吸(xī)附(fù)气体;熔炼灰铸铁时,冲天炉(lú)底焦(jiāo)高(gāo)度太低,也会(huì)产生同样(yàng)的后果。

    (4)金属(shǔ)液还(hái)原过分。会(huì)因为吸氢而产生问题,在所有的金属(shǔ)中这都是(shì)应予以考虑的(de)因素(sù),对铝合金而言尤(yóu)为重要。

    (5)浇包内添加料过量。这些添加料都(dōu)具有直接降低温度的作用,因而也就降低了(le)金属液的流动性。

    (6)浇包内添加物潮(cháo)湿(shī),会造成温度损耗,导致金属液温度(dù)过低。

    10. 浇(jiāo)注

    浇注(zhù)被(bèi)认为(wéi)是(shì)造成浇(jiāo)不足缺陷的主要原因之一,以下(xià)因素可(kě)能是浇注过程中导致产生(shēng)缺陷(xiàn)的成因。

    1)浇注温度(dù)过低。

    (1)间断浇注会造成金属液充(chōng)型(xíng)不均衡,当重新开始(shǐ)浇注后,则易于产生氧化薄膜或吸(xī)收气体(tǐ),这都(dōu)会妨(fáng)碍熔融金属的(de)熔合。

    (2)过快(kuài)减慢浇注速度,会降低金属液完(wán)全充满(mǎn)铸型型腔所(suǒ)需的压力,当(dāng)上箱(xiāng)中有凸台或上箱太浅(qiǎn)时,过快减慢(màn)浇注速(sù)度铸成的铸件,其缺陷尤为严重。

    (3)金属(shǔ)液(yè)沸腾(téng)。流槽(cáo)、内衬、浇包嘴(zuǐ)太湿,或浇包内有(yǒu)废渣,都会造成(chéng)金属液(yè)沸(fèi)腾,既降低了熔融金(jīn)属的(de)温(wēn)度,又降低了其(qí)流动性。

    (4)水(shuǐ)平浇注薄平铸件,未使(shǐ)其(qí)有一(yī)个倾斜度,都容易造成冷隔缺陷。

    (5)因跑(pǎo)火降低了浇注压力,会造成(chéng)浇注间(jiān)断,其后果和(hé)过快降低浇注压头一样。

    (6)熔渣、脏物或浇包耐火材料堵住内浇口,其(qí)后果与间(jiān)断浇注或过快减(jiǎn)慢浇注速度(dù)一(yī)样(yàng)。

    (7)若浇(jiāo)注的金(jīn)属液短缺,会降低熔融金属的输送压力。上箱较浅时,浇(jiāo)注的熔融金属稍(shāo)有短(duǎn)缺,会(huì)使压力水平(píng)低(dī)于(yú)铸件的zui高(gāo)点,这样即便不会造成(chéng)浇不(bú)足,也容(róng)易形(xíng)成(chéng)侵入气孔或缩松。实际上,上箱(xiāng)凸台部位产生侵(qīn)入气孔(kǒng),通常都和浇不足有(yǒu)关,当浇注短(duǎn)缺是其成因时,这两种缺陷(xiàn)很可能(néng)不易识(shí)别。

    (8)浇注过慢,会使内浇道不能保持有充(chōng)分(fèn)的金属液,不能较快地充满铸型(xíng)来防(fáng)止冷隔(gé)。浇注(zhù)过慢还是造成膨胀缺陷的主要(yào)原因,上型膨(péng)胀的倾向会进(jìn)一(yī)步加(jiā)大(dà)形成冷隔的(de)可能。

    (9)未能保持直浇道、横浇(jiāo)道(dào)和内浇道充满熔融的金属(shǔ)液,其结(jié)果和间断浇注或压(yā)力头不(bú)足一样。此(cǐ)外(wài),还会造成(chéng)包封空(kōng)气(qì),因而降低了金属(shǔ)液的流(liú)动性,在一些合金(如(rú)铸钢中(zhōng))会快(kuài)速地形成(chéng)氧化(huà)膜。

    11 其(qí)他

    (1)冷铁和芯(xīn)撑过大(dà)时,其后(hòu)果和激冷(lěng)一样(yàng),使金属液流动性降低(dī)而产生冷隔。冷隔很可能出现在芯撑或距芯撑(chēng)很(hěn)近(jìn)的部位。

    (2)因铸型压铁过(guò)重等(děng)原因使(shǐ)铸件截(jié)面减薄(báo)。若压铁重量超过铸型(xíng)能够承担的负荷时,会发生塌型(xíng)。即使截(jié)面尺寸改变(biàn)很小(xiǎo),也可能导致产(chǎn)生浇不足缺陷。

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

    解(jiě)决"冷隔"缺陷

    冷隔缺陷不光表(biǎo)面难看(kàn),且内部金属结合力弱,严(yán)重(chóng)影响铸件(jiàn)的机械性能,今天小编将对(duì)其(qí)做简单介绍(shào)。

    缺陷现(xiàn)象:

    温度较低(dī)的金属流互相(xiàng)对接但未(wèi)熔合而出现的缝隙,呈(chéng)不规则的线(xiàn)形,有(yǒu)穿透的和(hé)不穿透的两种,在外力的作用下有发(fā)展的(de)趋势。

    别名:冷接(对(duì)接)、熔接不良

    成因(yīn)分析:

    1、金属液(yè)浇注(zhù)温度(dù)低或(huò)模具(jù)温度低;

    2、合金成分(fèn)不符合标准,流动性差;

    3、金属液分股填充,熔合(hé)不良;

    4、浇口不合理,流程(chéng)太长;

    5、填(tián)充速度低或排气不良;

    6、压射比压偏(piān)低(dī)。

    对应(yīng)措施:

    1、产品发(fā)黑(hēi),伴有流痕。适当提高浇注温度和(hé)模(mó)具温度;观察模温减少涂(tú)料喷涂(tú)

    2、改变合金成分,提高流(liú)动(dòng)性;

    3、烫模件看铝(lǚ)液(yè)流向(xiàng),金属液碰撞产生冷隔出现一般为(wéi)涡旋状,伴(bàn)有流痕。改进浇注系统,改(gǎi)善内浇口的(de)填充方(fāng)向。另外可在(zài)铸件边缘开设集渣包(bāo)以(yǐ)改善(shàn)填(tián)充条件;

    4、伴(bàn)有远端压不实。更(gèng)改(gǎi)浇(jiāo)口位置和截(jié)面积,改善排溢条件,增(zēng)大溢流量;

    5、改变金属液流量,提高压(yā)射(shè)速度;

    6、铸件(jiàn)整体压不实。提高比(bǐ)压(尽量(liàng)不采用),有(yǒu)条件zui好换到大吨位(wèi)机(jī)台。

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