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知识篇(piān)——怎样解(jiě)决(jué)铸件浇不足和冷(lěng)隔缺陷!

发布时间(jiān): 2020-04-29 来源:洛阳开云和顺祥机(jī)械有限公司 点击:2431

浇(jiāo)不足和冷隔(gé)是铸造中相当普遍的缺陷,在(zài)很多情况下,这两(liǎng)类缺(quē)陷在完全报废(fèi)铸件中占一或第(dì)二位。

浇不足是指金属液未能充满铸型型腔而形(xíng)成不完整的铸件,这类缺陷的特点是(shì)铸件壁上具有光(guāng)滑圆(yuán)边的穿孔,或(huò)者铸(zhù)件(jiàn)的一个或多个末端未充满金属液;

冷隔是指在两(liǎng)股金属汇聚处,因其未(wèi)能完全熔合而存在明显(xiǎn)的不连续(xù)性缺陷的铸件,这类缺陷的外(wài)观,常呈现(xiàn)为(wéi)带有(yǒu)光滑圆边的裂纹或皱纹。

这两类缺陷的特点:一(yī)是在铸件检(jiǎn)验中比较容易发(fā)现;二是(shì)除了清理(lǐ)工序外,其产生原(yuán)因几乎存在于(yú)铸造的每(měi)一道工序中(zhōng)。下面笔者结(jié)合多(duō)年(nián)的生产实(shí)践并参阅(yuè)有关(guān)资料,谈谈(tán)铸件浇不足(zú)和冷隔的产(chǎn)生原因(yīn)及其防止措施(shī)。

1.铸件(jiàn)和模样设计

(1)因铸件(jiàn)截面厚(hòu)薄(báo)不均造(zào)成金(jīn)属流间(jiān)断,在某些(xiē)铸件(jiàn)设计(jì)中(zhōng),薄截面位于金(jīn)属液难以达到的部位,很难恰(qià)当地(dì)设置(zhì)浇注系统。在(zài)可能的情况下,应(yīng)对这类设计进行修(xiū)改,当无法更改设计时,则需(xū)采用相当复杂的(de)浇注系统(tǒng),以避(bì)免产生这类缺陷。

(2)铸件截面相对(duì)过薄,这种设计没能考(kǎo)虑到金(jīn)属流动和凝固的规律。如果设计者(zhě)不能加厚(hòu)这一截面的话,惟一的补救办法是提高金属的(de)浇注温度,或者修改(gǎi)金(jīn)属的化学成分,以改(gǎi)善其流动性。还有一个较好的弥补办法(fǎ)是采用不(bú)会产生急冷的铸(zhù)型(xíng)(型芯(xīn)),但这会(huì)使生产(chǎn)成本(běn)增加,因(yīn)此在可能(néng)的(de)情况下应更改(gǎi)设计。

2. 模样

(1)模样(yàng)或芯盒(hé)磨损造成铸件截面过薄,型砂(shā)是(shì)磨损力(lì)相当强的材料,会造(zào)成(chéng)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(yǒu)效的预防措施是建立正规(guī)的检查制度,把(bǎ)有缺陷的模样检查出来。

(2)模样(yàng)强(qiáng)度差! 在造型(xíng)或制芯(xīn)的压(yā)力下,模样由于(yú)强度不够(gòu)而产生变形(xíng),这样的模样(yàng)和芯(xīn)盒会造成铸型和型芯变形。这样既会造成金属液未能按预期设想(xiǎng)流动,又会(huì)形成(chéng)铸(zhù)件截面过薄。改正的方法是加固模样(yàng)。

(3)模样或芯盒(hé)定位不准,其产生(shēng)原因(yīn)是定位销和(hé)销套已经磨损,定位销数(shù)量过少(shǎo)或定位(wèi)销尺寸过小都容易产生磨损。在上下模底板上(shàng)按中心线(xiàn)安装分成两(liǎng)半的模样时,也会出现错位的缺(quē)陷。如果不试(shì)浇样品铸件,则(zé)很(hěn)难证(zhèng)实分装在上、下模底板上的两(liǎng)半模样是否(fǒu)对准。防止(zhǐ)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(zhù)件过薄,造成这种缺陷的原因(yīn)包括:定位销磨损(sǔn)、定位销弯曲、销套磨(mó)损,或在箱耳座内有外来(lái)杂物。由(yóu)于错箱是造成铸件缺(quē)陷的主要根源之一,因而必须定期对这些部件进行维(wéi)修和保养(yǎng)。

(2)模样安装不当,这种情况一般(bān)是(shì)安装模(mó)样(yàng)的工人操作(zuò)疏忽所(suǒ)造成的。模样和模底板上的对准中心线必(bì)须(xū)非常明显(xiǎn),以便(biàn)安放时易于检查(chá)。

(3)薄平铸件浇注时倾斜度不够,对某(mǒu)些较(jiào)薄的(de)铸件来说,要使砂箱在浇注时能保持一个倾斜度,否则会(huì)形成(chéng)封闭气体,造(zào)成金属液流间断。砂箱(xiāng)倾斜后,上(shàng)箱要(yào)保持足够的高度(dù),使浇口位置超过铸件的顶点。

(4)砂箱刚度不够或加固不当,也(yě)会使砂(shā)型变形而产生浇不足或冷隔,因此必须使(shǐ)用具有足(zú)够强度(dù)的(de)砂箱,对于(yú)使用时间较长的砂箱应(yīng)加固后再(zài)使用。

(5)上箱太浅,可能会造成上型下垂,从而使(shǐ)铸(zhù)件截面变窄、变(biàn)薄,以致(zhì)产生浇(jiāo)不足的缺陷。在浇注较厚的铸件时,上箱太浅(qiǎn)会(huì)因(yīn)为金属压力不足而导致产(chǎn)生缩(suō)松和(hé)侵入气孔(kǒng);而在浇注较(jiào)薄铸(zhù)件时(shí),其后(hòu)果则是产生掉砂或(huò)浇不足的(de)缺陷。

4.浇(jiāo)冒口系统

(1)内浇道、横浇道和直浇道(dào)截面尺寸不(bú)当,为(wéi)了避免产(chǎn)生(shēng)金属液流间断(duàn)的(de)现象,应按(àn)以(yǐ)下要求设计(jì)浇(jiāo)注系统,即(jí)必(bì)须(xū)使(shǐ)直浇道和横(héng)浇道具(jù)有足够(gòu)的尺寸(cùn),以保证平稳地向所有内浇道输送金属液。另外,为保证金属液流(liú)动时能(néng)够始终完全充满浇注系统,可减小浇道面积来建立压头。浇注系统设计的基本原则是确(què)保金属液流动平稳,并能(néng)够充满浇注系统,防止金属液流间断。

(2)内浇(jiāo)道位置不当,内(nèi)浇道的(de)位置完(wán)全取决(jué)于铸件结构。因此(cǐ)必(bì)须分析铸型型腔是如(rú)何被金属液充(chōng)满的,根(gēn)据金(jīn)属液充满型腔(qiāng)的流动模(mó)式设置内(nèi)浇道。

(3)内浇道分(fèn)布(bù)不当或(huò)不均衡! 这是由于没能正(zhèng)确地预测(cè)金属液流动的实际情况(kuàng)而造成(chéng)的。除了要(yào)考虑金属(shǔ)液在(zài)一般(bān)情况下的流动状态,还应考虑金属液(yè)对型(xíng)壁的摩擦、金属液的冷却情况和金属液的流动性。金属液充(chōng)型的(de)确切过程通常很(hěn)难预(yù)测,但(dàn)可以通过试验探(tàn)索出金(jīn)属液的(de)流动模式。例如,某一铸件通(tōng)常要20S的浇注时间,我们可分别按5S、10S、15S 浇注(zhù)同样的铸型,对这三个没有浇满的铸件进行落砂(shā)和清理(lǐ),并仍(réng)使其带着内浇道,这样就可显示(shì)出金属液实际的流动模(mó)式(shì),以这些参(cān)数作为依据来重新设计出zui佳的浇(jiāo)注(zhù)系(xì)统。

(4)压头太低! 这(zhè)也是造成浇(jiāo)不足的一(yī)个(gè)原因。

5.型砂

(1)型砂水分太高(gāo),会造成(chéng)金属液沸腾而失去流动(dòng)性,导致产生浇不足和冷隔。

(2)型砂中挥发物太多(duō),过量的挥发物在金属液(yè)流之(zhī)前充满型(xíng)腔,会使金属液难以完(wán)整地充满型腔,从(cóng)而有可能(néng)造成气(qì)隔或气隔缝,即使金属(shǔ)液流到了正常部位,也会因(yīn)此而(ér)难以(yǐ)熔(róng)合,导(dǎo)致产生冷隔和浇不足(zú)。

(3)背砂强度低(dī),不(bú)管是(shì)因(yīn)为箱带不(bú)足还是背砂(shā)强度太低而引起的上型下沉,都会使较薄的型(xíng)腔截面变得更薄(báo),从而使金属液难以充(chōng)满铸件薄壁。

(4)透气(qì)性太差,砂型紧实度过高会造成透(tòu)气性差,则可能产生气(qì)隔。此外,型砂紧(jǐn)实度高(gāo)还会加快从(cóng)熔融(róng)金属液中(zhōng)吸走热量,在(zài)金属液未来得及充满铸型(xíng)型腔之前就可能使铸件冷凝了(le)。

(5)造型材料导(dǎo)热性过高(gāo),造型材料(liào)吸取(qǔ)热量和冷凝(níng)金属的速(sù)度各有差异,如金(jīn)属型和砂型之间的差异,石(shí)英砂(shā)和锆砂之间(jiān)的(de)差(chà)异,都会对(duì)冷隔缺陷的产生有不(bú)同的影(yǐng)响(xiǎng)。

6.制芯

(1)砂芯过(guò)硬(yìng),金属液通常很(hěn)难平(píng)静地流到较硬的砂(shā)芯(xīn)近(jìn)旁,而(ér)常会(huì)在该处出现(xiàn)翻(fān)腾的情况,这(zhè)样会形成(chéng)过早的冷凝。

(2)排气不够充分,任何被包(bāo)封的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使(shǐ)金(jīn)属液流产生(shēng)任何程度间断的浇注系统而言,这一问题则(zé)更为严重。

(3)型芯尺(chǐ)寸不正确或放置不(bú)当,型芯移位会使铸件截面(miàn)减薄,如(rú)果金属(shǔ)液的流动能力(lì)不(bú)够高,则会(huì)产(chǎn)生浇不足或冷隔。

(4)漂芯或(huò)砂(shā)芯下沉,这和下(xià)型拱起(qǐ)、上(shàng)型下沉的后果完全一样,都会使铸(zhù)件截面变(biàn)得过(guò)薄。

(5)偏(piān)芯造(zào)成铸件截面过(guò)薄,这是(shì)漂(piāo)芯或砂(shā)芯下沉的另一种表现形式。

(6)砂芯变(biàn)形,因粘结剂的热(rè)塑性(xìng)而引起(qǐ)砂芯的变形是造成铸件(jiàn)变形的一个原因。因变形引起的翘曲,在浇(jiāo)注(zhù)过程中和偏芯的作用一样,都会使铸(zhù)件截面减薄。

(7)芯骨距砂(shā)芯表面过近,这样(yàng)设置的芯骨对金属起着激冷作用,因而迟滞了(le)金属液的正常流动,降低(dī)了(le)金属液的(de)流动性。

(8)型芯材料导(dǎo)热性过高,其后果和造型材料导热性过高一样。

7.造型

(1)舂砂过实降低了透气性。

(2)舂砂不均(jun1)时,将(jiāng)造成型(xíng)砂紧(jǐn)实度的变化,使局部砂型(xíng)透气性(xìng)过低,这样会改变金属液的流动,或者形成局部截(jié)面受(shòu)激冷,从而导(dǎo)致产生冷隔。

(3)舂砂(shā)过松导致上型下沉,使铸(zhù)件截(jié)面变(biàn)薄(báo)。

(4)修型或修补过(guò)度,其(qí)后果和形成金属液的翻腾或改变型砂导热性一样。

(5)芯(xīn)撑(chēng)尺寸错误(wù)引起漂芯,会造成铸件截面过(guò)薄,使金(jīn)属熔液(yè)很(hěn)难完满充型。

(6)芯撑过小或芯撑数量过少,造(zào)成漂芯。

(7)型芯(xīn)或铸(zhù)型的涂料涂层过(guò)厚(hòu),都会使铸件的较(jiào)薄截面变得更(gèng)薄。

8.金属成分(fèn)

(1)铸铁,碳当量对金属液的流动性(xìng)有(yǒu)影响。一般来说,低(dī)碳当量的金属液会因其流动性差而(ér)容易产(chǎn)生冷隔和浇不足;但碳当量过高又(yòu)会产生石墨(mò)漂浮缺陷。

(2)铸钢,钢的成(chéng)分(fèn)由低碳到高(gāo)碳(tàn),如果添(tiān)加各种合金元素,可以调整其(qí)流动性(xìng)。钢(gāng)具有较高(gāo)的热幅(fú)射性,热量损失较快,这(zhè)种特性(xìng)使钢(gāng)液与冷的或(huò)湿(shī)的铸型接触时,会很(hěn)快降低其流动性(xìng)。

(3)铜合(hé)金,由于(yú)铜合金(jīn)品种较多,流动性(xìng)差别很大,因此改进流(liú)动性的方法取(qǔ)决于所采用的合金类型。

(4)铝合金,在铝(lǚ)合金成分中增加硅或铁的含量(liàng),会使其(qí)较低(dī)的(de)流动性得到改善。含气或(huò)被污染的铝合金(jīn),特别易(yì)于产(chǎn)生冷隔。

(5)镁合(hé)金(jīn),可(kě)以通过将成分调整(zhěng)到接近于共晶成分而改善其流动性。

9. 熔炼

(1)因称重或加料不严格(gé)导(dǎo)致成分错误。

(2)金属(shǔ)液(yè)熔化温度过低(dī)或流(liú)动性太差。无论是哪一种金(jīn)属,其温度过低是造成浇不足(zú)的基(jī)本原因(yīn)。

(3)金属液氧化或含气。这可能是由于(yú)耐火材料太湿、湍流所(suǒ)造成的,无论是何种(zhǒng)金属,氧(yǎng)化或含气金(jīn)属(shǔ)液的流动性都会降低(dī);熔炼操作不当(dāng),特(tè)别容易使有(yǒu)色(sè)金属吸附气体;熔(róng)炼灰铸铁时,冲天炉底焦高度太低,也(yě)会产(chǎn)生同样的后(hòu)果。

(4)金属液还原过(guò)分。会因为吸氢而产(chǎn)生问(wèn)题,在所有的金属中这都(dōu)是应予以考虑的因素,对铝合金而言尤为重要(yào)。

(5)浇包(bāo)内(nèi)添加料过量。这(zhè)些添(tiān)加(jiā)料都具有直接降低温度(dù)的作(zuò)用(yòng),因(yīn)而也就降低了金属液的流(liú)动性。

(6)浇包内添加物潮(cháo)湿,会造成温度(dù)损(sǔn)耗(hào),导致金属液温度过低。

10. 浇注

浇(jiāo)注被认为是造成浇(jiāo)不足缺陷的主要(yào)原因之一,以下因素可能是浇注过程中导致产生缺陷的成因。

1)浇注温(wēn)度过低。

(1)间断浇注会造成金属液充型不(bú)均衡,当重新(xīn)开始浇注(zhù)后,则易于产生氧化薄(báo)膜或(huò)吸收气(qì)体,这(zhè)都会(huì)妨碍熔融金属的(de)熔合。

(2)过快减慢浇(jiāo)注速度,会降低金(jīn)属液完全(quán)充满铸型型腔所需的压(yā)力(lì),当上箱(xiāng)中有凸台或(huò)上箱太浅时(shí),过快减慢浇注速度铸成(chéng)的铸件,其缺(quē)陷尤为严重。

(3)金属液沸腾(téng)。流槽、内衬、浇包嘴太湿,或浇包(bāo)内有废渣,都会造成金属液沸(fèi)腾(téng),既降(jiàng)低了熔(róng)融金属的温度,又(yòu)降(jiàng)低了(le)其流动性。

(4)水平浇注薄平铸件,未使其有一个倾斜度,都容(róng)易造成冷隔缺陷。

(5)因跑火降低(dī)了浇注(zhù)压(yā)力,会(huì)造成浇注(zhù)间(jiān)断,其后果和过快降低浇注压头一样。

(6)熔渣、脏物或浇包耐火材(cái)料堵住内浇口,其后果与间断浇注或过快减慢浇注速度一样。

(7)若浇注的金(jīn)属(shǔ)液短缺,会降低熔融金属的输送压力。上箱较(jiào)浅时,浇注(zhù)的熔融金属稍有短缺,会使压力水平低于铸(zhù)件的zui高点,这样即便不会(huì)造成浇不足,也(yě)容易形成侵入气孔或缩松。实际上,上箱凸台(tái)部位产生侵入(rù)气孔,通常都和浇不足有关,当浇注短缺是其成(chéng)因时(shí),这两(liǎng)种(zhǒng)缺陷很(hěn)可能不易识别(bié)。

(8)浇注过慢(màn),会使内浇道不能保持有充分的(de)金(jīn)属液,不能较快地充满铸型来(lái)防止冷隔。浇注过慢(màn)还是造成膨胀缺陷的主要原(yuán)因,上型膨胀(zhàng)的倾向会进一步(bù)加大形(xíng)成(chéng)冷隔(gé)的可能。

(9)未能保(bǎo)持直浇道、横浇道和内浇道充满熔融(róng)的金属液,其(qí)结果(guǒ)和间断浇注或压力头不足一样。此外(wài),还会造成包封空气,因而降低了(le)金(jīn)属液(yè)的(de)流动性,在一些合金(如铸(zhù)钢(gāng)中)会(huì)快(kuài)速地形成氧化(huà)膜。

11 其他(tā)

(1)冷铁和芯(xīn)撑过大时,其后果和激(jī)冷(lěng)一(yī)样(yàng),使(shǐ)金属液流动性降(jiàng)低(dī)而产生冷(lěng)隔。冷隔很可能(néng)出现在芯撑或距(jù)芯撑很近的部位。

(2)因铸型(xíng)压铁过重等原因使铸件截面减(jiǎn)薄。若压铁重量超过铸型能够承担(dān)的负荷(hé)时,会发生(shēng)塌(tā)型。即使截面尺寸改变很小,也可能(néng)导(dǎo)致产生浇不足缺陷。

(3)铸型型腔的薄截面处产生水(shuǐ)气凝(níng)聚,这会降低金属液的流动性,同(tóng)时还会(huì)造成(chéng)包封气体。

解决"冷隔"缺陷

冷隔缺(quē)陷不光表(biǎo)面(miàn)难看,且内部金属结(jié)合(hé)力弱(ruò),严重影响铸(zhù)件的机械性能,今天小编将(jiāng)对其做简单介(jiè)绍。

缺陷现象(xiàng):

温度(dù)较低的金属(shǔ)流互(hù)相对(duì)接但未熔合而出现(xiàn)的(de)缝隙,呈不规则的线形,有穿透的和不(bú)穿透的两(liǎng)种,在外力的作用下(xià)有发展(zhǎn)的趋势。

别名:冷接(对接(jiē))、熔(róng)接不良

成因分析:

1、金(jīn)属液浇注温度低或(huò)模具温(wēn)度低;

2、合金(jīn)成分不符合标准,流(liú)动性差;

3、金属液分股填充,熔合不良;

4、浇口不合理,流(liú)程太(tài)长;

5、填充(chōng)速度低或(huò)排气不良;

6、压射比压偏低。

对应措施:

1、产(chǎn)品发(fā)黑,伴(bàn)有流痕。适(shì)当(dāng)提高浇(jiāo)注温度和模具温度(dù);观察模温减少(shǎo)涂料喷涂

2、改变合金成(chéng)分,提高流动性;

3、烫(tàng)模件看铝液流向,金(jīn)属液碰撞产(chǎn)生(shēng)冷隔(gé)出现一般(bān)为涡旋状(zhuàng),伴有流痕。改进浇注系统,改善内浇口的(de)填充方(fāng)向(xiàng)。另外(wài)可在铸件(jiàn)边缘(yuán)开设集渣包以改善填(tián)充(chōng)条件(jiàn);

4、伴有远端压(yā)不实(shí)。更(gèng)改浇口位置和截面积,改善排(pái)溢条件,增大溢(yì)流量;

5、改变金属液流量,提高压射速(sù)度;

6、铸件整体(tǐ)压不实。提(tí)高比压(尽量(liàng)不(bú)采用),有(yǒu)条件zui好换到大吨位机台(tái)。

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