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    知识篇——怎样解决铸(zhù)件浇不(bú)足和冷隔缺陷!

    发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳皇冠和顺祥机械有限公司(sī) 点击(jī):2420

    浇不足和(hé)冷(lěng)隔是铸造中相(xiàng)当普遍的(de)缺(quē)陷,在很多情况下,这两类(lèi)缺陷在完全报废铸件中占(zhàn)一或第二位。

    浇不足是指金属液未能(néng)充满铸(zhù)型型腔而形(xíng)成不完(wán)整(zhěng)的(de)铸(zhù)件,这(zhè)类缺陷的特点是铸件壁上具(jù)有光滑圆边的穿孔,或者(zhě)铸(zhù)件的一个或(huò)多个末端未充满金属液;

    冷隔是指在两股金属汇聚处,因其(qí)未(wèi)能完全熔(róng)合而存在明显的不(bú)连(lián)续性缺陷的铸件,这类缺陷(xiàn)的外观,常呈(chéng)现为(wéi)带有光滑圆边的裂纹或皱纹。

    这两类(lèi)缺陷的特点:一是在铸件检验中比较容易发现;二是除了清理工序外,其产生原因几乎存在于铸造的每(měi)一道工序中。下面笔者结合多年的生产实践(jiàn)并参阅有(yǒu)关资料,谈谈铸件浇不足和冷隔的产生(shēng)原(yuán)因及(jí)其防(fáng)止措施。

    1.铸件和(hé)模样设计

    (1)因铸件截面(miàn)厚薄不均造成金属流间断,在(zài)某些铸件设计中,薄截面位于(yú)金(jīn)属液难(nán)以(yǐ)达到的部位,很难(nán)恰当(dāng)地设(shè)置浇注系(xì)统。在(zài)可能的情况(kuàng)下,应对这类设计进(jìn)行修改,当无法更(gèng)改设(shè)计时,则需采用相当复(fù)杂的浇注系统,以避免产生这(zhè)类缺陷。

    (2)铸件截面(miàn)相对过薄(báo),这种(zhǒng)设计没能考虑到金属流动和凝固的(de)规(guī)律。如果设(shè)计者不能加(jiā)厚这(zhè)一截面的话(huà),惟一的补救(jiù)办法是(shì)提高金属的浇注温度,或者修(xiū)改金属的化学成分(fèn),以改善其流动性。还有一个较好的(de)弥补办法(fǎ)是采用不会(huì)产(chǎn)生(shēng)急(jí)冷的铸型(型芯),但(dàn)这会使生产成本增加,因此在可能的情况下应更改(gǎi)设计。

    2. 模样

    (1)模(mó)样或芯(xīn)盒磨损造成铸件截(jié)面(miàn)过薄,型砂是(shì)磨损(sǔn)力相当强的材(cái)料,会造成模样磨(mó)损,进(jìn)而造成铸件截面减薄,导致产生浇不(bú)足和冷隔缺陷。有效的预防措施是建(jiàn)立正(zhèng)规的检查制度,把(bǎ)有缺陷的模(mó)样检查(chá)出(chū)来(lái)。

    (2)模样(yàng)强度差! 在(zài)造型或制芯(xīn)的压力下,模样由于强度不够而(ér)产生变形,这样的模(mó)样和芯(xīn)盒会造成铸(zhù)型(xíng)和型芯变形。这样既会造成金(jīn)属液未能按预期设想流动,又会形成铸件截面过薄(báo)。改正的方(fāng)法是(shì)加固模样(yàng)。

    (3)模样或芯(xīn)盒定位不准,其产生原因是定位销和销(xiāo)套已经磨损,定位(wèi)销(xiāo)数量(liàng)过少(shǎo)或定位销尺(chǐ)寸过小都容易产(chǎn)生磨损。在上下(xià)模底板上按中心线(xiàn)安(ān)装分成两半的模样(yàng)时,也(yě)会(huì)出现错位(wèi)的缺(quē)陷。如果不试浇(jiāo)样品(pǐn)铸(zhù)件,则很难证实(shí)分装在(zài)上、下模底(dǐ)板上的两半模(mó)样是否对准。防止(zhǐ)产生这类缺陷(xiàn)的首要措施就(jiù)是加强检验。

    3. 砂(shā)箱及其准(zhǔn)备

    (1)上下箱(xiāng)错箱(xiāng)造成铸件过薄,造成这种缺陷(xiàn)的原(yuán)因包括:定位销磨(mó)损(sǔn)、定位销弯(wān)曲、销套磨损,或在(zài)箱耳座内有外来杂物(wù)。由于错箱是造成铸件缺(quē)陷的主要根(gēn)源之一,因而必须定期对这些部件进行维修和保养。

    (2)模(mó)样安(ān)装(zhuāng)不当,这种情况一般是安装模样(yàng)的工人操作疏忽所造成的。模样(yàng)和(hé)模底板(bǎn)上的对准中心线必须非常明显(xiǎn),以便安(ān)放时(shí)易于检查(chá)。

    (3)薄平(píng)铸(zhù)件浇注时倾斜(xié)度不够,对某些较薄的铸件来说,要使砂箱在(zài)浇注(zhù)时能保持(chí)一个(gè)倾斜度,否则会形成封闭气(qì)体,造成金属液流间断。砂箱倾(qīng)斜后,上箱要保持足够的高度,使浇(jiāo)口位置超过铸(zhù)件的顶点。

    (4)砂(shā)箱刚度不(bú)够或(huò)加(jiā)固不当(dāng),也会使砂型变形而(ér)产生浇不(bú)足(zú)或冷隔,因此(cǐ)必须使用具有足(zú)够(gòu)强度(dù)的砂箱,对(duì)于使用时间较长的(de)砂箱应加固后再使用。

    (5)上箱太浅,可能(néng)会(huì)造成(chéng)上(shàng)型下垂,从而使铸件截面(miàn)变窄、变薄,以致产生浇不足的缺陷。在浇注较厚的铸件时,上箱太浅会(huì)因为(wéi)金属压力不足(zú)而导致产生缩松和侵入气孔;而(ér)在(zài)浇(jiāo)注较薄铸件时(shí),其后果(guǒ)则(zé)是产(chǎn)生掉砂或浇不足的缺陷。

    4.浇冒口(kǒu)系(xì)统(tǒng)

    (1)内浇道、横浇道和直浇道截面(miàn)尺寸不当,为(wéi)了(le)避免产生金(jīn)属(shǔ)液流间断(duàn)的现(xiàn)象,应(yīng)按以下(xià)要(yào)求设计浇注系统(tǒng),即必(bì)须(xū)使(shǐ)直浇(jiāo)道和横浇道具(jù)有足够(gòu)的尺寸(cùn),以保证平稳地向所(suǒ)有内浇道输送金属液。另外,为保(bǎo)证金属液流动时能够始终完全充满(mǎn)浇注系统,可减小浇道面积来(lái)建立压头。浇注系统设计的基本原则是确保金(jīn)属液流动平稳,并能够充满浇注(zhù)系统,防止金属液流间断。

    (2)内浇道位置不当(dāng),内浇道的位置完(wán)全取决于铸件结(jié)构。因此必须分析铸型型(xíng)腔是如何被(bèi)金属液充(chōng)满的,根据金属液(yè)充(chōng)满型腔(qiāng)的流动模式设置内浇道。

    (3)内浇道分布不当或不均衡! 这是(shì)由于没能正确地预(yù)测金(jīn)属液流动(dòng)的(de)实际情况而造(zào)成的(de)。除了要考虑金属液在一般情况下的(de)流动状态,还(hái)应考虑金属液对型壁的摩擦、金属液的冷(lěng)却情况和(hé)金(jīn)属液的(de)流动性。金属(shǔ)液(yè)充型的确(què)切过程通常很难预测,但可以通(tōng)过试验探索出金(jīn)属(shǔ)液(yè)的流动(dòng)模式。例如(rú),某一铸件通常要20S的浇注时间,我们可分(fèn)别(bié)按5S、10S、15S 浇注同样的铸型,对这三个没(méi)有浇满的铸件进行落砂和清(qīng)理,并仍使(shǐ)其(qí)带着内浇道,这样就可显示出金属液实际的流动模式,以这些参数作为依据来重新设计出zui佳的浇(jiāo)注(zhù)系统。

    (4)压头太(tài)低! 这也是造成(chéng)浇不足的一(yī)个原因。

    5.型砂

    (1)型砂(shā)水分太高,会造成金属液沸腾而失去流动性(xìng),导致产生浇不足(zú)和冷隔。

    (2)型砂中挥发物太(tài)多,过量的挥发物在金属液流之前充(chōng)满型腔,会使金属液难以(yǐ)完整(zhěng)地充满型(xíng)腔,从(cóng)而有可能造成气隔或气隔缝,即使金属液流到了正常部位,也(yě)会因此而难(nán)以熔(róng)合,导致产(chǎn)生冷隔(gé)和浇不足。

    (3)背砂强度低,不管是因为(wéi)箱带不足还是背(bèi)砂强(qiáng)度太低而(ér)引起的上(shàng)型下沉,都会使较(jiào)薄(báo)的型腔截(jié)面变得更薄,从而使金(jīn)属(shǔ)液(yè)难以充满铸件薄(báo)壁(bì)。

    (4)透(tòu)气性太差(chà),砂型紧实度过高会造成透(tòu)气性差,则可能产生气隔。此外,型砂紧实度高还会加快从熔融金(jīn)属液中吸走(zǒu)热量,在金属液未来得及充(chōng)满铸(zhù)型型腔之(zhī)前就可能使铸(zhù)件冷(lěng)凝了(le)。

    (5)造型材料导(dǎo)热性过高(gāo),造型(xíng)材料吸(xī)取热量和冷凝金(jīn)属的(de)速度各有差异,如金属型和(hé)砂型之间(jiān)的差异,石英砂和锆砂之(zhī)间的差(chà)异,都(dōu)会对冷(lěng)隔缺陷的产(chǎn)生有不同的影响(xiǎng)。

    6.制芯

    (1)砂芯过硬(yìng),金属液通常很难平静(jìng)地流到较硬的砂(shā)芯近旁,而常会在该处出现翻腾(téng)的情况,这(zhè)样会形成过早的冷凝。

    (2)排气不够充分,任何被(bèi)包封(fēng)的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使金(jīn)属液流产(chǎn)生任何程度间断(duàn)的浇注系统而言,这一(yī)问题则更(gèng)为严重。

    (3)型芯尺寸(cùn)不正确(què)或放置(zhì)不当,型芯移位会(huì)使铸件截面减薄,如果(guǒ)金属液的流动能力不(bú)够高,则会产生(shēng)浇不足(zú)或冷隔。

    (4)漂芯或砂芯(xīn)下沉(chén),这(zhè)和下型拱起、上(shàng)型下(xià)沉的(de)后果完全一样,都会(huì)使(shǐ)铸件截面变得过薄。

    (5)偏(piān)芯造(zào)成铸件截(jié)面(miàn)过(guò)薄,这(zhè)是漂芯或砂芯下沉的另一种表现形(xíng)式。

    (6)砂芯变形,因(yīn)粘结(jié)剂的热塑(sù)性而引起砂芯的变形是(shì)造成铸件变(biàn)形的(de)一个原因。因变(biàn)形引(yǐn)起的翘曲,在浇注过程中(zhōng)和偏芯的作用一样,都会(huì)使铸件截面减薄。

    (7)芯骨距砂芯表面过(guò)近,这样设置的芯骨对金属起着(zhe)激冷作(zuò)用,因而迟滞了(le)金属液的正常流动,降低了(le)金属液的(de)流动性。

    (8)型芯材料导热性过(guò)高,其后果和(hé)造型材料导(dǎo)热性过高一样。

    7.造型

    (1)舂砂过实(shí)降(jiàng)低(dī)了透气性(xìng)。

    (2)舂砂不均时,将造成型砂(shā)紧实度的(de)变化(huà),使局部砂型透气性(xìng)过(guò)低,这样会(huì)改变金属(shǔ)液的流动,或者形成局部截面受激冷,从而导致(zhì)产(chǎn)生冷隔。

    (3)舂砂过松导致(zhì)上型下(xià)沉(chén),使铸件截面变薄(báo)。

    (4)修(xiū)型或(huò)修补(bǔ)过度,其后果和形成金属(shǔ)液的翻腾(téng)或(huò)改变型砂导热性(xìng)一(yī)样(yàng)。

    (5)芯撑尺寸错误引起漂芯,会造成铸件截面过薄(báo),使(shǐ)金属(shǔ)熔液很难(nán)完满充型。

    (6)芯撑过小或芯撑数量过少,造成漂芯。

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

    8.金属成分

    (1)铸铁,碳当量对(duì)金属液的(de)流动性(xìng)有影响。一般来说,低碳当量的金属液会因其流动性差而(ér)容易(yì)产生冷隔和浇(jiāo)不(bú)足(zú);但碳当量(liàng)过高又会产生石墨(mò)漂浮缺陷。

    (2)铸钢,钢的成分由低碳到高碳,如果添加各种合金(jīn)元素,可以调整其流动性。钢具有较高的(de)热(rè)幅射性,热(rè)量损失较快(kuài),这种特性使(shǐ)钢液与冷的或(huò)湿的铸型接触时,会很快(kuài)降低其流动(dòng)性。

    (3)铜合金(jīn),由于铜合金(jīn)品种较多,流动(dòng)性差别很大(dà),因此(cǐ)改进流动性的方法(fǎ)取决于所采用的合金类型。

    (4)铝合金,在铝合(hé)金成分中增加硅或铁的含量,会使(shǐ)其较低的流动性得到改(gǎi)善。含气(qì)或(huò)被污(wū)染(rǎn)的(de)铝合金,特别易(yì)于产生(shēng)冷隔。

    (5)镁合金,可以通过(guò)将(jiāng)成分调(diào)整到接近于共(gòng)晶成分而改善其流动性。

    9. 熔炼

    (1)因(yīn)称重或加料不严格(gé)导(dǎo)致成分错误。

    (2)金属液熔化温(wēn)度过(guò)低(dī)或流动性太差。无(wú)论是哪一(yī)种金属(shǔ),其温度过(guò)低是造成浇不足的基本原因(yīn)。

    (3)金属液氧(yǎng)化或含气。这可(kě)能是(shì)由于(yú)耐火材料太湿、湍流所造(zào)成的,无论是何种(zhǒng)金属,氧化或含(hán)气(qì)金属液的流动性(xìng)都会降(jiàng)低;熔炼操(cāo)作(zuò)不当,特别容(róng)易(yì)使有色金属吸附气体;熔炼灰铸(zhù)铁时,冲天(tiān)炉底焦高度太低(dī),也(yě)会产生同样的后果。

    (4)金属液还原过分。会因为吸氢而(ér)产生(shēng)问题,在所有(yǒu)的金属中这(zhè)都(dōu)是应予以考虑的因素,对铝合金而言尤为重要。

    (5)浇包内添加料过量。这些添加料都(dōu)具有直接降(jiàng)低温度的(de)作用,因而也就降低(dī)了金属液的流动(dòng)性。

    (6)浇包内添加物潮湿(shī),会造成温度损耗,导致金(jīn)属液温(wēn)度过低。

    10. 浇注

    浇(jiāo)注被认为是造成浇不足缺陷的(de)主要原因之(zhī)一,以下因素可能是(shì)浇注过程(chéng)中导致产生(shēng)缺陷(xiàn)的成因(yīn)。

    1)浇注温度过低。

    (1)间断浇注会造成金属液充型不均衡(héng),当重新开始浇注后,则易于产生氧化薄膜或吸收气体,这都会(huì)妨碍熔融金(jīn)属的熔合。

    (2)过快减慢浇注(zhù)速(sù)度,会(huì)降低金属液完全充满铸型型腔所(suǒ)需的压力,当上箱(xiāng)中(zhōng)有凸台或(huò)上箱太浅时,过(guò)快减慢浇注速度铸成(chéng)的(de)铸件,其缺(quē)陷尤为严重。

    (3)金属液沸腾。流(liú)槽、内衬、浇包嘴(zuǐ)太湿,或浇包内有废渣,都会造(zào)成金属液沸腾,既降低了(le)熔(róng)融(róng)金(jīn)属的(de)温度,又(yòu)降低了其流动性(xìng)。

    (4)水平浇(jiāo)注薄平铸件,未使其有一个倾斜度,都容易造成冷隔缺(quē)陷(xiàn)。

    (5)因(yīn)跑火降低了浇注压力,会造成浇注间断,其后果(guǒ)和(hé)过快降低浇注压头一(yī)样。

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

    (7)若(ruò)浇注(zhù)的金(jīn)属液短(duǎn)缺,会降低熔融金属(shǔ)的输送压(yā)力。上箱(xiāng)较浅时,浇注(zhù)的熔融金属稍有短缺,会使(shǐ)压力水平低于铸(zhù)件(jiàn)的zui高点,这(zhè)样即便不会造成浇(jiāo)不足(zú),也(yě)容易形成侵入(rù)气孔或缩松。实际(jì)上(shàng),上箱凸台部位产生侵入气孔,通常都和浇不(bú)足有关,当浇注短缺是其成(chéng)因时,这两种缺陷很可能不易识(shí)别。

    (8)浇注(zhù)过慢,会使内(nèi)浇(jiāo)道不(bú)能保持(chí)有充分的金(jīn)属液,不能较快地充满(mǎn)铸型来防止(zhǐ)冷隔。浇注(zhù)过慢还是造成膨胀缺陷的主要原因,上型(xíng)膨胀的倾向会进(jìn)一步加大形成冷隔(gé)的可能。

    (9)未能保持直浇道、横浇道和内浇道充满熔融的金属液,其结(jié)果(guǒ)和间(jiān)断浇注或压(yā)力头不足一(yī)样。此外(wài),还会造成包封空气,因而降低(dī)了金(jīn)属液的流动性,在一些合金(如铸钢中)会快速地形成氧化膜。

    11 其(qí)他

    (1)冷铁和(hé)芯撑过大时,其后果和激冷一样,使金属液流(liú)动(dòng)性降低而产生冷隔。冷隔很可能出现(xiàn)在(zài)芯撑或距芯撑很近的部位。

    (2)因铸型(xíng)压铁过重等原(yuán)因(yīn)使(shǐ)铸件截(jié)面减薄。若压铁重量超过铸型能够承担的负(fù)荷时(shí),会发生(shēng)塌型。即使截面尺(chǐ)寸改变很小,也可能导致产生(shēng)浇不足缺陷。

    (3)铸型(xíng)型腔的薄截面处产生(shēng)水气凝聚(jù),这(zhè)会降(jiàng)低(dī)金属(shǔ)液的流动性(xìng),同时还(hái)会造成包封气体。

    解决(jué)"冷隔"缺陷

    冷隔缺陷(xiàn)不光表面(miàn)难看,且内部金属结合力弱,严重影(yǐng)响铸件的机械性(xìng)能,今天小编将对其做(zuò)简单介绍。

    缺(quē)陷(xiàn)现(xiàn)象(xiàng):

    温(wēn)度较低的金属流互相对接但(dàn)未熔(róng)合而出现的缝隙,呈不规则的线形(xíng),有穿透的和不穿透的(de)两种(zhǒng),在外力的作用(yòng)下有发展的趋(qū)势。

    别名:冷(lěng)接(对(duì)接)、熔(róng)接不良(liáng)

    成因分析:

    1、金属(shǔ)液浇注温度低(dī)或模具温度低;

    2、合金成分不符(fú)合标准,流动性差;

    3、金属液分股填充,熔合不良(liáng);

    4、浇口不(bú)合(hé)理,流程(chéng)太(tài)长;

    5、填充速(sù)度(dù)低或排气不(bú)良;

    6、压射比(bǐ)压偏低。

    对应措(cuò)施:

    1、产品发黑,伴有流(liú)痕。适当提高浇注(zhù)温度和模具温度;观察模温减少涂料喷涂

    2、改变合金成分,提高流动性;

    3、烫模(mó)件看铝液流(liú)向,金属液(yè)碰撞产生(shēng)冷隔出现一般为(wéi)涡旋(xuán)状,伴有流痕。改(gǎi)进(jìn)浇(jiāo)注(zhù)系统,改善内浇口的填(tián)充方向。另外(wài)可在铸件边缘开设集渣包(bāo)以改善(shàn)填充条(tiáo)件;

    4、伴有远端压不(bú)实。更改(gǎi)浇口位置和截面积,改善排溢条件(jiàn),增大溢流量;

    5、改变金属液(yè)流量,提(tí)高压射(shè)速(sù)度;

    6、铸件(jiàn)整体压不实。提高比压(尽量不(bú)采用),有条(tiáo)件zui好换到大吨位机台。

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