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鑄鐵件冒口頸部產(chǎn)生縮孔該如何處理？相信這個(gè)問題是一個(gè)共性的問題，很多鑄造行業(yè)人士也遇到過，如果沒有找到好的解決方案，不妨大家一起探討一下！ 一、冒口頸縮孔產(chǎn)生的機(jī)理 冒口頸縮孔是指冒口中縮孔穿過冒口頸，侵入鑄件中，形成二次縮孔（內(nèi)縮孔）主要的原因是冒口頸凝固的比鑄件早，堵塞了冒口至熱節(jié)的補(bǔ)縮通道（凝固過程中從熱節(jié)依次挪移至冒口頸、冒口的液相形成的通道），使冒口中的金屬液不能對(duì)熱節(jié)凝固時(shí)發(fā)生的體積虧損進(jìn)行補(bǔ)償（補(bǔ)縮），就產(chǎn)生冒口頸縮孔。 二、冒口頸縮孔引起的原因分析 1、過長(zhǎng)的凝固時(shí)間； 2、過多的補(bǔ)縮口； 3、澆注溫度； 4、過大的內(nèi)澆口； 5、碳硅當(dāng)量過高； 6、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 7、內(nèi)澆口形狀。 三、解決方案 1、過多的補(bǔ)縮口 遇到這種情況，可以嘗試改進(jìn)澆注系統(tǒng)，均勻進(jìn)水，用一個(gè)大的冒口補(bǔ)縮。 2、澆注溫度 解決方法： 在生產(chǎn)過程中控制好澆注溫度，球鐵溫度控制在1360以上，灰鐵控制在1400度以下。 3、澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 解決方法：合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，特別要注意鐵水的流速及流向球鐵澆注系統(tǒng)建議比例：直：橫：內(nèi)=1：1.2-2.0：0.75
+查看全文27 2020-03
灰鑄鐵件由于造型制芯時(shí)造成的主要缺陷及其原因分析與防止方法 （1）氣孔 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 局部氣孔:鑄件的局部地方，出現(xiàn)的孔穴表面較干凈光滑的單個(gè)氣孔或蜂窩狀氣孔 用外觀檢查，機(jī)械加工或磁力探傷可以發(fā)現(xiàn)。 原因分析: 1.澆注系統(tǒng)設(shè)置不合理，使排氣不暢通或產(chǎn)生渦流，卷入氣體 2.砂型緊實(shí)度過高，降低了透氣性 3.砂芯排氣不良，或通氣道堵塞 防止方法: 1.澆注系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)考慮型腔內(nèi)排氣暢通及平穩(wěn)流入鑄型 2.砂型緊實(shí)度要求均勻，不宜過緊 3.砂芯排氣要求暢通。合箱時(shí)，注意封死芯頭間隙，以免鐵液鉆人，堵塞通氣道 4.在鑄件的zui高處，可設(shè)置出氣孔或出氣片等 5.起模和修型時(shí)，不宜刷水過多 6.對(duì)于大平面鑄件，可采用傾斜澆注，出氣孔處稍高，以利排氣 7.芯撐和冷鐵必須千凈，無銹 （2）砂眼 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件的孔穴內(nèi)含有砂粒 用外現(xiàn)檢查，機(jī)械加工或磁力探傷可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.澆注系統(tǒng)位置不合適，如直對(duì)砂芯，或澆口太小，鐵液沖刷力大。破壞局部砂型 2.由于模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠好，發(fā)生粘模，而砂型又未修理好，或?qū)﹁T件拐彎處未搗圓角 3.濕型在澆注前的停留時(shí)間過長(zhǎng)，使干澡部分或凸出部位脫落 4.造型和合箱時(shí)的落砂，未清砂干凈 防止方法: 1.澆注系統(tǒng)位置和大小合適 2.合理選擇起模斜度和圓角，手工造型時(shí)，可壓出圓角。成批生產(chǎn)中，模樣應(yīng)涂刷分型劑,以免粘模，并往意修理好損壞部位。 3.縮短濕型在澆注前的停留時(shí)間 4.合理選用芯頭和芯座之間的間隙，以免合箱時(shí)壓碎 5.合箱前，必須將型內(nèi)落砂清掃干凈，仔細(xì)合箱，并及時(shí)蓋住澆冒口，以免重新掉入砂粒 （3）夾砂 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 在鑄件表面上，一層鐵和鑄件之間夾有一層型砂 用外觀檢查或機(jī)械加工可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 鐵液進(jìn)人砂型后。使型面層的水分向內(nèi)遷移，在離型面3~5mrn處形成高水分帶。該處強(qiáng)度大大降低，易引起鐵液潛入，或由于硅砂粒高溫膨脹的應(yīng)力使表面層鼓起，鐵液鉆入，形成夾砂。 1.砂型緊實(shí)度過硬或緊實(shí)不均勻 2.澆注位置不當(dāng)；對(duì)于水平澆注的大平面鑄件，有時(shí)由于鐵液斷續(xù)覆蓋大平面的某處而產(chǎn)生夾砂 防止方法: 1.砂型緊實(shí)度不宜過緊，要求均勻，并加強(qiáng)透氣 2.手工造型時(shí)，局部薄弱處，可插釘子加強(qiáng) 3.盡量使大平面朝下或置于側(cè)面，減少鐵液對(duì)上平面的烘烤面積和烘烤時(shí)間 4.對(duì)大平面鑄件，澆注系統(tǒng)可分散布置，并適當(dāng)加大內(nèi)澆口截面，縮短澆注時(shí)間或傾斜澆 （4）粘砂 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件表面鐵液與砂粘在一起，形成粗糙的表面，用外觀檢查可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.砂型緊實(shí)度不均勻或太小 2.涂料刷得太薄 防止方法: 1.適當(dāng)提高砂型緊實(shí)度，減小砂粒間隙(保證透氣性要求)，并搗實(shí)均勻 2.選用適當(dāng)?shù)耐苛?多為石墨粉水涂料〕，并刷以一定的厚度，既能提高耐火性，又可以防止鐵液鉆入砂粒 （5）熱裂 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 裂紋處，帶有暗色或幾乎是黑色的氧化表面 用外觀檢查，透光法，磁力探傷，打壓試驗(yàn)，煤油滲透等方法發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.砂芯和砂型的退讓性差，鑄件收縮受到阻礙 2.芯骨吃砂量太小或砂箱箱帶離鑄件太近，阻礙鑄件收縮 3.內(nèi)澆道設(shè)置過分集中，局部過熱，增加應(yīng)力 4.鑄件的飛邊過大，飛邊處的裂紋，延伸到鑄件上 防止方法: 1 .砂型緊實(shí)度要求適宜，并在型砂中可加入適量的鋸末 2.改用較小的芯骨，使吃砂量適宜，并選用合理的砂箱 3.內(nèi)澆道布置應(yīng)適當(dāng)分散 4.在鑄件厚、薄交界處，可增設(shè)收縮肋 5.正確選擇分型面位置，并使合箱時(shí)，盡量密合 （6）變形 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 長(zhǎng)的或扁平類鑄件在靠近壁厚的一方凹入，成彎曲形 用外觀檢查，劃線等方法發(fā)現(xiàn) 原因分析: 由于鑄件壁厚不均勻，冷卻有先后，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)其值大于該材質(zhì)的屈服極限時(shí)，則產(chǎn)生變形和彎曲 防止方法: 1.厚壁處設(shè)置冷鐵或內(nèi)澆口開在薄壁處，創(chuàng)造同時(shí)凝固條件 2.模樣上留出預(yù)變形曲率或增設(shè)加強(qiáng)肋 3.改善鑄件結(jié)構(gòu) （7）錯(cuò)箱 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件沿分型面發(fā)生相對(duì)的位移 用外觀檢查或劃線測(cè)量可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.模樣尺寸不對(duì)或變形 2.砂箱或分型板定位不準(zhǔn)確 3.合箱不準(zhǔn) 4.模樣在模板上的位置偏移 防止方法: 1.檢查并修整模樣 2.檢查、修理或改換砂箱及分型板 3.注意準(zhǔn)確地合箱 4.檢查并調(diào)整模樣在型板上的位置 （8）多肉 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件上有形狀不規(guī)到的毛刺、披縫或凸出部分 用外觀檢查發(fā)現(xiàn) 原因分析: 由于鐵液的壓力作用，使型腔局部脹大造成。多半出現(xiàn)在下型如砂型緊實(shí)度不夠或不均勻，局部太松等 防止方法: 適當(dāng)提高砂型緊實(shí)度，并要求均勻搗實(shí) （9）縮孔 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 在鑄件熱節(jié)處產(chǎn)生形狀不規(guī)則，表面粗糙的集中孔洞 用外觀檢查，機(jī)械加工或磁力探傷可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.鑄件補(bǔ)縮不足 2.冷鐵設(shè)置不當(dāng) 3.內(nèi)澆口位置不當(dāng) 4.砂型緊實(shí)度不夠，脹型后產(chǎn)生 防止方法: 1.適當(dāng)加大冒口尺寸 2.在厚壁處，設(shè)置冷鐵，創(chuàng)造同時(shí)凝固條件或與冒口配合使用時(shí)，創(chuàng)造順序凝固條件 3.正確選擇澆注位置和澆注系統(tǒng)，以造成同時(shí)凝固或順序凝固 4 .要求砂型緊實(shí)度合適 （10）抬箱 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件外形與圖樣不符，用外觀檢查發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.壓箱重量不夠 2.夾箱緊固時(shí)受力不均勻或太松 防止方法: 1.足夠的壓箱重量或用螺栓均勻緊固 2.分型面應(yīng)平整，合箱時(shí)要注意密合，以免鐵液漏出 （11）鐵豆 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 氣孔中有小鐵珠；用鑄件斷面檢查，機(jī)械加工可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.砂型潮濕 2.內(nèi)澆道離鑄件zui低處太高，澆注時(shí)，造成鐵液飛濺，形成鐵豆，鐵液充滿后，又未能把鐵豆熔化，使其與氣體一塊包入鑄件中 3.砂芯透氣性差 防止方法: 1.修型時(shí)刷水不宜過多 2.合理確定澆注系統(tǒng)位置 3.加強(qiáng)砂芯的通氣 （12）渣眼 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 在鑄件外部或內(nèi)部的孔穴中有熔渣 用外觀檢查，機(jī)械加工或磁力探傷可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 澆注系統(tǒng)擋渣差 防止方法: 合理選用澆注系統(tǒng)，并加強(qiáng)擋渣措施 （13）冷隔與澆不足 特征及發(fā)現(xiàn)方法: 鑄件上有未完全融合的縫隙或局部缺肉，周圍呈圓邊 用外觀檢查可以發(fā)現(xiàn) 原因分析: 1.澆注系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)，或澆口截面太小 2.鑄件局部壁太薄 3.冷鐵位置選擇不當(dāng) 4.吊芯，合型時(shí)錯(cuò)位使鑄件部分壁太薄，甚至完全沒有壁厚 防止方法: 1.適當(dāng)加大澆注系統(tǒng)尺寸 2.對(duì)于長(zhǎng)形鑄件可采用兩頭澆注；對(duì)于高大件可采用階梯澆注或分散澆口等 3.內(nèi)澆道不不宜離鑄件薄壁處太遠(yuǎn)，或可適當(dāng)增加薄壁處的厚度 4.吊芯時(shí)，隨時(shí)檢查尺寸，并注意合型準(zhǔn)確
+查看全文26 2020-03
鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中，難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷，造成鑄件成品率低，重新回爐生產(chǎn)又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關(guān)心的問題。 對(duì)于減少鑄件缺陷問題，來自英國(guó)伯明翰大學(xué)的教授John Campbell，John Campbell可謂是身經(jīng)百戰(zhàn)，對(duì)減少鑄件缺陷有著獨(dú)到的見解。早在2001年，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員李殿中，開展熱加工過程組織模擬與工藝設(shè)計(jì)，就是在John Campbell教授的指導(dǎo)下完成的。今天洲際傳媒就為大家整理了一份由國(guó)際鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準(zhǔn)則，希望對(duì)鑄造行業(yè)的同仁們有所幫助。 1、好鑄件從高質(zhì)量熔煉開始 一旦要開始澆注鑄件，首先要準(zhǔn)備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求，可采用能夠接受的zui低標(biāo)準(zhǔn)。然而，更好的選擇是：準(zhǔn)備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。 2、避免自由液面上產(chǎn)生湍流夾雜 這就要求避免前端自由液面（彎月面）流速過高。對(duì)于大部分金屬來說，zui大流速控制在0.5m/s。對(duì)于封閉式澆注系統(tǒng)或薄壁件，zui大流速會(huì)適當(dāng)增加。這個(gè)要求也意味著金屬液的下落高度不能超過“靜滴”高度的臨界值。 3、避免金屬液中表面凝殼的層流夾雜 這就要求在整個(gè)充型過程，不要出現(xiàn)任何金屬液流的前端提前停止流動(dòng)。充型前期的金屬液彎月面必須保持可運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不受表面凝殼增厚的影響，而這些凝殼會(huì)成為鑄件一部分。要想獲得這種效果，金屬液前端可以設(shè)計(jì)成連續(xù)擴(kuò)展的。實(shí)際中，只有底注“上坡”能實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的上升過程。（如重力鑄造中，從直澆道底部開始向上流）。這就意味著： 底注式澆注系統(tǒng)； 不要有“下坡”形式的金屬液落下或滑落； 不要出現(xiàn)大面積的水平流動(dòng)； 不要出現(xiàn)由于傾倒或瀑布式流動(dòng)而產(chǎn)生金屬液前端流動(dòng)停止。 4、避免裹氣（產(chǎn)生氣泡） 避免澆注系統(tǒng)裹氣而產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔。可以通過以下方式達(dá)到： 合理設(shè)計(jì)階梯型澆口杯； 合理設(shè)計(jì)直澆道，快速充滿； 合理使用“水壩”； 避免采用“井式”或其他開放式澆注系統(tǒng)； 采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片； 使用除氣裝置； 澆注過程無中斷。 5、避免砂芯氣孔 避免砂芯或砂型產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔金屬液中。砂芯必須保證非常低的含氣量，或者采用適當(dāng)?shù)呐艢庖宰柚股靶練饪桩a(chǎn)生。除非能保證完全干透，否則不能用黏土基砂芯或模具修復(fù)膠。 6、避免縮孔 由于對(duì)流影響及不穩(wěn)定的壓力梯度，厚大截面的鑄件是無法實(shí)現(xiàn)向上補(bǔ)縮。所以要遵循所有的補(bǔ)縮規(guī)律來保證良好的補(bǔ)縮設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際澆注樣件?？刂粕靶秃蜕靶具B接處的飛邊水平；控制鑄型涂料厚度（如果有的話）；控制合金及鑄型溫度。 7、避免對(duì)流 對(duì)流危害與凝固時(shí)間有關(guān)。薄壁和厚壁鑄件都能不受對(duì)流危害影響。而對(duì)于中等壁厚鑄件：通過鑄件結(jié)構(gòu)或工藝來降低對(duì)流危害； 避免向上補(bǔ)縮； 澆滿后翻轉(zhuǎn)。 8、減少偏析 預(yù)防偏析并控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，或客戶允許的成分超限區(qū)域。如果可能，盡量避免通道偏析。 9、減少殘余應(yīng)力 輕合金固溶處理后不要進(jìn)行水（冷水或熱水）介質(zhì)淬火。如果鑄件應(yīng)力看起來不大，可采用聚合物淬火介質(zhì)或強(qiáng)制空氣淬火。 10、給定基準(zhǔn)點(diǎn) 所有的鑄件都必須給定用于尺寸檢查和加工的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。
+查看全文25 2020-03
鑄造工藝規(guī)程是技術(shù)準(zhǔn)備工作的核心，是用于指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件。它既是車間進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和科學(xué)管理的依據(jù)，也是鑄造工藝技術(shù)水平的體現(xiàn)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。鑄造工藝規(guī)程編制水平的高低，對(duì)鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)成本和效率起著關(guān)鍵性作用。 鑄造工藝裝備是指在鑄造生產(chǎn)過程中所用的各種模具、工具、夾具有量具等的總稱。主要有造型（芯）、合型、澆注等工藝過程中所用的模樣、芯盒、澆冒口模、砂箱、芯骨、金屬型、烘芯板、造型平板、定位銷以及造型、下芯的夾具、樣板、磨具、量具等各種鑄造工具。工藝裝備對(duì)于順利組織生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率和鑄件質(zhì)量，降低鑄件成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，是十分重要的。 為了使制定的鑄造工藝便于執(zhí)行、遵守和交流，制定的用于指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)的技術(shù)文件統(tǒng)稱鑄造工藝規(guī)程。鑄造工藝規(guī)程分兩大類：一類是工藝守則（也稱操作規(guī)程）。特點(diǎn)是具有共用性。即對(duì)鑄件生產(chǎn)通用的生產(chǎn)環(huán)節(jié)如砂處理、造型（芯）、烘干、合型、熔煉、澆注、落砂清理等制定的每個(gè)鑄件普遍適用的工藝規(guī)程稱為工藝守則。它往往是用文字、表格說明工序的操作次序、方法、規(guī)范，以及所采取的材料和規(guī)格的技術(shù)文件，用于指導(dǎo)工序生產(chǎn)操作。 另一類是針對(duì)每個(gè)鑄件的特點(diǎn)和要求編制的工藝規(guī)程。對(duì)于大批量生產(chǎn)或重要鑄件的工藝規(guī)程的內(nèi)容包括：擬定的鑄造工藝方案、繪制的鑄造工藝圖、鑄件圖、模樣模板圖、芯盒圖、砂箱圖、鑄型裝配圖、工藝卡片等。對(duì)于單件、小批生產(chǎn)的普通鑄件的工藝規(guī)程可適當(dāng)簡(jiǎn)化。 鑄造工藝規(guī)程在生產(chǎn)中起下述作用： 1.有利于進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，既能選擇合理的工藝方案，又能采用先進(jìn)工藝，易于獲得優(yōu)質(zhì)低成本的鑄件。 2.有利于生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，如砂箱、芯骨、模具的制備。 3.是鑄造各工藝環(huán)節(jié)上進(jìn)行技術(shù)檢驗(yàn)的根據(jù)，易找出造成鑄造缺陷的原因，并及時(shí)采取有效措施。 4.可不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，有利于提高生產(chǎn)效率。
+查看全文24 2020-03
皮下氣孔的產(chǎn)生，是鑄造過程中各個(gè)環(huán)節(jié)和工序操作不當(dāng)?shù)木C合反應(yīng)。形成原因復(fù)雜，影響因素很多，牽涉到每個(gè)人，每到工序，應(yīng)引起大家的高度重視。 原材料方面 1、含鈦（Ti）、含鋁（AI）高的原材料以及高合金鋼、不銹鋼等禁止使用。 2、銹蝕、氧化嚴(yán)重，油污、煤泥、廢砂多的原材料，清理干凈后使用。 3、潮濕、帶水的原材料，干燥后使用。 4、小于3mm的薄鐵皮（管件）等，禁止使用。 5、原材料長(zhǎng)度要控制在300-400mm左右。 鐵水熔煉方面 1、原材料裝爐時(shí)，一定要緊實(shí)，盡量減少空間，以減少鐵水吸氣和氧化。 2、在每爐鐵水熔化過程中，徹底清渣至少2-3次，并且，清渣后要及時(shí)覆蓋聚渣和保溫材料覆蓋鐵水，避免鐵水長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸吸氣和氧化。 3、熔化好的鐵水，高溫等待時(shí)間不超過10-15分鐘，否則，鐵水質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重惡化，成為“死水”。 4、出鐵溫度不低于1540±10℃，出鐵后，要及時(shí)除渣，同時(shí)覆蓋聚渣保溫劑，防止鐵水降溫和氧化。 5、禁用不符合標(biāo)準(zhǔn)的增碳劑。 孕育劑方面 1、使用前應(yīng)經(jīng)300-400℃烘烤，去除其吸附的水分和結(jié)晶水。 2、孕育劑粒度5-10mm。 3、孕育劑含鋁量<1%。 澆注方面 1、大、小包一定要烘干烘透，濕包禁止使用，嚴(yán)禁用鐵水燙包代替烘干。 2、提高澆注溫度，高溫快澆。澆注原則：慢-快-慢。實(shí)踐證明，澆注溫度提高30-50℃，可使氣孔發(fā)生率大大降低。澆注時(shí)要讓鐵水始終充滿直澆道，中間不斷流，以迅速建立鐵水靜壓力，抵制界面氣體侵入。 3、小包鐵水溫度低于1350℃禁用，應(yīng)回爐提溫后使用。 4、加強(qiáng)擋渣、蔽渣，及時(shí)清除氧化皮，防止其帶入型腔。 混砂方面 1、嚴(yán)格控制型砂水分不大于3.5%。 2、型砂透氣性控制在130-180，濕壓強(qiáng)度120-140KPa,緊實(shí)率35-38%，型砂表面硬度>90。 3、選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土和煤粉。 4、按規(guī)定配入新砂。 5、每天混砂結(jié)束，要將多余型砂回收，并徹底清理和打掃混砂機(jī)。 模具和造型方面 1、模具分型面要設(shè)排氣孔槽或排氣道及暗氣室，以減輕氣體壓力。 2、在模具上增設(shè)暗氣室，以減輕氣體壓力。 3、在橫澆道或砂芯上面灑冰晶石粉（用量多少，通過試驗(yàn)后確定）。 制芯方面 1、硅砂含水要求<0.2%，含泥量<0.3%。 2、制芯工藝：混砂前，硅砂需加熱至25-35℃，先將組分1加入砂中，混制1-2分鐘，再加入組分2，繼續(xù)混制1-2分鐘。兩組分加入量各為砂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.75%. 3、由于聚異氰酸脂對(duì)水的敏感度較高，制好的砂芯存放時(shí)間不應(yīng)超過24小時(shí)。 4、三乙胺濃度和殘留量過高，易使鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。
+查看全文23 2020-03
機(jī)械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂，是由液態(tài)金屬或金屬氧化物通過毛細(xì)管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙，在鑄件表面形成的金屬和砂粒機(jī)械混合的粘附層。清鏟粘砂層時(shí)可見金屬光澤。機(jī)械粘砂表面呈海綿狀，牢固地粘附在鑄件表面，多發(fā)生在砂型和砂芯表面受熱作用強(qiáng)烈及砂型緊實(shí)度低的部位，如澆冒口附近、鑄件厚大截面、內(nèi)角和凹槽處。 機(jī)械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質(zhì)量，甚至引起報(bào)廢，因此對(duì)鑄件的機(jī)械粘砂必須引起足夠的重視，以提高產(chǎn)品成品率。筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參閱有關(guān)資料，談?wù)勮T件機(jī)械粘砂的產(chǎn)生原因及其防止措施。 1、鑄件和模樣設(shè)計(jì) 如果鑄件和模樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀，或具有扁薄的砂臺(tái)或砂芯，則這種設(shè)計(jì)會(huì)促進(jìn)機(jī)械粘砂產(chǎn)生。因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)的鑄件會(huì)使砂型、砂芯局部熱量集中，其正常的性能受到破壞，砂型、砂芯表面提前潰散，熔融金屬或金屬氧化物易于滲入而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。對(duì)此，可在熱量集中的部位采用特殊砂型，如鋯砂或橄欖石砂，以提高其長(zhǎng)時(shí)間受熱或受高溫輻照的能力。 2、模樣 (1)模樣的工藝設(shè)計(jì)不良，使砂型舂不緊實(shí)或緊實(shí)度不勻，會(huì)造成型腔表面粗糙或疏松，對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有直接影響。模樣的工藝設(shè)計(jì)常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： ①分模面選擇不當(dāng)，致使上型過高，或在砂型中形成很深的型腔。 ②模樣在模底板上的位置布置不當(dāng)，使凹陷處難于舂實(shí)，這可能是由于模樣距箱壁太近，或模樣排列過密所致。由于模樣排列過于擁擠，會(huì)引起鑄件產(chǎn)生脹砂，即使沒有明顯的脹砂，也會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。由于產(chǎn)生缺陷的根源相同，機(jī)械粘砂和脹砂會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)鑄件上。 ③直澆道、冒口和橫澆道的位置布置不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)不易舂實(shí)的凹陷部位，這與澆冒口系統(tǒng)的布局有關(guān)。 ④起模斜度<1.5°時(shí)，即使整個(gè)砂型的緊實(shí)度合適，也會(huì)使砂型表面撕裂，易于使金屬或金屬氧化物滲入。 (2)模樣的工藝結(jié)構(gòu)不良，導(dǎo)致金屬液靜壓力過高。由于靜壓力的增高，砂型的負(fù)荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更緊實(shí)的造型方法，以抵擋金屬液對(duì)砂型的滲透壓力。 3、砂箱 砂箱的設(shè)計(jì)及構(gòu)造不合理，致使砂型緊實(shí)度不勻或舂砂過軟。 產(chǎn)生這些問題的一般原因如下： (1)箱帶的位置不當(dāng)，妨礙某些凹陷部位的舂實(shí)，因而導(dǎo)致砂型局部過軟，引起脹砂或機(jī)械粘砂。 (2)因砂箱太小造成舂砂不實(shí)。 (3)箱帶位置不當(dāng)，使直澆道和冒口不能放在合適的位置上，以致冒口或直澆道與模樣間的型砂舂不緊實(shí)。又因該處必然造成熱量集中，使機(jī)械粘砂更為嚴(yán)重。因此，如直澆道或冒口的位置不能改變，則必須將箱帶割去一塊或整個(gè)去掉。 (4)上箱過高。機(jī)械粘砂通常與型腔表面的抗?jié)B透能力及金屬液的靜壓力有關(guān)，金屬液壓力的大小，與金屬的密度和上箱高度有關(guān)。如從鑄件補(bǔ)縮需要出發(fā)，上箱應(yīng)有一定高度，但型砂性能也一定要隨之加以改善。 4、澆冒口系統(tǒng) (1)澆冒口的位置不當(dāng)導(dǎo)致砂型局部過熱，從而促使型腔表面過早毀壞，金屬液或在高溫下形成的金屬氧化物就更容易滲入型腔表面。 這類情況較典型的例子有下列幾種: 第yi，直澆道或冒口距型面過近，形成一個(gè)熱節(jié)區(qū)，這一熱節(jié)區(qū)的砂型如未舂實(shí)，則機(jī)械粘砂缺陷就會(huì)十分嚴(yán)重。 第二，在一定的型腔表面上流過的金屬液過多，會(huì)把型面加熱到足以毀壞的程度。如果型腔中初期凝固的硬殼被后來流入的金屬液重熔，則粘砂就更為嚴(yán)重。 第三，在澆注時(shí)，凡能造成金屬液壓力過高的任何因素，均可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂。當(dāng)金屬液不僅壓力高，而且溫度也高時(shí)，情況尤為嚴(yán)重。 (2)直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的截面比例不當(dāng)，使金屬液在澆注時(shí)不斷受到氧化，增加了金屬氧化物的數(shù)量，并導(dǎo)致對(duì)型砂的助熔作用。在澆注過程中，澆注系統(tǒng)應(yīng)始終充滿金屬液，否則，在澆注系統(tǒng)中的任何部位均能使金屬液受到氧化。 (3)冒口頸尺寸過大，將造成其周圍型砂過熱，這是一個(gè)較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長(zhǎng)引起的，為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固，就不得不加大頸部尺寸。如果因?yàn)槊翱陬i設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致補(bǔ)縮不到，那么zui好是縮短冒口頸，以防止凝固，而不是加大其尺寸。尺寸較小的冒口頸，可以減少砂型受熱。 (4)澆口杯或直澆道設(shè)計(jì)不當(dāng)，以致澆注時(shí)卷入空氣造成金屬液氧化，這通常是由于湍流引起的，隨著金屬液表面氧化膜的不斷積累會(huì)引起機(jī)械粘砂。 5、型砂 (1)原砂粒度分布不均勻，會(huì)造成砂型緊實(shí)度低，原砂的粒度分布對(duì)砂型的zui大緊實(shí)度有直接影響。 (2)型砂的流動(dòng)性和成型性差。 (3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄，會(huì)使型殼的局部強(qiáng)度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋，往往由于這種簡(jiǎn)單的原因，使鑄件發(fā)生機(jī)械粘砂。 (4)鑄型的透氣性過高，這是型砂顆粒太粗的另一種反映。透氣性和緊實(shí)度是相互影響的兩個(gè)因素。緊實(shí)度低則透氣性好，反之亦然。 (5)型砂中碳素材料或脫氧物質(zhì)不足，會(huì)產(chǎn)生過多的金屬氧化物，使氧化物濕潤(rùn)砂粒而易于滲入。 6、制芯 (1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳，與原砂粒度分布不均勻一樣，對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有影響。 (2)砂芯未舂實(shí)，與砂型未舂實(shí)的性質(zhì)一樣，對(duì)機(jī)械粘砂有重大影響。 (3)砂芯表面粗糙或多孔，會(huì)引起機(jī)械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤(rùn)了這種粗糙的或多孔的表面后就會(huì)滲入砂芯。 (4)砂芯在儲(chǔ)存期間吸濕。對(duì)砂芯來說，水分過多更為麻煩。因?yàn)樯靶舅诌^多不易察覺。有的砂芯看上去像是干的，但實(shí)際上其水分仍然很高。 (5)砂芯在搬運(yùn)時(shí)操作不慎，或在涂料尚處于濕態(tài)時(shí)搬運(yùn)而招致破損或擦傷涂層。其后果是造成砂芯上的涂料不夠，以致不能阻止金屬或金屬氧化物滲入砂芯。涂料破損處就好像在砂芯上開了一個(gè)出氣孔一樣，造成金屬液沸騰而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。 (6)砂芯涂料浸入太淺，會(huì)直接引起機(jī)械粘砂。 (7)砂芯涂料的高溫強(qiáng)度低。由于涂料中的粘土不足，或是溶劑太多，以致粘結(jié)劑含量減少，造成涂料高溫強(qiáng)度降低而引起機(jī)械粘砂。 (8)芯砂混制不良，使砂芯個(gè)別部位強(qiáng)度過低，在澆注時(shí)造成崩落，因而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。 (9)砂芯清掃和修整不良時(shí)，會(huì)直接造成機(jī)械粘砂。對(duì)砂芯加強(qiáng)檢驗(yàn)，這類缺陷是應(yīng)該能夠避免的。 (10)砂芯在浸、噴涂料后未再次烘干。與砂芯在砂型中吸濕返潮一樣，涂層不干極易發(fā)生剝落與掉皮。 (11)芯盒不干凈，會(huì)使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗糙。質(zhì)量?jī)?yōu)良的砂芯有致密的表面層，芯盒不干凈就得不到具有致密表面層的優(yōu)質(zhì)砂芯。 7、造型 (1)舂砂松軟和緊實(shí)度不均勻。在大多數(shù)情況下，舂砂緊實(shí)和緊實(shí)度均勻同樣重要。然而，有時(shí)緊實(shí)度不均勻比砂型整體松軟的危害更大。 (2)砂型修補(bǔ)不良。砂型修補(bǔ)面粗糙疏松，會(huì)引起機(jī)械粘砂;修型過度或修補(bǔ)部位水分過高，也會(huì)造成金屬液沸騰而引起機(jī)械粘砂。 (3)補(bǔ)砂不良的部位毛糙、疏松，會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。 (4)砂型涂料不勻或不足。 (5)表干型的涂料干燥不勻或未充分烘干。 (6)脫模液用量過多會(huì)削弱砂型表面強(qiáng)度，促成金屬液沸騰而產(chǎn)生鑄件機(jī)械粘砂。 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料就會(huì)被砂型吸入，因而發(fā)生涂料掉皮、掉屑或剝落而造成機(jī)械粘砂。 (8)模樣表面覆蓋的面砂量不足，這是常見的操作疏忽。 (9)冷熱材料(砂芯、砂型、芯撐、冷鐵等)接觸到一起。冷熱材料相遇，會(huì)使水分凝聚。水分能引起沸騰型機(jī)械粘砂，同時(shí)大幅增加氧化物的生成速度，隨后便會(huì)發(fā)生金屬氧化物的滲入。這是產(chǎn)生機(jī)械粘砂的一般原因，也是高壓造型產(chǎn)生機(jī)械粘砂的主要原因。 8、金屬成分 (1)易于形成流動(dòng)性好的金屬氧化物，流動(dòng)性好的金屬比表面張力高或粘稠的金屬更容易引起機(jī)械粘砂。 (2)合金中含有低熔點(diǎn)成分，如鉛青銅中的鉛就容易引起機(jī)械粘砂。因?yàn)殂U比母體金屬溫度還低很多時(shí)仍然處于流動(dòng)狀態(tài)。 (3)需要高溫澆注的合金。由于合金流動(dòng)性好，容易產(chǎn)生機(jī)械粘砂。此外，因澆注溫度高，加速了氧化物的生成速度，故更具有形成氧化性機(jī)械粘砂的傾向。 9、澆注 (1)澆注溫度過高時(shí)，不但會(huì)使金屬液流動(dòng)性提高，還會(huì)使金屬液迅速氧化，因而加速了氧化性機(jī)械粘砂的發(fā)生。 (2)澆包抬得過高和上箱過高一樣，會(huì)形成過高的金屬壓頭，促使金屬或金屬氧化物進(jìn)入砂型的孔隙中。
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消失模進(jìn)砂是消失模鑄造時(shí)常見的缺陷，進(jìn)砂部位可能涉及到直澆道/橫澆道/內(nèi)澆道等，尤其是澆注系統(tǒng)與逐漸結(jié)合的部位。 消失模鑄造的夾渣缺陷 夾渣缺陷是指干砂粒、涂料及其他夾雜物在澆注過程中隨著鐵水進(jìn)入鑄件而形成的缺陷。在機(jī)加工后的鑄件表面上，可看到白色或黑灰色的夾雜物斑點(diǎn)，單個(gè)或成片分布,白色為石英砂顆粒，黑灰色為渣、涂料、泡沫模型熱解后殘留物和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進(jìn)砂”或“夾渣”，在消失模鑄造生產(chǎn)中該缺陷是一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模鑄造的工廠是普遍存在的，且很難徹底根除。只有在每一道工序上采取多種措施且精心操作才能把“夾渣”降到很低，取得比較滿意的效果。 在消失模鑄件冷卻打箱后未清理前，根據(jù)鑄件及澆注系統(tǒng)表面狀況，即可以判定有沒有進(jìn)砂和夾渣缺陷。如果澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和澆口表面或連接處以及鑄件表面粘砂嚴(yán)重或有裂紋狀粘砂存在，則基本可以肯定鑄件有夾渣和進(jìn)砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉筋，可看到斷口上有白色斑點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)斷口形成一圈白色斑點(diǎn)。這樣的鑄件，特別是板狀、圓餅狀鑄件機(jī)加工后加工面上就會(huì)有白色、黑灰色斑點(diǎn)缺陷。如果工序操作規(guī)程控制不嚴(yán)格，生產(chǎn)的鑄件嚴(yán)重的影響了鑄件質(zhì)量和定單完成的進(jìn)度。 造成夾渣和進(jìn)砂缺陷的原因 經(jīng)過我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中長(zhǎng)期觀察證明，從澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道至鑄件，所有部位都有可能造成進(jìn)砂，特別是澆注系統(tǒng)與鑄件的結(jié)合部位。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，澆注系統(tǒng)白模表面的涂料脫落開裂、白模結(jié)合部位的涂料脫落開裂、泡沫塑料白模表面的涂料脫落開裂、直澆道封閉不嚴(yán)密等因素是造成夾渣、進(jìn)砂缺陷的zui主要原因。其次，工藝參數(shù)的選擇，如澆注系統(tǒng)凈壓頭大小、澆注溫度高低、負(fù)壓度大小、干砂粒度等因素，以及模型運(yùn)輸過程及裝箱操作情況等都對(duì)鑄件夾渣和進(jìn)砂缺陷有很大影響。只有在這些環(huán)節(jié)采取系統(tǒng)的措施、精心操作，才能把鑄件的夾渣缺陷減少和基本消除，獲得優(yōu)質(zhì)鑄件?？朔A渣缺陷是一個(gè)系統(tǒng)工程。 減少和克服夾渣缺陷的方法和措施 進(jìn)砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄造生產(chǎn)的一大難題。目前消失模鑄造生產(chǎn)很成功的主要是三類產(chǎn)品，即抗磨件、管件和箱體類鑄件，它們都是很少加工或不加工的鑄件。對(duì)于加工面多且要求高的鑄件，夾渣缺陷是一個(gè)關(guān)鍵需要解決的問題。我們的經(jīng)驗(yàn)是從以下幾個(gè)方面采取措施可以減少和消除夾渣缺陷： 1，涂料 消失模涂料的作用是： 1），提高鑄件表面光潔度、使鑄件粗燥度降低2－3個(gè)等級(jí)，提高鑄件表面質(zhì)量和使用性能。 2）減少和防止粘砂、砂孔缺陷。 3），有利于清砂、落砂。 4），將澆注時(shí)消失模融熔的液體和氣體順利通過涂料層排出到鑄型砂中去，而且防止金屬液滲入砂型，防止鑄件產(chǎn)生氣孔、金屬滲透和碳缺陷。 5），提高模樣強(qiáng)度和剛度，防止在運(yùn)輸、填砂震動(dòng)造型時(shí)產(chǎn)生變形和破壞，有利于提高鑄件尺寸精度和成品率。消失模鑄造用涂料要求具有強(qiáng)度、透氣性、耐火度、絕熱性、爆熱抗裂性、耐急泠急熱性、吸濕性、清理性、涂掛性、懸浮性、不流淌性等一系列性能，防止夾渣缺陷首先要求涂料具有高的強(qiáng)度和耐火性能。要求涂掛于白模表面的涂料層在烘干和運(yùn)輸過程中不產(chǎn)生裂紋和開裂，即涂料應(yīng)具有足夠的室溫強(qiáng)度；而在澆注過程中，在高溫金屬的長(zhǎng)時(shí)間沖刷作用下涂料層也要不脫落、不產(chǎn)生裂紋開裂，即有高的高溫強(qiáng)度。在液態(tài)金屬進(jìn)入鑄型時(shí)直澆口封閉嚴(yán)密、鑄件和澆注系統(tǒng)表面的涂料層不脫落、不產(chǎn)生裂紋和開裂是防止夾渣缺陷的首要條件，如果澆道密封不嚴(yán)密，涂料層產(chǎn)生脫落、裂紋和開裂，大量砂粒、涂料和夾雜物就會(huì)進(jìn)入金屬形成夾渣缺陷。強(qiáng)度和透氣性是涂料的兩個(gè)重要的性能，有時(shí)候要求澆注系統(tǒng)用的涂料要比鑄件涂料具有更高的耐火強(qiáng)度，以抵御高溫金屬長(zhǎng)時(shí)間的沖刷作用而不脫落開裂。操作工在涂刷過程必須保證涂料的均勻性。 2．裝箱操作 在裝箱時(shí)模樣組（模型+澆注系統(tǒng)）表面的涂料層不允許有任何脫落、裂紋和開裂，特別是在直澆道與橫澆道結(jié)合處、橫澆道與內(nèi)澆道結(jié)合處、內(nèi)澆口與鑄型結(jié)合處，只要有松動(dòng)、裂紋、連接不牢靠就有可能進(jìn)砂。這就要求結(jié)合處強(qiáng)度要高、涂料要比較厚，澆注系統(tǒng)要有足夠的剛性，必要時(shí)需設(shè)置拉筋或加固套。模樣組放置于砂箱底砂上時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，不允許懸空放置時(shí)即開始撒砂震動(dòng)造型，以避免震裂涂料層。不要正對(duì)模樣猛烈加砂，應(yīng)先用軟管加砂，震動(dòng)振實(shí)時(shí)再用雨淋設(shè)備撒砂。開始震動(dòng)造型時(shí)震動(dòng)要輕微、震幅要小，等干砂埋住模樣再大幅震動(dòng)。在震動(dòng)造型時(shí)澆注系統(tǒng)特別是直澆道時(shí)不允許掰、彎，以免涂料層破裂，要嚴(yán)密封閉直澆口以免進(jìn)砂。整個(gè)裝箱、撒砂、震動(dòng)、造型操作過程要非常仔細(xì)小心，一定要保證在澆注前模樣組涂料層沒有任何脫落、開裂和裂紋。在澆注前應(yīng)再次把澆口杯清理保證沒有浮砂、塵土和雜物。 3，澆注壓頭、溫度和時(shí)間 澆注時(shí)壓頭越高對(duì)澆注系統(tǒng)和鑄型的沖刷越大，沖壞涂料造成進(jìn)砂的可能性也越大，對(duì)不同大小的鑄件壓頭要有所不同。要選擇容量合適的澆包，澆包要盡可能降低澆注高度，包嘴盡量靠近澆口杯，應(yīng)避免用大包澆小活。澆注溫度越高，對(duì)涂料性能要求就越高，就越容易產(chǎn)生粘砂夾渣等缺陷，應(yīng)選擇合適的澆注溫度。對(duì)于灰鑄鐵件，出爐溫度可在1480℃左右，澆注溫度為1380－1420℃；球鐵鑄件出爐溫度應(yīng)在1500℃以上，澆注溫度為1420－1450℃；鑄鋼件澆注溫度為1480－1560℃。一箱需鐵水300－500公斤的鑄鐵件澆注時(shí)間可控制在10－20秒左右。 4，負(fù)壓 消失模鑄造的澆注過程一般都是在真空條件下進(jìn)行的，負(fù)壓的作用是緊實(shí)干砂、加快排氣、提高充型能力，在真空密封條件下澆注改善了工作環(huán)境。負(fù)壓度的大小對(duì)鑄件質(zhì)量有很大影響，過大的負(fù)壓度使金屬液流經(jīng)開裂、裂紋處時(shí)吸入干砂和夾雜物的可能性增加，也使鑄件的粘砂缺陷增加。過快的充型速度增加了金屬對(duì)澆道和鑄型的沖刷能力，易使涂料脫落進(jìn)入金屬，也容易沖壞涂料層造成進(jìn)砂。對(duì)于鑄鐵件，合適的負(fù)壓度一般0.025－0.04MPa。 5，設(shè)置擋渣、撇渣和集渣冒口 在澆注系統(tǒng)設(shè)置擋渣、撇渣和鑄件上設(shè)置集渣冒口和采取擋渣、撇渣措施有助于改善進(jìn)砂和夾渣缺陷。 6，型砂 型砂粒度過粗、過細(xì)都影響夾渣和粘砂缺陷的產(chǎn)生，粒度過粗使粘砂夾渣缺陷增加。鑄鐵件一般采用粒度30/50的干石英砂（水洗砂）即可。 7，采用鐵水凈化技術(shù) 消失模鑄件的整個(gè)成型過程都要考慮鐵水凈化問題，這是消失模鑄造的關(guān)鍵技術(shù)之一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆入鑄型的全過程均要考慮凈化問題，過濾技術(shù)是其中之一。
+查看全文20 2020-03
機(jī)械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂，是由液態(tài)金屬或金屬氧化物通過毛細(xì)管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙，在鑄件表面形成的金屬和砂粒機(jī)械混合的粘附層。清鏟粘砂層時(shí)可見金屬光澤。機(jī)械粘砂表面呈海綿狀，牢固地粘附在鑄件表面，多發(fā)生在砂型和砂芯表面受熱作用強(qiáng)烈及砂型緊實(shí)度低的部位，如澆冒口附近、鑄件厚大截面、內(nèi)角和凹槽處。 機(jī)械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質(zhì)量，甚至引起報(bào)廢，因此對(duì)鑄件的機(jī)械粘砂必須引起足夠的重視，以提高產(chǎn)品成品率。筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參閱有關(guān)資料，談?wù)勮T件機(jī)械粘砂的產(chǎn)生原因及其防止措施。 1、鑄件和模樣設(shè)計(jì) 如果鑄件和模樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀，或具有扁薄的砂臺(tái)或砂芯，則這種設(shè)計(jì)會(huì)促進(jìn)機(jī)械粘砂產(chǎn)生。因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)的鑄件會(huì)使砂型、砂芯局部熱量集中，其正常的性能受到破壞，砂型、砂芯表面提前潰散，熔融金屬或金屬氧化物易于滲入而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。對(duì)此，可在熱量集中的部位采用特殊砂型，如鋯砂或橄欖石砂，以提高其長(zhǎng)時(shí)間受熱或受高溫輻照的能力。 2、模樣 (1)模樣的工藝設(shè)計(jì)不良，使砂型舂不緊實(shí)或緊實(shí)度不勻，會(huì)造成型腔表面粗糙或疏松，對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有直接影響。模樣的工藝設(shè)計(jì)常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： 一是分模面選擇不當(dāng)，致使上型過高，或在砂型中形成很深的型腔。 二是模樣在模底板上的位置布置不當(dāng)，使凹陷處難于舂實(shí)，這可能是由于模樣距箱壁太近，或模樣排列過密所致。由于模樣排列過于擁擠，會(huì)引起鑄件產(chǎn)生脹砂，即使沒有明顯的脹砂，也會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。由于產(chǎn)生缺陷的根源相同，機(jī)械粘砂和脹砂會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)鑄件上。 三是直澆道、冒口和橫澆道的位置布置不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)不易舂實(shí)的凹陷部位，這與澆冒口系統(tǒng)的布局有關(guān)。 四是起模斜度<1.5°時(shí)，即使整個(gè)砂型的緊實(shí)度合適，也會(huì)使砂型表面撕裂，易于使金屬或金屬氧化物滲入。 (2)模樣的工藝結(jié)構(gòu)不良，導(dǎo)致金屬液靜壓力過高。由于靜壓力的增高，砂型的負(fù)荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更緊實(shí)的造型方法，以抵擋金屬液對(duì)砂型的滲透壓力。 3、砂箱 砂箱的設(shè)計(jì)及構(gòu)造不合理，致使砂型緊實(shí)度不勻或舂砂過軟。 產(chǎn)生這些問題的一般原因如下： (1)箱帶的位置不當(dāng)，妨礙某些凹陷部位的舂實(shí)，因而導(dǎo)致砂型局部過軟，引起脹砂或機(jī)械粘砂。 (2)因砂箱太小造成舂砂不實(shí)。 (3)箱帶位置不當(dāng)，使直澆道和冒口不能放在合適的位置上，以致冒口或直澆道與模樣間的型砂舂不緊實(shí)。又因該處必然造成熱量集中，使機(jī)械粘砂更為嚴(yán)重。因此，如直澆道或冒口的位置不能改變，則必須將箱帶割去一塊或整個(gè)去掉。 (4)上箱過高。機(jī)械粘砂通常與型腔表面的抗?jié)B透能力及金屬液的靜壓力有關(guān)，金屬液壓力的大小，與金屬的密度和上箱高度有關(guān)。如從鑄件補(bǔ)縮需要出發(fā)，上箱應(yīng)有一定高度，但型砂性能也一定要隨之加以改善。 4、澆冒口系統(tǒng) (1)澆冒口的位置不當(dāng)導(dǎo)致砂型局部過熱，從而促使型腔表面過早毀壞，金屬液或在高溫下形成的金屬氧化物就更容易滲入型腔表面。 這類情況較典型的例子有下列幾種: 第yi，直澆道或冒口距型面過近，形成一個(gè)熱節(jié)區(qū)，這一熱節(jié)區(qū)的砂型如未舂實(shí)，則機(jī)械粘砂缺陷就會(huì)十分嚴(yán)重。 第二，在一定的型腔表面上流過的金屬液過多，會(huì)把型面加熱到足以毀壞的程度。如果型腔中初期凝固的硬殼被后來流入的金屬液重熔，則粘砂就更為嚴(yán)重。 第三，在澆注時(shí)，凡能造成金屬液壓力過高的任何因素，均可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂。當(dāng)金屬液不僅壓力高，而且溫度也高時(shí)，情況尤為嚴(yán)重。 (2)直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的截面比例不當(dāng)，使金屬液在澆注時(shí)不斷受到氧化，增加了金屬氧化物的數(shù)量，并導(dǎo)致對(duì)型砂的助熔作用。在澆注過程中，澆注系統(tǒng)應(yīng)始終充滿金屬液，否則，在澆注系統(tǒng)中的任何部位均能使金屬液受到氧化。 (3)冒口頸尺寸過大，將造成其周圍型砂過熱，這是一個(gè)較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長(zhǎng)引起的，為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固，就不得不加大頸部尺寸。如果因?yàn)槊翱陬i設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致補(bǔ)縮不到，那么zui好是縮短冒口頸，以防止凝固，而不是加大其尺寸。尺寸較小的冒口頸，可以減少砂型受熱。 (4)澆口杯或直澆道設(shè)計(jì)不當(dāng)，以致澆注時(shí)卷入空氣造成金屬液氧化，這通常是由于湍流引起的，隨著金屬液表面氧化膜的不斷積累會(huì)引起機(jī)械粘砂。 5、型砂 (1)原砂粒度分布不均勻，會(huì)造成砂型緊實(shí)度低，原砂的粒度分布對(duì)砂型的zui大緊實(shí)度有直接影響。 (2)型砂的流動(dòng)性和成型性差。 (3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄，會(huì)使型殼的局部強(qiáng)度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋，往往由于這種簡(jiǎn)單的原因，使鑄件發(fā)生機(jī)械粘砂。 (4)鑄型的透氣性過高，這是型砂顆粒太粗的另一種反映。透氣性和緊實(shí)度是相互影響的兩個(gè)因素。緊實(shí)度低則透氣性好，反之亦然。 (5)型砂中碳素材料或脫氧物質(zhì)不足，會(huì)產(chǎn)生過多的金屬氧化物，使氧化物濕潤(rùn)砂粒而易于滲入。 6、制芯 (1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳，與原砂粒度分布不均勻一樣，對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有影響。 (2)砂芯未舂實(shí)，與砂型未舂實(shí)的性質(zhì)一樣，對(duì)機(jī)械粘砂有重大影響。 (3)砂芯表面粗糙或多孔，會(huì)引起機(jī)械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤(rùn)了這種粗糙的或多孔的表面后就會(huì)滲入砂芯。 (4)砂芯在儲(chǔ)存期間吸濕。對(duì)砂芯來說，水分過多更為麻煩。因?yàn)樯靶舅诌^多不易察覺。有的砂芯看上去像是干的，但實(shí)際上其水分仍然很高。 (5)砂芯在搬運(yùn)時(shí)操作不慎，或在涂料尚處于濕態(tài)時(shí)搬運(yùn)而招致破損或擦傷涂層。其后果是造成砂芯上的涂料不夠，以致不能阻止金屬或金屬氧化物滲入砂芯。涂料破損處就好像在砂芯上開了一個(gè)出氣孔一樣，造成金屬液沸騰而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。 (6)砂芯涂料浸入太淺，會(huì)直接引起機(jī)械粘砂。 (7)砂芯涂料的高溫強(qiáng)度低。由于涂料中的粘土不足，或是溶劑太多，以致粘結(jié)劑含量減少，造成涂料高溫強(qiáng)度降低而引起機(jī)械粘砂。 (8)芯砂混制不良，使砂芯個(gè)別部位強(qiáng)度過低，在澆注時(shí)造成崩落，因而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。 (9)砂芯清掃和修整不良時(shí)，會(huì)直接造成機(jī)械粘砂。對(duì)砂芯加強(qiáng)檢驗(yàn)，這類缺陷是應(yīng)該能夠避免的。 (10)砂芯在浸、噴涂料后未再次烘干。與砂芯在砂型中吸濕返潮一樣，涂層不干極易發(fā)生剝落與掉皮。 (11)芯盒不干凈，會(huì)使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗糙。質(zhì)量?jī)?yōu)良的砂芯有致密的表面層，芯盒不干凈就得不到具有致密表面層的優(yōu)質(zhì)砂芯。 7、造型 (1)舂砂松軟和緊實(shí)度不均勻。在大多數(shù)情況下，舂砂緊實(shí)和緊實(shí)度均勻同樣重要。然而，有時(shí)緊實(shí)度不均勻比砂型整體松軟的危害更大。 (2)砂型修補(bǔ)不良。砂型修補(bǔ)面粗糙疏松，會(huì)引起機(jī)械粘砂;修型過度或修補(bǔ)部位水分過高，也會(huì)造成金屬液沸騰而引起機(jī)械粘砂。 (3)補(bǔ)砂不良的部位毛糙、疏松，會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。 (4)砂型涂料不勻或不足。 (5)表干型的涂料干燥不勻或未充分烘干。 (6)脫模液用量過多會(huì)削弱砂型表面強(qiáng)度，促成金屬液沸騰而產(chǎn)生鑄件機(jī)械粘砂。 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料就會(huì)被砂型吸入，因而發(fā)生涂料掉皮、掉屑或剝落而造成機(jī)械粘砂。 (8)模樣表面覆蓋的面砂量不足，這是常見的操作疏忽。 (9)冷熱材料(砂芯、砂型、芯撐、冷鐵等)接觸到一起。冷熱材料相遇，會(huì)使水分凝聚。水分能引起沸騰型機(jī)械粘砂，同時(shí)大幅增加氧化物的生成速度，隨后便會(huì)發(fā)生金屬氧化物的滲入。這是產(chǎn)生機(jī)械粘砂的一般原因，也是高壓造型產(chǎn)生機(jī)械粘砂的主要原因。 8、金屬成分 (1)易于形成流動(dòng)性好的金屬氧化物，流動(dòng)性好的金屬比表面張力高或粘稠的金屬更容易引起機(jī)械粘砂。 (2)合金中含有低熔點(diǎn)成分，如鉛青銅中的鉛就容易引起機(jī)械粘砂。因?yàn)殂U比母體金屬溫度還低很多時(shí)仍然處于流動(dòng)狀態(tài)。 (3)需要高溫澆注的合金。由于合金流動(dòng)性好，容易產(chǎn)生機(jī)械粘砂。此外，因澆注溫度高，加速了氧化物的生成速度，故更具有形成氧化性機(jī)械粘砂的傾向。 9、澆注 (1)澆注溫度過高時(shí)，不但會(huì)使金屬液流動(dòng)性提高，還會(huì)使金屬液迅速氧化，因而加速了氧化性機(jī)械粘砂的發(fā)生。 (2)澆包抬得過高和上箱過高一樣，會(huì)形成過高的金屬壓頭，促使金屬或金屬氧化物進(jìn)入砂型的孔隙中。
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鑄件晶粒粗大是指經(jīng)過機(jī)械工或進(jìn)行斷口檢驗(yàn)時(shí)，顯示出晶粒組織過分粗大而不適合應(yīng)用的缺陷，這種晶粒粗大的組織，可能是遍布于鑄件整體，也可能發(fā)生于鑄件的局部。從本質(zhì)上講，晶粒粗大缺陷是一種冶金缺陷。筆者根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐并參閱有關(guān)資料，談?wù)勮T件晶粒粗大缺陷產(chǎn)生的原因及防止措施。 1、鑄件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì) (1)鑄件截面差異過大，會(huì)因?yàn)檩^厚的截面冷卻緩慢而造成該處晶粒粗大。灰鑄鐵等對(duì)截面變化十分敏感的金屬，更容易產(chǎn)生此類缺陷。 防止產(chǎn)生這類缺陷的有效方法是避免鑄件截面尺寸過分懸殊，但這種途徑有時(shí)是鑄造工作者所無能為力的。因而就鑄造本身言，可通過采取設(shè)置冷鐵、控制澆注溫度或通過選擇合適的澆汁系統(tǒng)來減少這類問題的發(fā)生，降低這類缺陷的嚴(yán)重程度。采用冷鐵可加快鑄件較厚截面的冷卻速度； 澆注溫度過高，會(huì)使這類問題更為嚴(yán)重，應(yīng)予以避免；通過調(diào)節(jié)、修正澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使溫度低的金屬熔液位于鑄件截面較厚的部位，并在鑄件的厚截面處設(shè)計(jì)zui有效的冒口，以盡可能減小冒口的尺寸。 (2)對(duì)于帶孔鑄件，工藝設(shè)計(jì)人員有時(shí)沒有采用有助于減小有效截面尺寸的型芯，使未設(shè)芯的截面過厚而產(chǎn)生此缺陷，因此在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能在較厚的截面中設(shè)置砂芯。 (3)在某些情況下，鑄件截面并不太厚，但因某一較窄的凹陷部位或型芯在鑄件中形成熱匯截面，其結(jié)果和厚大截面一樣。例如．在鑄件較深部位的一個(gè)柱狀臍子處，可能需要設(shè)置型芯，而這樣就會(huì)造成冷卻緩慢。在不能設(shè)計(jì)進(jìn)行修改的情況下，除非可以降低金屬溫度，或重新沒置澆口，zui好的解決辦法是在型芯或鑄型截面處設(shè)置冷鐵。 (4)工藝設(shè)計(jì)時(shí)加工余量留得過大，不僅增加了切削加工的費(fèi)用，還會(huì)把較致密的鑄件表層切削掉，并暴露出中心冷卻較慢的疏松部分。這種設(shè)計(jì)毫無可取之處，因?yàn)闊o論從鑄造還是從機(jī)械加工的角度來看都是不合理的，解決辦法是改變鑄件的設(shè)計(jì)。如果不允許更改設(shè)計(jì)，那么正確的方法則是采用冷鐵、控制澆注溫度及調(diào)整澆注系統(tǒng)。 (5)在厚截面處型芯設(shè)計(jì)不合適，型芯支撐不正確，或采用其他引起偏芯的技術(shù)，會(huì)造成鑄件截面的變化，從而引起晶粒粗大。 2、澆冒口系統(tǒng) (1)未能實(shí)現(xiàn)順序凝固 澆注系統(tǒng)未能很好地實(shí)現(xiàn)順序凝固，通常是造成晶粒粗大的原因。對(duì)于截面變化急劇的鑄件，必須允分注意內(nèi)澆口的數(shù)量和位置。為了進(jìn)行補(bǔ)縮，在冒口的作用區(qū)保持灼熱的熔融金屬，會(huì)使厚截面的冷卻速度降低到產(chǎn)生粗大晶粒的程度。冒口設(shè)計(jì)不當(dāng)，如冒口頸過長(zhǎng)，冒口墊設(shè)計(jì)不當(dāng)，或冒口尺寸太大，都會(huì)在較厚截面處造成過多熱量的匯集。 (2)易于造成熱匯的澆冒口分布 同樣，為了對(duì)厚截面進(jìn)行補(bǔ)縮，常會(huì)在局部區(qū)域造成過分的熱量匯集。例如，因?yàn)閭?cè)冒口會(huì)造成厚截面的過熱并減緩冷卻速度，所以有時(shí)不便于在實(shí)際操作中使用。實(shí)際生產(chǎn)中需通過合理的冒口設(shè)計(jì)，盡可能減小冒口的尺寸。 (3)在內(nèi)澆口或冒口與鑄件連接處造成局部熱節(jié) 內(nèi)澆口或冒口頸部較短，對(duì)于補(bǔ)縮是有利的，但卻會(huì)使橫澆道或冒口太靠近鑄件，減緩了該部位的冷卻速度。而增大冒口頸部，又會(huì)給補(bǔ)縮帶來問題。因此zui好的措施是采取有效的冒口設(shè)計(jì)，盡可能減少冒口的尺寸，不使橫澆道和冒口過于接近易于形成粗大品粒的關(guān)鍵截面，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置橫澆道和冒口，以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮。 (4)內(nèi)澆口數(shù)量不足 內(nèi)澆口數(shù)量太少，不僅易于造成沖砂，同時(shí)還會(huì)造成局部熱節(jié)和粗大晶粒組織。這種現(xiàn)象普遍存在于所有的鑄造金屬中，即使是澆注溫度較低的鋁合金也會(huì)出現(xiàn)這種情況。在某些情況下，因?yàn)闈部跀?shù)量太少，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生縮松缺陷。這種縮松缺陷可能會(huì)掩蓋由于同樣原因造成的晶粒粗大的缺陷。實(shí)際上，當(dāng)晶粒粗大缺陷嚴(yán)重惡化時(shí)，就變成了一種縮松缺陷，因而對(duì)這兩種缺陷的防治措施，常常是相同的。 3、型砂 只有當(dāng)型砂使型壁產(chǎn)生的位移足以導(dǎo)致增加臨界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸時(shí)，型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一個(gè)因素。由于在厚截面處的型壁移動(dòng)可能zui大，所以這種缺陷還是有可能產(chǎn)生的，此時(shí)所產(chǎn)生的品粒粗大缺陷和脹砂有關(guān)。 4、制芯 生產(chǎn)中應(yīng)避免采用未烘透或空氣硬化的油砂芯，因?yàn)檫@種型芯可能會(huì)產(chǎn)生放熱反應(yīng)，從而造成熱量過分匯集。這種情況或出現(xiàn)于大型鑄件，或出現(xiàn)于采用具有放熱性能粘接劑的厚大型芯。從某種意義來說，這種型芯起著一種***率的絕熱體的作用，并把金屬熔液的冷卻速度減緩到了危險(xiǎn)的程度。 5、造型 (1)缺少能促使加快冷卻速度的通氣孔就較厚的鑄件截面來說，鑄件的冷卻速度與通過型砂散出熱量的速度有關(guān)。排氣充分會(huì)有助于水氣迅速排出，從而產(chǎn)生一種致冷的效應(yīng)。 (2)未設(shè)置激冷釘或冷鐵這種情況通常是因?yàn)榇中氖韬鏊隆?nbsp; 6、化學(xué)成分 從本質(zhì)上來說，晶粒粗大和金屬的化學(xué)成分與冷卻速度的配合有關(guān)，因此選擇這種配合是非常重要的。如果冷卻速度難以調(diào)節(jié)，那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學(xué)成分不當(dāng)。由于金屬成分的重要性，現(xiàn)將每一種金屬簡(jiǎn)述如下。 (1)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵 碳當(dāng)量過高，碳和硅效應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算，通?？梢愿爬椋篊E=C+1/3Si，晶粒粗大可能是因?yàn)樘歼^量或硅過量，或者碳硅過量所致。與硅相比，碳的效應(yīng)相當(dāng)其3倍，所以碳的做量變化，要比硅的同量變化危險(xiǎn)得多。碳、硅的這種作用，既影響到可鍛鑄鐵，也影響到灰鑄鐵。對(duì)可鍛鑄鐵而言，晶粒粗大既不呈現(xiàn)為黑色，也不呈現(xiàn)出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈現(xiàn)，這是由于含碳或含硅量過高，或者二者均過高。磷也會(huì)對(duì)晶粒粗大產(chǎn)生影響。當(dāng)wp=0.1％時(shí)，會(huì)加重縮孔缺陷，特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。 (2)鑄鋼 在鑄鋼的熔化和脫氧操作中，加入了一些會(huì)延緩晶粒長(zhǎng)大的元素，因此和鍛鋼相比，鑄鋼不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件，可通過退火或正火處理得到細(xì)化。 (3)鋁合金 鐵雜質(zhì)會(huì)使鑄鋁件品粒粗大，脆性增加，這類缺陷多數(shù)是由于熔化操作不當(dāng)所致。在鋁合金中，特別是那些要求過熱的鋁合金，加入適量的細(xì)化品粒合金元素是必要的。 (4)銅合金 銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋。銅合金因成分變化會(huì)造成品粒粗大，但通?？偸窍瘸霈F(xiàn)針孔、氣孔或縮松。 7、熔化 熔化操作小當(dāng)會(huì)對(duì)合余的品粒組織產(chǎn)生影響。對(duì)于不同的鑄造金屬，必須采取小同的熔化工藝。 (1)沖天爐熔化灰鑄鐵 鼓風(fēng)量和焦炭不平衡，會(huì)造成過量增碳。例如，底焦高度過高和降低鼓風(fēng)量會(huì)造成過量增碳。當(dāng)爐襯熔蝕后，增碳會(huì)更加嚴(yán)重。因?yàn)闆_天爐直徑變大后，為了保持同樣的含碳量，需增加鼓風(fēng)量。在過高的溫度下熔化會(huì)增加碳量，如果采用熱風(fēng)熔煉，就會(huì)遇到這種情況。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鼓風(fēng)溫度每增加55℃，就會(huì)增加0.10％的碳(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。如果采用氧氣來提高溫度，并不一定會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。 出鐵液的間隔過長(zhǎng)，或鐵液停留在爐缸中的時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致增碳。生產(chǎn)低碳鑄鐵一般都采用較淺的爐缸，并縮短出鐵液的間隔時(shí)間，盡量做到連續(xù)出鐵液。 間斷熔化會(huì)造成過量增碳，導(dǎo)致產(chǎn)生粗晶組織。另外，因停風(fēng)而使熔化間斷，幾乎無一例外地導(dǎo)致碳和硅含量的波動(dòng)。停風(fēng)之后，通常需要15min，才能重新獲得原來規(guī)定的化學(xué)成分。 (2)可鍛鑄鐵 爐料稱重或配料中產(chǎn)生的偏差會(huì)導(dǎo)致化學(xué)成分的變化；爐內(nèi)鼓風(fēng)量沒有保證，會(huì)影響化學(xué)成分的控制；熔化過熱或火焰中充煙，都會(huì)造成增碳。 (3)黃銅和青銅 采用臟污的坩堝，以及在坩堝的底部和側(cè)壁處留有上一爐熔化時(shí)所殘余的凝殼或金屬薄層，都會(huì)造成對(duì)下一次熔化的污染，因此生產(chǎn)中應(yīng)避免使用來源不明的廢料，防止在金屬爐料內(nèi)摻入會(huì)產(chǎn)生氣體的原材料，如濕的、油污染的或其他臟污的材料。 (4)鋁 因熔化溫度控制不當(dāng)而使鋁液過熱，是造成鋁合金晶粒粗大的常見原因。因此生產(chǎn)中應(yīng)將過熱的鋁液緩慢地冷卻下來，使其降到較低的澆注溫度。此外，在配料過程中粗心大意或者爐料污染，也會(huì)引起晶粒粗大缺陷。 8、澆注 對(duì)所有金屬來說，澆注溫度過高都容易造成晶粒粗大缺陷。 9、其它 (1)冷卻速度過慢 除了與設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)和金屬成分有關(guān)外，還與其他因素有關(guān)，如型砂緊密度偏低、當(dāng)需要采用而沒有采用冷鐵、澆注和落砂之間的時(shí)間間隔過長(zhǎng)，以及落砂后將灼熱的鑄件堆放在一起等。 (2)熱處理不當(dāng) 也是造成某些金屬品粒粗大的主要原因之一。 (3)機(jī)械加工不當(dāng) 不恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工會(huì)使實(shí)際上致密的鑄件看上去像是具有晶粒粗大缺陷的樣子。所謂機(jī)械加工不當(dāng)，是指刀具磨得不合理、刀具過鈍、切削速度或進(jìn)刀控制有誤，以及粗加工方法不當(dāng)?shù)?，這些都會(huì)造成帶有某種損傷的多孔外觀，這種外觀會(huì)使人們認(rèn)為鑄件存在晶粒粗大的缺陷。
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一、混砂工藝標(biāo)準(zhǔn) （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63細(xì)粒砂要求，一般選用二氧化硅含量較高的天然砂或石英砂，原砂粒度根據(jù)鑄件大小及壁厚確定，原砂的含泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于2%，原砂中的水份必須嚴(yán)格控制，且一般應(yīng)進(jìn)行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模應(yīng)根據(jù)鑄件大小來確定。 （1）小砂型（芯）為加速硬化采用選用M=2.7—3.2的高模數(shù)水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可選用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生產(chǎn)周期長(zhǎng)的大型砂型（芯）選用M=2.0—2.2的低模數(shù)水玻璃。 （二）混制比例（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制時(shí)間：一般情況下混制5分鐘，室溫或水玻璃密度較大時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)混砂時(shí)間。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求無塊狀或團(tuán)狀，流動(dòng)性較好。 二、造型工藝要點(diǎn)： （一）基本原則： 1、質(zhì)量要求高的面或主要加工面應(yīng)放在下面。 2、大平面應(yīng)放在下面。 3、薄壁部分應(yīng)放在下面。 4、厚大部分應(yīng)放在上面。 5、應(yīng)盡量減少砂芯的數(shù)量。 6、應(yīng)盡量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求輪廓完整，無裂紋、無破損、無殘缺，表面光潔，尺寸符合鑄造工藝圖紙要求，并經(jīng)常進(jìn)行尺寸校驗(yàn)。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小應(yīng)根據(jù)木模規(guī)格確定，大、中型砂箱應(yīng)焊接箱筋。 3、澆注系統(tǒng)：根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的工藝要求，選擇適宜的澆注系統(tǒng)，通常采用頂注式、底注式。 （1）澆注系統(tǒng)設(shè)置基本原則：澆口、冒口安放位置合理，大小適宜不妨礙鑄件收縮，便于排氣、落砂和清理，應(yīng)使鑄型尺寸盡量減少，簡(jiǎn)化造型操作，節(jié)省型砂用量和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （2）內(nèi)澆道位置的注意事項(xiàng)。 1）內(nèi)澆道不應(yīng)設(shè)在鑄件重要部位。 2）應(yīng)使金屬液流至型腔各部位的距離zui短。 3）應(yīng)不使金屬液正面沖擊鑄型和砂芯。 4）應(yīng)使金屬液能均勻分散，快速地充滿型腔。 5）不要正對(duì)鑄型中的冷鐵和芯撐。 4、冒口 （1）冒口設(shè)置基本原則： 1)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和工藝要求正確選擇冒口的形狀、大小和安放位置。 2)根據(jù)冒口的有效補(bǔ)縮范圍合理地確定冒口數(shù)量。 （2）冒口設(shè)置基本要求： 1)對(duì)于壁厚不均勻的鑄件，每個(gè)熱節(jié)部位都必須設(shè)置冒口。 2）應(yīng)盡量設(shè)置在鑄件被補(bǔ)縮部位的頂部或近旁。 3）當(dāng)鑄件在不同高度上有熱節(jié)需要補(bǔ)縮時(shí)，可設(shè)置多個(gè)冒口，但各冒口的補(bǔ)縮區(qū)必須隔開。 4）冒口zui好不設(shè)置在鑄件重要的或受力較大的部位。 5）應(yīng)盡量使內(nèi)澆道通過冒口。 6）冒口應(yīng)盡量不設(shè)置在鑄件應(yīng)力集中處。 7）冒口zui好設(shè)置在鑄件需要機(jī)械加工的表面上。 （三）造型操作： 1、操作流程 順序是：選取合適砂箱→放置木?！钌啊o實(shí)→放置上砂箱→安置澆冒口→填砂→緊實(shí)→起模修型→硬化 2、操作方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （1）根據(jù)鑄件模型的形狀和大小，選取合適的砂箱。 （2）把鑄件模型放到砂箱內(nèi)的適當(dāng)位置。 （3）往砂箱中加入適當(dāng)造型砂，使用工具將砂箱中的造型砂緊實(shí)，緊實(shí)程度要適中。 （4）用刮板刮去高出砂箱的造型砂，使砂型表面和砂箱的邊緣平齊。 （5）用毛刷清理模型表面浮砂，覆蓋塑料薄膜并使薄膜平整。 （6）放置上砂箱，上、下砂箱箱口要對(duì)齊。 （7）在上砂箱中合適位置放置澆冒口，添加造型砂并緊實(shí)。 （8）分箱起模，修型并扎氣眼硬化。 3、砂型型腔質(zhì)量要求 （1）砂型無飛邊、無毛刺、無殘缺，型腔內(nèi)干凈無殘砂等異物。 （2)型腔應(yīng)干燥，硬化程度高，合箱前要保證充分干燥（冬季可適當(dāng)延長(zhǎng)硬化和烘烤時(shí)間）。 （3）砂型輪廓完整、清晰，合箱箱印或記號(hào)完整清晰。 （4）澆口、冒口位置設(shè)置合理、大小符合要求；排氣孔通暢、澆注系統(tǒng)根據(jù)鑄件設(shè)置合理。 4、合箱 合箱就是把砂型和砂芯按要求組合在一起成為鑄型的過程。習(xí)慣上也稱拼箱、配箱或扣箱。 合箱工作一般按以下步驟進(jìn)行： （1) ***檢查、清(掃、修理所有砂型和砂芯，特別要注意檢查砂芯的烘干程度和通氣道是否通暢。不符合要求者，應(yīng)進(jìn)行返修或廢棄。 (2) 按下芯次序依次將砂芯裝入砂型，并嚴(yán)格檢查和保證鑄件壁厚、砂芯固定、芯頭排氣和填補(bǔ)接縫處的間隙。 (3) 仔細(xì)清除型內(nèi)散砂，***檢查下芯質(zhì)量，在分型面上沿型腔外圍放上一圈泥條或石棉繩，以保證合箱后分型面密合，避免液態(tài)金屬?gòu)姆中兔骈g隙流出。隨后即可正式合上箱。 (4) 放上壓鐵或用螺栓、金屬卡子固緊鑄型。放好澆口杯、冒口圈。在分型面四周接縫處抹上砂泥以防止跑火。zui后***清理場(chǎng)地，以便安全方便地澆注。 三、鋼液的熔煉工藝要求： （一）操作流程 選擇爐料（廢鋼）→熔化鋼液→清理鋼液廢渣→添加金屬礦石→鋼液材質(zhì)化驗(yàn)分析→根據(jù)化驗(yàn)分析進(jìn)行鋼液材質(zhì)處理→脫氧→鋼液出爐 （一）爐料的選擇要求： 1、根據(jù)準(zhǔn)備澆鑄件材質(zhì)的要求，合理選擇爐料搭配使用。產(chǎn)品鋼號(hào)，應(yīng)在投料時(shí)就控制成份含量。出爐前半小時(shí)取爐前樣送檢分析。 2、對(duì)含有油污，污垢的爐料下爐前要進(jìn)行清理。 3、對(duì)含有鍍鋅的爐料zui好不用。 4、所選用的爐料必須嚴(yán)格控制S、P有害元素的含量。 5、嚴(yán)格遵守熔煉工藝制度。盡量采用滿功率，快速溶煉。 （二）澆注前鋼液材質(zhì)化驗(yàn) 出爐前半小時(shí)取爐前樣送檢進(jìn)行化驗(yàn)分析，鋼液的材質(zhì)應(yīng)符合鑄件材質(zhì)允許的范圍內(nèi)，不符合的應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)，直到符合要求。 （三）脫氧 把鋼液表面的雜質(zhì)處理后，進(jìn)行脫氧處理： 1、脫氧劑加入順序：先加錳鐵，后加硅鐵，zui后加入純鋁。 注：脫氧劑錳鐵、硅鐵在出爐前5—8分鐘加入，純鋁在出爐時(shí)加入。鋼液1480—1500℃加錳鐵、硅鐵，1610—1630℃加純鋁。 2、脫氧劑的加入量（占鋼液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） 脫氧劑名稱 錳鐵 硅鐵 硅鈣粉 純鋁 脫氧劑用量 0.1—0.2 0.05—0.07 0.2—0.3 0.04—0.06 注：脫氧劑可分多批次加入，鋼包每次接鋼水前，應(yīng)放入小塊純鋁進(jìn)行終脫氧處理。 四、澆注工藝要求 (一) 澆注前的準(zhǔn)備工作 (1) 了解澆注合金的種類、牌號(hào)、待澆注鑄型的數(shù)量和估算所需金屬液的重量。 (2) 檢查澆包的修理質(zhì)量、烘干預(yù)熱情況及其運(yùn)輸與傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活性和可靠牲。 (3) 熟悉各種鑄型在車間所處的位置，以確定澆注次序。 (4) 檢查澆口、冒口圈的安放及鑄型的緊固情況。 (5) 清理澆注場(chǎng)地，保證澆注安全。 (二) 澆注操作要點(diǎn) 為了獲得合格鑄件，必須控制澆注溫度、澆注速度，嚴(yán)格遵守澆注操作規(guī)程。 (1) 澆注溫度 澆注溫度對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大，因此應(yīng)根據(jù)合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點(diǎn)確定合理的澆注溫度范圍。金屬液由爐中注入澆包時(shí)，溫度都會(huì)降低。根據(jù)碳鋼的型號(hào)，選擇適宜的澆注溫度，一般澆注溫度在1540—1580℃(澆包內(nèi)鋼水溫度)。 (2) 澆注操作要點(diǎn) 1） 澆注之前需除去澆包中金屬液面上的熔渣。 2）依規(guī)定的澆注速度和時(shí)間范圍進(jìn)行澆注。 3） 有冒口的鑄型，澆注后期應(yīng)按工藝規(guī)范進(jìn)行點(diǎn)注和補(bǔ)注。對(duì)大中型鑄件在澆注成型后，冒口要加保溫鹽進(jìn)行保溫。補(bǔ)火要及時(shí)，大型冒口要采取多次補(bǔ)火，補(bǔ)火時(shí)間要控制在冒口內(nèi)的鋼液凝固結(jié)殼前進(jìn)行。 4）一般澆注大、中型鑄鋼件時(shí)，鋼水要在鋼包內(nèi)靜置1—2min鎮(zhèn)靜后進(jìn)行澆注。 5）在保證型腔內(nèi)的氣體排出順暢的條件下，對(duì)要求同時(shí)凝固的鑄件可采用較高澆注速度，對(duì)要求實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件，盡可能采用較低的澆注速度。 6）較厚大鑄件或采用底注式澆注系統(tǒng)時(shí)，澆注速度可先快后慢，對(duì)薄壁小件澆注速度可先慢后快。 7）溫高緩，溫低急；引流準(zhǔn)、澆注穩(wěn)，收流猛；包口近杯，不斷流，不準(zhǔn)碰杯，注意擋渣，防止飛濺，不準(zhǔn)半澆，允許點(diǎn)補(bǔ)（縮），遇有穿漏，迅速處理。 8） 澆注后待鑄件凝固完畢，要及時(shí)卸除壓鐵和箱卡，以減少鑄件收縮阻力，避免裂紋。 五、鑄件清理 鑄件凝固冷卻到一定溫度后，把鑄件從砂箱中取出，去掉鑄件表面及內(nèi)腔中的型砂和芯砂的工藝過程稱為落砂，落砂通常分為人工落砂和機(jī)械落砂兩種。 鑄件在未完全凝固前，不準(zhǔn)搬動(dòng)鑄件，也不準(zhǔn)在600℃以上噴水強(qiáng)冷。鑄件一般經(jīng)自然冷卻2—3小時(shí)后進(jìn)行清件。 （一）工作流程 清理鑄件表面、型腔廢砂→氣割鑄件澆口、冒口、毛刺→再次清理鑄件殘砂→焊補(bǔ)鑄件→打磨鑄件→質(zhì)量驗(yàn)收 （二）操作方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1、準(zhǔn)備工作 按照要求佩戴好勞保用品，并對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行安全確認(rèn)；準(zhǔn)備好所用機(jī)器設(shè)備和工具，并認(rèn)真檢查，確保機(jī)器設(shè)備、工具完好，能正常、安全運(yùn)行和使用。 2、正常操作 （1）利用風(fēng)鎬或水清砂機(jī)進(jìn)行鑄件廢砂清理。 （2）鑄件廢砂清理完畢，按照《氣割安全技術(shù)操作規(guī)程》操作割槍，切割鑄件澆口、冒口、飛邊、毛刺。 （3）鑄件切割完畢，符合要求。按照《電焊工安全技術(shù)操作規(guī)程》操作電焊機(jī)，對(duì)鑄件殘缺部位進(jìn)行焊補(bǔ)，確保鑄件完整。 （4）焊補(bǔ)完畢，復(fù)合工藝要求。利用砂輪機(jī)對(duì)鑄件切割、焊補(bǔ)等部位進(jìn)行打磨處理，保證切割部位和焊補(bǔ)部位光潔、平整。 （5）打磨完畢，進(jìn)行驗(yàn)收，準(zhǔn)備熱處理 六、鑄鋼件退火熱處理 鑄鋼件退火是將鑄鋼件加熱到AC3以上20-30℃，保溫一定時(shí)間冷卻的熱處理工藝。 （一）退火熱處理工藝一般要求： 1、按照熱處理工藝要求升溫、冷卻。 2、將需要熱處理的鑄件按合金種類、鑄件大小、壁厚相同的類型進(jìn)行退火。 3、根據(jù)鑄件的形狀、壁厚、化學(xué)成分選擇合適的加熱速度。 （二）退火熱處理具體操作 1、退火爐的檢查 （1）爐門關(guān)閉正常、嚴(yán)密。 （2）無跑煙、跑火現(xiàn)象。 （3）熱電偶完好。 （4）溫度儀指示正常。 （5）鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常 2、工件填裝要求： （1）工件裝填不得過于嚴(yán)密，須留有一定空隙。 （2）工件碼放須穩(wěn)固、整齊。 （3）工件碼放應(yīng)堅(jiān)持防止加熱變形的原則。 3、工件加熱、保溫、降溫冷卻要求 （1）加熱：通常以200-400℃/小時(shí)的速度加熱到860℃. （2）保溫：根據(jù)工件的厚度確定保溫時(shí)間為2-3小時(shí)左右。 （3）降溫：隨爐緩慢冷卻到500℃后出爐，空氣冷卻至正常。 （三）工件出爐 工件冷卻至正常溫度后出爐，應(yīng)分類碼放整齊。 七、鑄鋼件質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 1、外形完整、光潔；無飛邊、毛翅、殘缺，多肉；無砂眼、氣孔、縮孔等鑄造缺陷。 2、形狀、尺寸，加工量符合鑄造工藝圖紙要求。 3、各種元素含量在規(guī)定范圍內(nèi)。 4、符合GB/T11352-89一般工程用碳鋼件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
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