什么是鑄件“桔皮”？ 產(chǎn)生原因？8項防止措施
發(fā)布時間： 2020-04-23 來源：洛陽順祥機(jī)械有限公司 點擊：2834
1、鑄件“桔皮”缺陷的特征
鑄件“桔皮”是生產(chǎn)中反復(fù)出現(xiàn)的一種鑄造缺陷，它對鑄件質(zhì)量的影響較大，缺陷出現(xiàn)在鑄件肥厚部位、熱節(jié)及內(nèi)澆道附近以及受熱集中而冷卻又慢的部位。鑄件表面有微凸的小圓斑，呈“眼圈”狀，這些表面粗糙，看起來象“桔子皮”的斑點，在多種鑄件中反復(fù)出現(xiàn)，有時整批鑄件均有，其在每個鑄件上的數(shù)量少則幾個，多至整個平面；小圓斑有的較大，有的小至麻點；有時是單個分散的，有時也呈密集的片狀凸起物，高出鑄件0.4-0.6mm，直徑3-5mm。據(jù)我公司統(tǒng)計，廢品中的15%是“桔皮”缺陷造成的，而且碳鋼件產(chǎn)生桔皮缺陷的機(jī)會更多一些。
2、“桔皮”缺陷產(chǎn)生的原因分析
導(dǎo)致“桔皮”產(chǎn)生的根本的原因是涂料表面堆積、硬化不充分。型殼在焙燒后，其表面上形成黃色或黃綠色玻璃體，澆注后與鋼液反應(yīng)而形成硅酸鹽瘤粘附于鑄件表面。單純地延長硬化時間，無助于zui終解決“桔皮”問題。通過實踐，有以下幾方面的原因。
2.1原材料方面的影響
眾所周知，水玻璃涂料的粉液比低，粉料分布不均勻。水玻璃的模數(shù)愈高，密度愈大，則涂料的粉液比愈低，粉料的分布愈不均勻，也zui不易充分硬化。
(1)水玻璃的影響
水玻璃的模數(shù)、密度以及雜質(zhì)的多少對涂料的流動性影響極大。隨著模數(shù)的增大，水玻璃中亞膠粒子比例增加，其粘度會隨之增加，涂料的流變性惡化，當(dāng)模組涂掛時極易在表層造成局部涂料堆積。
水玻璃參數(shù)不一致對涂料性能的影響是很大的，這一點很容易被忽視。參數(shù)的不一致性表現(xiàn)在兩個方面。
其一是模數(shù)的不一致性，剛進(jìn)廠的水玻璃只有經(jīng)過長時間的靜置擴(kuò)散(分散)后才能使同一批模數(shù)趨于一致，達(dá)到穩(wěn)定的分散狀態(tài)；這一過程所需時間在一星期以上，如果急于使用則不可能獲得理想的涂料流變性能。
其二是溶液密度的不一致性，在配涂料前通常要對水玻璃溶液的密度進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)該特別注意加水?dāng)嚢韬篑R上測得的密度是不真實的，因為液體分散穩(wěn)定的過程尚未完成，與所希望的密度有一定的誤差，據(jù)此配制的涂料，其粘度和流動性都有誤差。
(2)耐火粉料的影響
耐火粉料顆粒的分布和形狀對涂料流變性的影響較大，雙峰粉涂料具有較好的流變性是大家公認(rèn)的；但即便是粒度分布基本相同的雙峰粉，當(dāng)耐火粉料顆料形狀分別為多角、尖角和片狀的粉配制涂料時，在粉液比和水玻璃模數(shù)相同的條件下其流變性也會有很大的差異。
當(dāng)粉料形狀越接近片狀時，其比表面積也越大，顆粒間的摩擦力和作用力增大，涂料的粘度將大于多角形的粉料。
(3)水玻璃密度和粉液比的綜合影響
水玻璃密度和粉液比的變化對表層涂料流變性的影響是非常直觀的，水玻璃密度和粉液比過大時涂料粘度增加、流變性變差、涂層變厚會引起涂料在型殼表面局部堆積，型殼硬化不良zui終導(dǎo)致“桔皮”問題。
2.2工藝方面的影響
(1)表面層風(fēng)干不充分。表面層風(fēng)干是涂料的再均勻化過程，同時，也是水玻璃脫水固化過程，如風(fēng)干時間過短，表面層涂料在熔模表面分布不均勻，造成其后的硬化不充分，脫蠟后將在型殼內(nèi)表面形成團(tuán)狀聚集物，局部形成鈉鹽雜質(zhì)。
(2)過度滴控。過度滴控指表面層浸掛涂料時，單方向流動未能及時粘砂，將導(dǎo)致涂料在熔模表面局部方向上的堆積，造成其后的硬化不完全。
(3)型殼層間硬化不良。由于涂料層尤其是前兩層中存在未硬化部分，未硬化的涂料在脫蠟和焙燒后造成型殼內(nèi)表面的鈉鹽聚集，與鋼水反應(yīng)后生成“桔皮”缺陷。
2.3環(huán)境方面的影響
在寒冷的冬季，過低的室溫使涂料流動性變差造成涂料堆積，過厚堆積的涂料又不能完全硬化；此外硬化液的溫度隨室溫的降低也會造成硬化過程的緩慢和不完全。環(huán)境濕度的影響則主要發(fā)生在雨季，空氣濕度的增加會影響風(fēng)干過程，常因為風(fēng)干不足而出現(xiàn)“桔皮”問題。
3、避免“桔皮”缺陷的措施
3.1原料選用
(l)水玻璃在模數(shù)合適的情況下，必須嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量；應(yīng)根據(jù)環(huán)境的溫度、濕度、鑄件的結(jié)構(gòu)特點以及所配粉料的特點調(diào)整水玻璃密度。
(2)粉料在粒度符合使用要求的條件下，其粒形至關(guān)重要，球形和多角形粉料是較理想的，而片狀粉料不能使用。
3.2工藝對策
(1)水玻璃密度的調(diào)整。密度的合適與否將直接影響鑄件的表面質(zhì)量，密度過大會導(dǎo)致涂料流動性差而造成分層和“桔皮”缺陷，密度過小又會形成鑄件表面的黃瓜刺；合適的密度通常與環(huán)境溫度、粉料的粒度、微觀形狀及鑄件的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之間，其調(diào)整原則是:
①環(huán)境溫度高時增加密度，低時減小密度；
②粉料粗且片狀比例小時增加密度，粉料細(xì)且片狀比例大時減小密度；
③結(jié)構(gòu)簡單涂料易流動的鑄件可適當(dāng)增加密度，反之減小密度。
(2)粉液比的確定。粉液比也是影響鑄件表面質(zhì)量的重要因素之一，比例過大則會因涂料的流動性差導(dǎo)致涂掛不均勻而產(chǎn)生分層和涂料堆積；而太小則會產(chǎn)生鑄件表面的黃瓜刺。其配比原則是在保證涂料流動性的前提下盡量提高粉液比。
(3)硬化液的濃度、溫度與硬化時間。一般情況下，氯化氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25%以上的硬化劑才會有較好的硬化效果；如果氯化銨含量低，靠延長時間是不能改善硬化效果的。
(4)涂掛操作方式。實際生產(chǎn)中有相當(dāng)一部分“桔皮”問題是由于操作不當(dāng)造成的，涂料的單方向流動極易產(chǎn)生堆積而造成硬化不充分，所以在蠟?zāi)＝焱苛现蟮牡慰刂钡饺錾巴戤叺恼麄€過程中，必須不斷改變模組的方向。
(5)脫蠟工藝。在脫蠟熱水中補(bǔ)充適當(dāng)?shù)挠不瘎捎谟不瘎┑奈鼰嶙饔煤头磻?yīng)，會進(jìn)一步使得表面層所滯留的反應(yīng)產(chǎn)物NaCl溶于脫蠟水中而大部分去除，此時，型殼表面形成的是一層低鈉硅膠層，有利于防止“桔皮”缺陷的產(chǎn)生。
(6)環(huán)境溫度。環(huán)境溫度偏低會導(dǎo)致涂料流動性差，造成涂掛不均勻而形成桔皮及其他制殼缺陷，制殼工序的環(huán)境溫度應(yīng)控制在15℃以上。