知识篇——怎样(yàng)解决(jué)铸件浇不足和(hé)冷隔(gé)缺陷!
发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳云开和顺祥(xiáng)机械有限公司 点(diǎn)击:2419
浇(jiāo)不足(zú)和(hé)冷隔是铸造(zào)中相当普遍的缺(quē)陷,在(zài)很多情况下(xià),这两类缺陷在(zài)完全报废铸件中占一或(huò)第二位。
浇不足(zú)是指金属液未能(néng)充(chōng)满铸型(xíng)型腔(qiāng)而形成不完整的铸(zhù)件(jiàn),这类缺陷的特(tè)点是铸件壁上(shàng)具有光滑圆边的穿孔,或者(zhě)铸(zhù)件的一个或多个末(mò)端未(wèi)充满金属液;
冷隔是指在两股金属(shǔ)汇聚处,因其未(wèi)能完全熔合而存在明显的不连(lián)续性缺陷的铸件,这类缺陷的外观(guān),常呈现(xiàn)为带有(yǒu)光滑圆边的(de)裂纹或皱纹。
这两类(lèi)缺(quē)陷的特(tè)点:一是(shì)在铸件检验中(zhōng)比较容易发现;二是除了清理(lǐ)工序外(wài),其产生原因几乎存在(zài)于(yú)铸造的每(měi)一道工序中。下面笔者结合(hé)多(duō)年的(de)生(shēng)产实践并参阅有关资料,谈谈铸件浇不足和(hé)冷隔的产生原因(yīn)及其防(fáng)止(zhǐ)措施。
1.铸件和模样(yàng)设计
(1)因铸件截面厚薄不均造(zào)成金属流间断(duàn),在某些铸件设计中(zhōng),薄截面位于金属液难以达到的部位(wèi),很(hěn)难恰当地设置浇注系统。在可能的情况下(xià),应对这类设计进行(háng)修(xiū)改,当(dāng)无法更改设计时,则需采(cǎi)用相当复杂(zá)的浇注系统,以避免产生这类(lèi)缺陷。
(2)铸件截面相(xiàng)对过薄(báo),这种设计没能(néng)考虑到金属流动和(hé)凝固的规律。如果设计(jì)者不能(néng)加(jiā)厚这一截面的话,惟一的补(bǔ)救办法是提高金属(shǔ)的浇(jiāo)注(zhù)温(wēn)度,或(huò)者修改金属(shǔ)的化学(xué)成分,以改善其(qí)流动性。还(hái)有一个较好(hǎo)的弥补办法是采用不会产生急冷的铸型(型芯),但这会使生(shēng)产成本增(zēng)加(jiā),因此在可能的情况(kuàng)下应(yīng)更改设计。
2. 模样
(1)模样或(huò)芯盒(hé)磨损造成铸件截面过薄,型砂是磨损力相当强的(de)材料,会造成模样磨损,进而造成(chéng)铸件截面减薄,导致产(chǎn)生浇不足和冷隔缺陷。有效的预防(fáng)措施(shī)是建立(lì)正规的检查制度,把有缺陷的模样检查出来。
(2)模样强度差! 在(zài)造型或制芯的压力下(xià),模(mó)样由于强(qiáng)度不够而产生(shēng)变形,这样的模样和(hé)芯(xīn)盒会造成铸型(xíng)和型芯(xīn)变(biàn)形。这样既会造成金属(shǔ)液未能按预期(qī)设想流动,又会形成(chéng)铸件截面过薄(báo)。改正的方(fāng)法是加固(gù)模样(yàng)。
(3)模样或芯盒定位不准,其产生原因(yīn)是定位销和销套已经磨(mó)损,定位销数量过少(shǎo)或定位(wèi)销尺寸过小都容(róng)易产生磨损。在(zài)上下模(mó)底板上按中心线安装分(fèn)成两半的模(mó)样时,也会出现错位的缺陷。如果不试浇样品(pǐn)铸件,则很难(nán)证实(shí)分装(zhuāng)在上、下模底板(bǎn)上的两半模样是否(fǒu)对准。防(fáng)止产生这类缺陷(xiàn)的(de)首(shǒu)要措施就是加强检验。
3. 砂(shā)箱及(jí)其准备
(1)上下(xià)箱错箱造成铸件过薄,造(zào)成(chéng)这种缺(quē)陷(xiàn)的(de)原因包括:定位(wèi)销磨(mó)损(sǔn)、定位销弯曲、销套磨损,或在箱耳座(zuò)内有外来杂(zá)物。由于错箱(xiāng)是造(zào)成铸件缺(quē)陷(xiàn)的主要根源(yuán)之一,因而必(bì)须定期(qī)对这些(xiē)部件进行维修(xiū)和保养。
(2)模(mó)样安装不当,这种情况一般是安装模样(yàng)的工人操作疏忽所造(zào)成的。模样(yàng)和模底板上的对准中心线必须非(fēi)常明显,以便安(ān)放时易于检查(chá)。
(3)薄平铸件浇注时倾斜度不够,对某些较薄的铸(zhù)件来说,要使砂(shā)箱在(zài)浇注时能保(bǎo)持(chí)一个(gè)倾斜度,否则会(huì)形成封闭(bì)气体,造成(chéng)金属液流(liú)间断。砂箱倾斜后,上箱要保持(chí)足够的高度(dù),使浇(jiāo)口位(wèi)置超过铸件的顶点。
(4)砂箱刚度不够或加固不(bú)当,也会使砂型(xíng)变形而产生浇不足或冷隔,因此必须使用具有足够强(qiáng)度(dù)的砂箱,对于(yú)使用时间较长(zhǎng)的砂(shā)箱应加固后再使用。
(5)上箱太浅,可能会造(zào)成上(shàng)型下垂,从而使铸件截面变(biàn)窄(zhǎi)、变薄,以致产生浇不足的缺陷。在浇(jiāo)注较厚的(de)铸件(jiàn)时,上箱太浅会因为金属压力不(bú)足而(ér)导致产生缩松(sōng)和侵入气孔;而在浇(jiāo)注较(jiào)薄铸件时,其(qí)后果(guǒ)则(zé)是产生掉砂或浇不足的缺陷。
4.浇冒(mào)口系统
(1)内浇道、横浇道和直浇道截面尺寸不当,为(wéi)了避(bì)免产(chǎn)生金(jīn)属液流(liú)间断的现象,应按以下要求设计浇注系统,即(jí)必须(xū)使直浇道和横浇(jiāo)道具(jù)有足够的尺寸,以保证平稳(wěn)地(dì)向所有内浇道输送金属液。另外,为(wéi)保证金属液(yè)流动时能够始终完全充满浇注(zhù)系统,可减小浇道面积来(lái)建立压(yā)头。浇注系(xì)统设计(jì)的基本原(yuán)则是确保金属液流动平稳,并能(néng)够充(chōng)满浇注系统,防止金属液(yè)流间断。
(2)内(nèi)浇道位置(zhì)不当,内浇道的位置完全取决(jué)于铸件结构。因此必(bì)须分析铸型型腔(qiāng)是如何被金属液充满的,根据金属(shǔ)液充(chōng)满型腔的流动模(mó)式设置内浇道。
(3)内浇(jiāo)道(dào)分布不当或不均(jun1)衡! 这是由于(yú)没能正确地预测金(jīn)属液流动的实际情况而造(zào)成(chéng)的。除(chú)了要考虑金属液(yè)在一般情况下的流动状态,还应(yīng)考虑金属液对型壁的摩擦、金属(shǔ)液的冷却情况(kuàng)和金属液的流动性。金属液充型的确切过(guò)程通常很难预测(cè),但可以通过试验(yàn)探索出金属(shǔ)液的(de)流动模(mó)式。例如,某一铸件通(tōng)常要20S的浇注时间,我们(men)可分别按(àn)5S、10S、15S 浇注同样(yàng)的铸型,对这三(sān)个没(méi)有浇满的(de)铸件进行(háng)落砂(shā)和清理(lǐ),并仍使其带着内浇道,这样就可显示出(chū)金(jīn)属液(yè)实际的流动模式,以这些参(cān)数作为依(yī)据来(lái)重新设(shè)计(jì)出zui佳(jiā)的浇注系(xì)统。
(4)压头太(tài)低(dī)! 这也(yě)是造成浇不足的一个(gè)原因。
5.型砂
(1)型(xíng)砂水分太(tài)高,会造成(chéng)金属液沸(fèi)腾而失(shī)去流动性,导(dǎo)致产生浇不足和冷隔(gé)。
(2)型砂中挥发(fā)物太多(duō),过量的挥(huī)发物在金属液流之前充满型(xíng)腔,会使金(jīn)属(shǔ)液难以完整地(dì)充满型腔,从而有可能造成气隔或(huò)气隔缝,即使金属液流到了正常部位,也会因此而难以熔(róng)合,导(dǎo)致产生冷隔和浇不足。
(3)背砂强度低,不管是因为箱(xiāng)带不(bú)足还是(shì)背砂强(qiáng)度太低而引(yǐn)起的上(shàng)型下沉(chén),都会使(shǐ)较薄的型腔(qiāng)截面变得更薄,从而使(shǐ)金属液难以充满铸件薄壁。
(4)透气性太差,砂型紧实度过高会造成透(tòu)气(qì)性差,则可能产生气隔。此(cǐ)外,型砂紧实度高还会加快(kuài)从熔(róng)融金属液中吸走(zǒu)热量,在金属液未来(lái)得及充满(mǎn)铸型(xíng)型腔之前(qián)就可能使铸件冷凝了(le)。
(5)造型材料导热性过高,造型材料吸取热量和(hé)冷凝金属的速度各有差异,如金属(shǔ)型和砂型之间的差异,石英砂和锆砂之间的差异,都(dōu)会对冷隔缺陷的产生有不同的影响。
6.制芯
(1)砂芯过硬,金属液通常很难平静地流(liú)到较硬的砂(shā)芯近旁(páng),而常会在该处出现翻腾的情况,这样会形成过早的冷凝。
(2)排气不够充分,任何被(bèi)包封的气体,都会造成(chéng)铸件气隔缝。对于会使金属液流产生任何程度间(jiān)断的浇注系统(tǒng)而言,这一问题则更(gèng)为严重。
(3)型芯尺寸不正(zhèng)确(què)或(huò)放置不当,型芯移位会使铸(zhù)件截面减薄(báo),如果金(jīn)属液的流动能力不够高,则会产生浇(jiāo)不足或冷隔。
(4)漂芯或(huò)砂芯下沉,这和下型拱起、上型下沉的后(hòu)果完全一样,都会使铸件截面变得过薄。
(5)偏芯造成(chéng)铸件截面过薄(báo),这是漂芯或砂芯下沉的另一(yī)种表现形式。
(6)砂(shā)芯变形,因(yīn)粘结剂(jì)的热塑性而引起砂芯的变形是造成铸件(jiàn)变形(xíng)的一个原因。因变形引起的翘曲(qǔ),在浇注过(guò)程中和(hé)偏芯的(de)作用一样,都会使铸件(jiàn)截面减薄(báo)。
(7)芯(xīn)骨距砂芯表面过(guò)近,这样(yàng)设置的芯骨对金属起着激冷作用,因而迟(chí)滞(zhì)了金属液(yè)的正常流动,降低了(le)金属液的流动性。
(8)型芯材料导热性(xìng)过高,其后果和(hé)造型材料导热性过高一样。
7.造型(xíng)
(1)舂砂过(guò)实(shí)降低了透气性。
(2)舂砂不均时,将造成(chéng)型砂紧实度的变(biàn)化,使局部砂型透气性过低(dī),这样会改变金属(shǔ)液(yè)的流动(dòng),或者形成局部截面受激冷,从而(ér)导致产(chǎn)生冷隔。
(3)舂砂过松导致上型下沉,使铸件截面变薄。
(4)修(xiū)型或修(xiū)补过度(dù),其后果和(hé)形成金属(shǔ)液的翻腾或(huò)改变型砂导热性(xìng)一样。
(5)芯(xīn)撑尺(chǐ)寸错误引起漂芯,会造成铸件截面(miàn)过(guò)薄,使(shǐ)金属(shǔ)熔液很(hěn)难完满(mǎn)充型。
(6)芯撑过(guò)小(xiǎo)或芯撑数量(liàng)过(guò)少,造成漂芯。
(7)型(xíng)芯或铸型的涂(tú)料涂(tú)层(céng)过厚,都会使(shǐ)铸件(jiàn)的较薄截(jié)面变得更薄。
8.金属(shǔ)成分
(1)铸(zhù)铁,碳当量对金属液的流(liú)动性有(yǒu)影响。一般来说,低碳当(dāng)量的金(jīn)属液会因其流动性差(chà)而容易(yì)产生冷隔(gé)和浇不足(zú);但碳当量(liàng)过高又会(huì)产生(shēng)石(shí)墨(mò)漂浮缺陷。
(2)铸钢,钢的成分(fèn)由(yóu)低碳(tàn)到高(gāo)碳(tàn),如果添加各种合金元素,可以调整其流动性。钢(gāng)具(jù)有较高的(de)热幅(fú)射性(xìng),热量损失较快(kuài),这种(zhǒng)特性使钢液与冷的或湿的铸型接触(chù)时,会很快(kuài)降低其流(liú)动(dòng)性(xìng)。
(3)铜合金,由于铜(tóng)合金品种较(jiào)多,流动(dòng)性差别很大,因此改进流动性的方法取(qǔ)决于所采用的合(hé)金类型。
(4)铝合(hé)金,在(zài)铝合金(jīn)成(chéng)分中增加硅或铁的含量,会使其较(jiào)低的流动(dòng)性得到改善(shàn)。含气(qì)或被(bèi)污染(rǎn)的铝合金,特别易于产生冷(lěng)隔。
(5)镁合金,可以通过将(jiāng)成(chéng)分(fèn)调整到(dào)接近于共晶成(chéng)分而改善其流动性。
9. 熔炼
(1)因(yīn)称重或加料(liào)不严格导致成(chéng)分错误。
(2)金属液熔化温(wēn)度过(guò)低(dī)或流动性太差。无论(lùn)是(shì)哪一种(zhǒng)金(jīn)属,其温度过低是造成浇不(bú)足的基本原因。
(3)金属液氧化或含气(qì)。这可能(néng)是由于耐火材(cái)料太湿、湍流所造成(chéng)的,无论(lùn)是何种(zhǒng)金属,氧化(huà)或含气金属液的流动(dòng)性都会降低;熔炼(liàn)操作(zuò)不当,特(tè)别容(róng)易使(shǐ)有色金属吸附气体;熔炼灰铸铁时,冲(chōng)天炉底焦高度太低,也会(huì)产生同样的后(hòu)果。
(4)金属液还原过分(fèn)。会因为吸氢而产生问(wèn)题,在(zài)所有的金属中这都是应予以(yǐ)考虑(lǜ)的因素,对铝合金而(ér)言(yán)尤为(wéi)重要。
(5)浇包内添加料过(guò)量。这些添加(jiā)料都具有直接降低温度的作用,因而也(yě)就降低了(le)金属(shǔ)液的流动性。
(6)浇(jiāo)包内添加物(wù)潮(cháo)湿,会(huì)造成(chéng)温(wēn)度(dù)损(sǔn)耗,导致金属液温度过(guò)低(dī)。
10. 浇注
浇注被认为是造成浇不(bú)足(zú)缺陷的(de)主要原(yuán)因之一,以下因素可能是浇注(zhù)过程中导致产生缺(quē)陷的成(chéng)因。
1)浇注温度(dù)过低。
(1)间断浇注会造(zào)成金属液充(chōng)型不均衡,当重新开始浇注后,则易于产生氧化薄(báo)膜或吸收气体,这都(dōu)会妨(fáng)碍熔(róng)融金属的熔合(hé)。
(2)过快减慢浇注速度,会降低金属液完全充满铸(zhù)型型腔所(suǒ)需的压力,当上箱中(zhōng)有凸台或上箱(xiāng)太浅时,过(guò)快减慢浇注(zhù)速(sù)度铸成的铸件,其缺陷尤为严重。
(3)金(jīn)属液(yè)沸腾。流槽、内衬(chèn)、浇包(bāo)嘴太湿,或浇包内有废渣,都会造成金属液沸(fèi)腾(téng),既降低了熔融金属的温度,又(yòu)降低了其流动性。
(4)水平浇注(zhù)薄(báo)平铸件(jiàn),未使其有一个倾(qīng)斜度(dù),都容易(yì)造(zào)成冷隔(gé)缺(quē)陷。
(5)因跑火降低了浇注压力,会(huì)造成(chéng)浇注间断,其后(hòu)果(guǒ)和过快降低浇(jiāo)注压(yā)头一样。
(6)熔渣、脏(zāng)物(wù)或浇包(bāo)耐火(huǒ)材料堵住内浇口(kǒu),其后果与间断浇注或过快减慢浇注速度一样。
(7)若(ruò)浇注的金属(shǔ)液短缺(quē),会降低熔融金属的(de)输送压力(lì)。上箱较浅时(shí),浇注的熔融金属(shǔ)稍有短缺(quē),会(huì)使压力水平低于铸件的(de)zui高点,这样(yàng)即便不会造成浇不足(zú),也容易形(xíng)成(chéng)侵入气孔或缩松。实际(jì)上,上箱(xiāng)凸台(tái)部位产生侵入气孔,通常都和浇不足有关,当(dāng)浇注(zhù)短缺是其成因时,这两种缺陷很(hěn)可能不易(yì)识别。
(8)浇(jiāo)注过慢,会使(shǐ)内浇道不能保持有充分的(de)金属液,不能较快地充满(mǎn)铸型来防止冷(lěng)隔(gé)。浇注过慢还是造成(chéng)膨胀(zhàng)缺陷的主要原因,上(shàng)型膨胀的倾向会进一步加大(dà)形成冷隔的可能。
(9)未(wèi)能保持(chí)直浇道、横浇(jiāo)道(dào)和内浇道充满熔融的金属液,其结果和间断浇注或压力头(tóu)不(bú)足一样。此外,还会造成包封空气,因而降低了金属液的流动性,在一些合(hé)金(jīn)(如铸钢中)会(huì)快速地形成氧化膜。
11 其他
(1)冷铁和芯撑过大时,其后果和激冷一样,使金属(shǔ)液(yè)流(liú)动性降低而产生冷(lěng)隔。冷隔很可(kě)能出现在芯撑或距芯撑很近的(de)部位(wèi)。
(2)因铸型压(yā)铁过重等原因使铸件截面(miàn)减薄。若压铁重量超过铸型(xíng)能够承担(dān)的(de)负荷时,会发生塌型(xíng)。即使截面尺寸改变很(hěn)小,也(yě)可能(néng)导致产生浇不(bú)足缺陷。
(3)铸型型腔的薄截面(miàn)处产生(shēng)水气凝(níng)聚(jù),这会降低金属液的流动性,同时还会(huì)造(zào)成包封气(qì)体。
解(jiě)决"冷隔"缺(quē)陷
冷隔(gé)缺陷不光表面难看,且内部金(jīn)属结合力弱(ruò),严重影响铸件的(de)机械性能,今天小编(biān)将(jiāng)对其(qí)做(zuò)简单介绍。
缺陷现(xiàn)象:
温(wēn)度(dù)较低的金属流互相对接但(dàn)未熔合(hé)而出现(xiàn)的缝隙,呈(chéng)不规则的线形,有穿透的和不(bú)穿透的两种(zhǒng),在外(wài)力的作用下有发展的趋势。
别名(míng):冷(lěng)接(对接)、熔接不良
成因分析:
1、金属液浇注温度低或模具温度低;
2、合金成分不(bú)符合标(biāo)准,流(liú)动性差;
3、金属液分股填充,熔(róng)合不良;
4、浇口不合理(lǐ),流(liú)程太长;
5、填充(chōng)速度低或排气不(bú)良(liáng);
6、压射比压(yā)偏低。
对应(yīng)措施:
1、产品发黑(hēi),伴有流痕。适(shì)当提高浇注温(wēn)度和模具温度;观察模温减(jiǎn)少涂料喷涂
2、改变合金成分(fèn),提高流动性;
3、烫模件(jiàn)看铝(lǚ)液流向,金(jīn)属液碰撞产生冷隔出现一(yī)般为涡旋状,伴有流痕(hén)。改进浇(jiāo)注系统(tǒng),改(gǎi)善(shàn)内浇(jiāo)口的填充(chōng)方向。另外可在铸件边缘开(kāi)设集渣包以改善填充条件;
4、伴有远(yuǎn)端压不实(shí)。更改浇口位(wèi)置和截面积,改(gǎi)善排溢条件,增(zēng)大(dà)溢流量;
5、改变金属(shǔ)液流量,提高压射速度;
6、铸件整体压不实。提高比压(yā)(尽量不采用),有条(tiáo)件zui好(hǎo)换(huàn)到大吨位机台(tái)。
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