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    知识篇——怎样解决铸件(jiàn)浇不足和冷隔(gé)缺陷(xiàn)!

    发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳米兰web版登录入口和顺祥机械有限公司 点(diǎn)击:2425

    浇不足和冷隔是铸造中相当普遍的缺陷,在很(hěn)多情况下,这两类缺(quē)陷在完全报(bào)废铸件中占(zhàn)一或(huò)第(dì)二(èr)位。

    浇不足是指金属液未能充满铸(zhù)型型腔而(ér)形(xíng)成不(bú)完整的铸(zhù)件(jiàn),这类缺陷的特点(diǎn)是(shì)铸件壁(bì)上具有光滑圆边的穿孔,或者(zhě)铸件的一个或多(duō)个末端未充满金属(shǔ)液;

    冷隔(gé)是指在(zài)两股金属汇聚处,因其未能完全熔合而存在(zài)明显的不连续性缺陷的铸(zhù)件(jiàn),这(zhè)类缺陷的外观,常呈现为带有(yǒu)光滑圆边的(de)裂纹或皱纹。

    这两类缺陷(xiàn)的特点:一是在铸件检验中比(bǐ)较容易(yì)发现;二是除了清理(lǐ)工序外,其产生原因几乎存(cún)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并参阅(yuè)有关资料(liào),谈谈铸件浇不足和冷(lěng)隔的产(chǎn)生原因及其(qí)防(fáng)止(zhǐ)措(cuò)施。

    1.铸件和模样设计

    (1)因铸件截面厚(hòu)薄不均造成金属流(liú)间(jiān)断,在某些铸件设计(jì)中(zhōng),薄(báo)截面(miàn)位于金(jīn)属液难以(yǐ)达到的部位,很难恰当地设置浇注系统。在可能的情况下,应对这类设(shè)计进行修改,当无法更改设计时(shí),则需采(cǎi)用相当复杂的浇注系统,以避免产生这类缺陷。

    (2)铸件截面相对过(guò)薄(báo),这种(zhǒng)设计(jì)没(méi)能考(kǎo)虑到金属流动和凝固(gù)的规律。如果设计者不能加厚这一截面的(de)话,惟一的补救办法是提高金属(shǔ)的(de)浇注温(wēn)度,或者修改金属的(de)化学(xué)成分,以(yǐ)改善其流动性。还有一个较好的弥补(bǔ)办法是(shì)采用不(bú)会产生急冷的(de)铸型(型(xíng)芯),但这会(huì)使生产成本增加,因此在可(kě)能的情况下应更改设计。

    2. 模样(yàng)

    (1)模样或芯盒磨损造成铸(zhù)件截面过(guò)薄,型砂是磨损力相当强的材料(liào),会造(zào)成模样磨损(sǔn),进而造成铸件(jiàn)截(jié)面减(jiǎn)薄,导(dǎo)致产生(shēng)浇不足和(hé)冷(lěng)隔缺陷。有效的预(yù)防措施是建立正规的检查制度,把(bǎ)有缺陷的模样检查出来。

    (2)模样强度差! 在造型或制芯(xīn)的压力下,模样由(yóu)于强度不够而产生(shēng)变形,这(zhè)样的模样和芯盒(hé)会造(zào)成铸型和型芯变形(xíng)。这(zhè)样既会造成金(jīn)属液未(wèi)能按预期设想流动,又会形成铸件截面过(guò)薄。改(gǎi)正的(de)方法是加固模样。

    (3)模样或(huò)芯盒定位不准,其产生原因(yīn)是定位销和销套已经磨损(sǔn),定(dìng)位销数量过少或(huò)定位销尺寸(cùn)过小都容易产生磨损。在上下模底板(bǎn)上按中心线安装(zhuāng)分成两半(bàn)的模样时,也会出现错位的缺陷(xiàn)。如果不试浇样品铸件(jiàn),则(zé)很难证实分装在上、下模底板上的两半(bàn)模样(yàng)是否(fǒu)对准(zhǔn)。防止产生这类缺陷的首要(yào)措(cuò)施就是加强(qiáng)检验。

    3. 砂箱及其准备

    (1)上下箱错箱(xiāng)造成铸件过薄,造成(chéng)这种缺陷(xiàn)的原(yuán)因包括:定位销磨损(sǔn)、定位销弯曲(qǔ)、销套磨损(sǔn),或在箱耳座内(nèi)有外来杂物。由于错箱是(shì)造(zào)成铸(zhù)件(jiàn)缺陷的主要根(gēn)源之一,因而必须定期对(duì)这些(xiē)部件进行维修和(hé)保养。

    (2)模(mó)样安(ān)装不当,这种情况一般是安装模样的工人操作疏(shū)忽(hū)所造(zào)成的。模样和模(mó)底(dǐ)板上(shàng)的(de)对准中心线必须非常明显,以便安放时易于(yú)检(jiǎn)查。

    (3)薄平(píng)铸(zhù)件浇注(zhù)时倾斜度不够,对某些较薄的铸件(jiàn)来说,要使砂箱在浇注时能保持一个倾斜度(dù),否则会形成(chéng)封闭(bì)气(qì)体,造成(chéng)金属液流(liú)间断。砂箱倾斜后,上箱要保持足够的高度,使浇(jiāo)口位置超过铸件的顶点。

    (4)砂箱(xiāng)刚(gāng)度不够(gòu)或加固(gù)不当,也会(huì)使砂型(xíng)变形而产生浇不(bú)足或冷隔,因此必须使用具有足够强度(dù)的(de)砂箱,对于使用(yòng)时间较长的砂箱应加固后再使用。

    (5)上箱太浅,可能会造成上型(xíng)下(xià)垂,从而使铸件截面变窄(zhǎi)、变薄,以致产生浇不(bú)足的(de)缺陷(xiàn)。在浇注较厚的铸件(jiàn)时,上箱太浅会因为金属压力不足而导致(zhì)产生缩松和侵(qīn)入气(qì)孔;而在浇注较薄铸件时,其后果则是产生掉砂或(huò)浇不足的缺陷。

    4.浇冒口(kǒu)系统

    (1)内浇道、横浇道和直浇道截面尺(chǐ)寸不当(dāng),为了避免产生金属液流间断的现(xiàn)象(xiàng),应按(àn)以下要求设计(jì)浇注系统(tǒng),即(jí)必须使直(zhí)浇道和(hé)横浇道具有(yǒu)足够(gòu)的尺寸,以保证平稳地向(xiàng)所有内(nèi)浇道输送金(jīn)属液。另外(wài),为保证金属液流动时能够始终完全充满浇注系统,可减小浇道面积来建立压头(tóu)。浇(jiāo)注系统设计的(de)基本原则是确保(bǎo)金属(shǔ)液(yè)流动平稳,并能够充满浇注(zhù)系统,防止金属液流(liú)间断(duàn)。

    (2)内(nèi)浇道位置不当(dāng),内浇道的位置完(wán)全取(qǔ)决于铸件结构。因此必须分析(xī)铸型型腔(qiāng)是如(rú)何被金属液充满(mǎn)的,根据金属液(yè)充满型腔的(de)流动模(mó)式设置内浇道。

    (3)内浇道(dào)分布不当或不(bú)均衡(héng)! 这是由于没能正确地预测金属(shǔ)液流动的实际情况而造成的。除了要考虑(lǜ)金属液在一般情况下的流(liú)动状态,还应考(kǎo)虑金属液(yè)对型壁的摩擦、金(jīn)属(shǔ)液的冷(lěng)却(què)情(qíng)况和金属液的流动性。金属液(yè)充型的确切(qiē)过(guò)程(chéng)通常很难预测(cè),但(dàn)可以通(tōng)过试验探索出金属(shǔ)液(yè)的流动模式。例如,某一(yī)铸(zhù)件通常(cháng)要20S的浇(jiāo)注时间,我们(men)可(kě)分别按(àn)5S、10S、15S 浇注同样(yàng)的(de)铸型,对这三个没有浇满的铸件进行落(luò)砂和清理(lǐ),并仍使其带着内浇道,这(zhè)样(yàng)就可显示出金属液实际的流动(dòng)模式,以这些参数作为依据来重新设计出(chū)zui佳的(de)浇注系统。

    (4)压头太低! 这也是造成浇(jiāo)不足的一个原(yuán)因。

    5.型砂

    (1)型砂水分太高,会(huì)造成金属液沸(fèi)腾而(ér)失去流动(dòng)性(xìng),导致产生(shēng)浇不足和冷隔。

    (2)型砂中挥(huī)发(fā)物太(tài)多,过量(liàng)的挥发物在金属(shǔ)液流之(zhī)前充满(mǎn)型(xíng)腔(qiāng),会使金属液(yè)难以(yǐ)完整地充满型腔,从(cóng)而有可能造成(chéng)气隔或(huò)气隔缝,即使金(jīn)属液流到(dào)了正常部位,也会(huì)因此而难(nán)以熔合,导(dǎo)致产生冷隔(gé)和浇不足(zú)。

    (3)背砂(shā)强(qiáng)度低,不管是因为箱带不足还是背(bèi)砂强度太低而引(yǐn)起的上型下(xià)沉,都会(huì)使较薄的型腔(qiāng)截面(miàn)变得更薄,从而使金属液难以充满铸(zhù)件(jiàn)薄(báo)壁。

    (4)透气性太差(chà),砂(shā)型紧实度过高会造成透气(qì)性差,则可能产生气(qì)隔。此外,型砂紧实度高还会加快(kuài)从(cóng)熔融金属液(yè)中吸走热量,在金属液未来得及充满铸型(xíng)型腔之(zhī)前(qián)就可能使铸(zhù)件(jiàn)冷(lěng)凝了。

    (5)造型(xíng)材料导热性过高,造(zào)型材料吸取热量(liàng)和冷凝金属(shǔ)的(de)速度各有差异(yì),如金属型和砂(shā)型之间的差异,石英砂(shā)和(hé)锆砂之(zhī)间的差异,都(dōu)会对冷(lěng)隔缺陷的(de)产生有不(bú)同的影(yǐng)响(xiǎng)。

    6.制芯

    (1)砂(shā)芯过硬,金属液通常很难平静地(dì)流到较(jiào)硬的砂(shā)芯(xīn)近旁,而常会在该(gāi)处出现翻腾(téng)的情况,这样会形成过早(zǎo)的冷凝。

    (2)排气不够充分,任何被包封的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使金属(shǔ)液流产生(shēng)任何(hé)程度间断的浇注系(xì)统而言,这一问题(tí)则更为严(yán)重。

    (3)型(xíng)芯尺寸不正确或放置(zhì)不当(dāng),型芯移位会使铸件截面减(jiǎn)薄,如果金属液的流动能力不(bú)够高,则会产生浇(jiāo)不足或冷隔。

    (4)漂芯或砂芯下沉,这(zhè)和下(xià)型拱起(qǐ)、上型下沉的后果完全一样,都会使铸(zhù)件截面变得过薄。

    (5)偏芯造成(chéng)铸件截面过薄,这是漂芯或砂芯下沉的另(lìng)一种表现形式。

    (6)砂芯变形,因粘结剂的热塑(sù)性而引起砂芯的变形(xíng)是造成铸件变形的一个(gè)原因。因变形引起的翘曲,在浇注过(guò)程中和偏芯的作用(yòng)一样,都会使(shǐ)铸件(jiàn)截面减薄。

    (7)芯骨距砂芯表面过近,这样设置的芯骨对金属起(qǐ)着激冷作用,因而(ér)迟滞了金属液的正常流动,降低了金属液的流动性(xìng)。

    (8)型芯材料导热性过高,其后果和造型材料导(dǎo)热(rè)性过高(gāo)一样。

    7.造型(xíng)

    (1)舂砂过(guò)实降(jiàng)低了透气性。

    (2)舂砂不均(jun1)时(shí),将造(zào)成型(xíng)砂紧(jǐn)实度(dù)的(de)变化,使(shǐ)局部砂型透气性过低,这样会改变金属(shǔ)液的流(liú)动,或(huò)者形成局(jú)部截面受(shòu)激冷,从而导(dǎo)致产生冷隔(gé)。

    (3)舂砂过松(sōng)导致上型下沉,使铸件截面变薄。

    (4)修型或修补过度,其后果(guǒ)和形成金属液的(de)翻(fān)腾(téng)或(huò)改变型(xíng)砂导热(rè)性一样(yàng)。

    (5)芯撑尺(chǐ)寸错误(wù)引起漂芯,会造成铸件截面过薄,使金(jīn)属熔液(yè)很难完(wán)满充型(xíng)。

    (6)芯撑过小或芯撑数量过少(shǎo),造成漂芯。

    (7)型(xíng)芯或铸型的涂(tú)料涂层(céng)过厚(hòu),都会使铸件的较薄截面变得(dé)更薄(báo)。

    8.金属(shǔ)成分

    (1)铸铁,碳当量对金属液的流动性有(yǒu)影响。一般来说(shuō),低碳当量的(de)金属液会因其流动性差而容(róng)易产生(shēng)冷隔和(hé)浇不足;但碳当(dāng)量过高又(yòu)会产(chǎn)生石墨漂浮缺陷(xiàn)。

    (2)铸(zhù)钢,钢的成分由(yóu)低(dī)碳(tàn)到高碳,如果添加各种合金元素,可以调整其流动性。钢具有较高的热幅射性,热量损失较快,这种特(tè)性使(shǐ)钢液(yè)与冷的或湿的铸(zhù)型接(jiē)触时,会(huì)很(hěn)快降低其流(liú)动性。

    (3)铜合金,由于铜(tóng)合金品种(zhǒng)较多,流动性(xìng)差别很大,因此改进(jìn)流动性的方法取决于所采(cǎi)用的合金(jīn)类型。

    (4)铝合金,在铝(lǚ)合金成分中增加硅或铁的含量(liàng),会(huì)使其较低的流动(dòng)性得到(dào)改(gǎi)善。含气或被污(wū)染的铝合金,特别易于产(chǎn)生(shēng)冷(lěng)隔(gé)。

    (5)镁合金,可(kě)以通(tōng)过将成分调(diào)整到接近(jìn)于共晶(jīng)成分而改善其(qí)流动(dòng)性。

    9. 熔炼

    (1)因称重或加料不严格导致成分错(cuò)误。

    (2)金属液熔化温(wēn)度(dù)过(guò)低或流(liú)动(dòng)性太差(chà)。无论是哪(nǎ)一(yī)种金属,其温(wēn)度过低是造(zào)成浇不足的(de)基(jī)本原因。

    (3)金属液氧化或含气(qì)。这可能是由于(yú)耐火材料(liào)太湿、湍(tuān)流(liú)所造成(chéng)的,无论是何种(zhǒng)金属,氧化或含气金属液的流(liú)动性(xìng)都会降低;熔炼(liàn)操(cāo)作(zuò)不当,特(tè)别容易使有(yǒu)色金属(shǔ)吸(xī)附气体;熔炼灰铸铁时,冲天炉(lú)底焦(jiāo)高度太低,也会(huì)产(chǎn)生同(tóng)样的后果。

    (4)金属液还原过分。会因为吸氢(qīng)而(ér)产生问题,在所有(yǒu)的金属中这都是应予以考虑(lǜ)的因素,对铝合金而言尤为(wéi)重要。

    (5)浇包(bāo)内(nèi)添(tiān)加料过量。这些添加(jiā)料都具有直(zhí)接降(jiàng)低温(wēn)度(dù)的作用,因而也就降低了金(jīn)属液的流动性。

    (6)浇(jiāo)包内(nèi)添加物潮湿,会造成温度损(sǔn)耗,导(dǎo)致金属液温(wēn)度(dù)过(guò)低。

    10. 浇注

    浇注被(bèi)认为是造(zào)成浇不足缺陷的主(zhǔ)要原因之一,以下因素可(kě)能是浇注过程(chéng)中导致产生缺陷的成因。

    1)浇注温度过低。

    (1)间断浇注会(huì)造成金属(shǔ)液充型不均衡,当重(chóng)新(xīn)开始浇注(zhù)后,则易于产生氧(yǎng)化薄(báo)膜或吸(xī)收气体,这都会妨碍熔融金(jīn)属的熔(róng)合。

    (2)过快减慢浇注速度,会降低金(jīn)属液(yè)完(wán)全(quán)充满(mǎn)铸型型腔所(suǒ)需(xū)的压(yā)力,当上箱中有凸台(tái)或上箱太(tài)浅(qiǎn)时,过快减慢浇注速度铸成的铸(zhù)件,其(qí)缺(quē)陷尤为严重。

    (3)金属(shǔ)液(yè)沸腾。流槽、内衬(chèn)、浇包(bāo)嘴太(tài)湿,或浇包(bāo)内有废(fèi)渣,都会造成金属液沸(fèi)腾,既(jì)降低了熔融金(jīn)属的温度(dù),又(yòu)降低(dī)了其流动性。

    (4)水(shuǐ)平浇注薄平铸(zhù)件,未使其(qí)有一(yī)个倾(qīng)斜度,都容易造成冷隔缺陷。

    (5)因跑(pǎo)火降低了浇注压力,会造(zào)成浇注(zhù)间断(duàn),其(qí)后果和(hé)过快降(jiàng)低浇注压头一样。

    (6)熔(róng)渣、脏物(wù)或浇(jiāo)包(bāo)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(sù)度一样。

    (7)若浇注的金属(shǔ)液短(duǎn)缺,会(huì)降低熔融金属(shǔ)的(de)输(shū)送压力。上箱(xiāng)较浅时,浇注的(de)熔融金属稍有(yǒu)短(duǎn)缺,会使压力水平低于(yú)铸件的(de)zui高点(diǎn),这样(yàng)即便不会造(zào)成浇不足(zú),也容易形成侵入(rù)气(qì)孔(kǒng)或(huò)缩(suō)松。实际上(shàng),上箱凸台部位产生(shēng)侵入(rù)气孔,通常都和浇不足有关,当浇(jiāo)注短缺是其成因时,这两种(zhǒng)缺(quē)陷很可能不易识别。

    (8)浇(jiāo)注过慢,会使内浇道不(bú)能保持(chí)有充分的金属液,不(bú)能较快地充满铸型来防止冷(lěng)隔。浇注过慢还是造成膨胀缺陷的主要(yào)原因,上型(xíng)膨胀(zhàng)的倾(qīng)向会进一(yī)步加大形(xíng)成冷隔的可能。

    (9)未能保持直(zhí)浇道、横浇(jiāo)道(dào)和内浇道充满熔(róng)融的金属液,其结果和间断(duàn)浇注或压(yā)力头不足一样。此外,还(hái)会(huì)造成包封(fēng)空气,因而降低了金属液的流动性,在(zài)一些合金(如(rú)铸钢中)会快速地形(xíng)成氧(yǎng)化膜。

    11 其他

    (1)冷铁和芯撑过大(dà)时,其后果和激冷一样,使金属液流动性降低(dī)而产生冷隔。冷隔很(hěn)可能出现在芯撑或(huò)距芯撑很近的部位。

    (2)因(yīn)铸型(xíng)压铁过重等原因使(shǐ)铸件截面减薄。若压铁重量超过(guò)铸型能够承担(dān)的负荷时(shí),会发生塌型。即使截面尺寸改变(biàn)很(hěn)小(xiǎo),也(yě)可能导致产生浇不足缺陷。

    (3)铸型型腔的薄截面处(chù)产生水气凝聚,这会降低金属液的流动性,同时还(hái)会(huì)造成包封(fēng)气(qì)体。

    解决"冷隔"缺陷

    冷隔缺陷不光表面难看,且(qiě)内部(bù)金属结合力弱,严重(chóng)影响铸(zhù)件的(de)机械(xiè)性能,今(jīn)天小编将对(duì)其(qí)做简单介绍(shào)。

    缺陷(xiàn)现象:

    温(wēn)度(dù)较低(dī)的金(jīn)属流(liú)互(hù)相对接(jiē)但未熔合而出现的缝隙,呈不规则的(de)线形,有穿透的和不穿透的两种,在外力的作用下有发展的(de)趋势。

    别名:冷接(对接)、熔接(jiē)不良

    成(chéng)因分(fèn)析:

    1、金属液浇注温度低或模具温度低;

    2、合金成分不符合标准,流动性差;

    3、金属液分股填充(chōng),熔合不良;

    4、浇口不合(hé)理,流程太长;

    5、填充速度低或排气不良(liáng);

    6、压射比压偏(piān)低。

    对应措施:

    1、产品发黑,伴有流痕(hén)。适(shì)当提高浇(jiāo)注温度和模具温度(dù);观察模温减少涂(tú)料喷(pēn)涂

    2、改变合金成分(fèn),提高流动性;

    3、烫模件看铝液(yè)流向,金属(shǔ)液碰撞(zhuàng)产生冷(lěng)隔(gé)出现一般为涡旋(xuán)状(zhuàng),伴有(yǒu)流痕。改进浇注(zhù)系统,改(gǎi)善内浇口的填充方向。另(lìng)外可在铸件边缘(yuán)开设集渣包以改善填充条件;

    4、伴(bàn)有远端(duān)压不实(shí)。更改浇口(kǒu)位置和截面积,改善(shàn)排溢条件,增大(dà)溢流量;

    5、改(gǎi)变金属液(yè)流量,提高压射(shè)速(sù)度;

    6、铸件整体(tǐ)压不实。提高比(bǐ)压(尽量不(bú)采用),有条件zui好换到大吨位机台。

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