知(zhī)识篇——怎(zěn)样解决铸件浇不足和冷隔(gé)缺陷(xiàn)!
发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳(yáng)米兰官方网页版和顺祥机械有限公司(sī) 点(diǎn)击:2432
浇不足和(hé)冷隔是铸造中相当普(pǔ)遍(biàn)的(de)缺陷,在很多情(qíng)况下,这(zhè)两类(lèi)缺(quē)陷在完全报废铸(zhù)件中占(zhàn)一或第二(èr)位。
浇不足是指(zhǐ)金属(shǔ)液未能充满铸型型腔而形成不完整(zhěng)的铸件,这类缺陷的特点是铸件(jiàn)壁上具有光滑圆边的穿孔,或者铸件的一个或多个末端未充满金(jīn)属液;
冷隔是(shì)指在两股金属(shǔ)汇聚处,因其未(wèi)能(néng)完(wán)全熔合而存在明显的(de)不连(lián)续(xù)性缺陷(xiàn)的铸件,这类缺(quē)陷的外观,常呈现为(wéi)带有光滑圆边的裂纹或皱(zhòu)纹(wén)。
这两类(lèi)缺陷的特(tè)点(diǎn):一是在铸件检验中比较容易发现;二(èr)是除了清理(lǐ)工序(xù)外,其产生原因几乎(hū)存(cún)在于铸(zhù)造(zào)的每一道工序中。下面笔者(zhě)结合多年的生(shēng)产实(shí)践(jiàn)并参阅有关资料,谈谈铸件(jiàn)浇不足和(hé)冷隔的产生(shēng)原因及其防止措(cuò)施。
1.铸件和模样设计(jì)
(1)因铸件(jiàn)截面(miàn)厚薄不均造成金属流间(jiān)断,在某(mǒu)些(xiē)铸件(jiàn)设计中,薄截面位于金属液(yè)难以达到(dào)的部位,很难(nán)恰当地设置(zhì)浇(jiāo)注系统。在可能的情况(kuàng)下,应对这(zhè)类(lèi)设计(jì)进(jìn)行修改,当无法(fǎ)更改设计时(shí),则需采(cǎi)用相当复杂(zá)的浇(jiāo)注系统,以避免产(chǎn)生(shēng)这类缺陷。
(2)铸件(jiàn)截面(miàn)相对过薄,这种设(shè)计没能考虑到金属流动(dòng)和凝固的规律(lǜ)。如(rú)果设计者不能(néng)加厚这一截面的话,惟(wéi)一的补救(jiù)办法(fǎ)是提高金属的浇注温(wēn)度,或者修改(gǎi)金属的(de)化学成分,以改善其流动性。还(hái)有一个(gè)较好的弥补办法是采用(yòng)不会(huì)产生急冷的铸(zhù)型(型芯),但这(zhè)会使生产成本增加,因此在可能(néng)的情(qíng)况(kuàng)下应更改设计。
2. 模样(yàng)
(1)模样或芯盒磨损(sǔn)造成铸件截面过薄,型砂是磨损力(lì)相当强的材料,会造成(chéng)模样磨(mó)损,进而造成铸(zhù)件截面减薄,导致产(chǎn)生浇不(bú)足和冷隔缺陷。有效的预防措施是建立正规的检查制度,把有缺陷(xiàn)的模样检查出来。
(2)模样强(qiáng)度差! 在造(zào)型或制芯的(de)压力下,模样(yàng)由于强度(dù)不够而产生(shēng)变形,这样的模样和芯(xīn)盒会造成铸型和型芯变(biàn)形(xíng)。这样(yàng)既会造成金(jīn)属液未(wèi)能按预期设想流动,又会形(xíng)成铸件截面过薄。改正的方法是加固模样。
(3)模样(yàng)或芯(xīn)盒定位不准(zhǔn),其产(chǎn)生(shēng)原因是定位销和销套已经(jīng)磨损,定位销数量过少(shǎo)或定位销尺寸过小都容易产生磨损。在上(shàng)下模底板上按中心线安装分成两半的模样时,也会出(chū)现错位的缺陷。如果不(bú)试浇样品铸(zhù)件,则很(hěn)难证(zhèng)实(shí)分装在上、下模底板上的两半模样是否对准(zhǔn)。防止产生(shēng)这类缺陷的首要措施就是加强检验。
3. 砂箱及其准备
(1)上下箱错箱(xiāng)造成(chéng)铸件过(guò)薄,造成(chéng)这(zhè)种缺陷的(de)原因包括:定位销磨损(sǔn)、定位(wèi)销弯曲、销套(tào)磨损,或在箱耳座内有外来杂物。由于错(cuò)箱是造成铸件缺陷的主要根源之(zhī)一,因而必(bì)须(xū)定期(qī)对这些部件进行(háng)维修和保养。
(2)模样安装(zhuāng)不当,这种情况一般是安装模样的工人操作(zuò)疏忽所造成的。模样和模(mó)底板上的对(duì)准中心线必须非常明显(xiǎn),以便安(ān)放时易于(yú)检(jiǎn)查。
(3)薄(báo)平铸件浇注时倾(qīng)斜度不够,对某些较薄的铸件来说(shuō),要使砂箱在浇注(zhù)时能保(bǎo)持一个倾斜度,否(fǒu)则会形成封闭气体,造(zào)成金属液流(liú)间断。砂箱倾(qīng)斜后,上(shàng)箱要保持足够的高度,使浇(jiāo)口位(wèi)置(zhì)超过铸件的顶点。
(4)砂箱(xiāng)刚(gāng)度(dù)不(bú)够(gòu)或加固不当(dāng),也会(huì)使砂型(xíng)变形而产生浇不足或冷隔(gé),因此必(bì)须(xū)使用具有足(zú)够(gòu)强度的砂箱(xiāng),对于(yú)使用时间较长(zhǎng)的砂箱(xiāng)应加(jiā)固后再使用(yòng)。
(5)上箱太浅,可能会造成(chéng)上型下垂(chuí),从而使铸件截面变窄、变薄,以致产(chǎn)生浇不足的缺陷。在(zài)浇注较厚的铸件时,上箱太浅(qiǎn)会(huì)因为金(jīn)属压力不足而导致(zhì)产(chǎn)生缩松和侵入气孔(kǒng);而(ér)在浇注较薄铸件时,其后果则是产(chǎn)生掉(diào)砂(shā)或(huò)浇不足(zú)的缺陷(xiàn)。
4.浇冒口系统
(1)内浇道、横(héng)浇道和直浇(jiāo)道截面尺寸不当,为了(le)避(bì)免产(chǎn)生金属液(yè)流间断的现象,应按(àn)以下要求(qiú)设(shè)计浇注(zhù)系统,即必须使直(zhí)浇道(dào)和横(héng)浇道具有足够的尺寸,以保证平稳地向所有内浇道输送(sòng)金属液。另(lìng)外,为保(bǎo)证金(jīn)属(shǔ)液流(liú)动时能够始终完全充(chōng)满浇注系(xì)统(tǒng),可减小浇道面积来(lái)建立压头(tóu)。浇注系(xì)统(tǒng)设计的基本原(yuán)则(zé)是确(què)保金属液流动平稳,并能(néng)够充满(mǎn)浇注(zhù)系统,防止金(jīn)属液流间断。
(2)内浇道(dào)位置不当,内(nèi)浇道的位置完全取决(jué)于铸(zhù)件结构(gòu)。因(yīn)此必须(xū)分析铸型型(xíng)腔是如(rú)何(hé)被金属液充满的,根据金属液充满(mǎn)型腔的流动(dòng)模式设置内浇道。
(3)内浇(jiāo)道分布不当或不均(jun1)衡! 这是由于没能正确地(dì)预测金属液流动的实际情况而造成(chéng)的。除(chú)了要考虑金属液在一般情况下的流动状态,还(hái)应考虑金属液(yè)对型壁的摩(mó)擦、金属液(yè)的冷却情况和金属液的流(liú)动性。金属液(yè)充型的确切过程(chéng)通常很(hěn)难预测,但可以通过(guò)试验探索出金属液的流动模式。例如,某一铸(zhù)件通常要20S的浇注(zhù)时间,我们可分别按5S、10S、15S 浇注同样的(de)铸型(xíng),对这三个没有浇满的铸件进行落砂和清理,并(bìng)仍使其带着内浇道,这样就可(kě)显示(shì)出金(jīn)属液实(shí)际的流(liú)动模式,以这些参数(shù)作(zuò)为依据来重新(xīn)设计出zui佳的(de)浇注系(xì)统。
(4)压头太低! 这(zhè)也是造成浇不足的(de)一个原(yuán)因。
5.型(xíng)砂(shā)
(1)型砂水分太高(gāo),会造成金属液(yè)沸腾(téng)而失去流动性,导致(zhì)产生浇不(bú)足和冷隔。
(2)型砂中挥发物太多,过量的挥(huī)发(fā)物在金(jīn)属液流之(zhī)前充满型(xíng)腔,会使金属液难以完整地(dì)充(chōng)满型腔,从(cóng)而有可能造(zào)成气隔或(huò)气隔缝,即使金属液流到了正常部位,也会因此(cǐ)而难(nán)以熔合,导(dǎo)致产(chǎn)生冷(lěng)隔和浇(jiāo)不足。
(3)背砂强度低,不(bú)管是因为箱带(dài)不足还是背砂强度太低而引起的上型下沉,都会使较薄(báo)的型(xíng)腔截面变得(dé)更薄,从(cóng)而使金属液难(nán)以充(chōng)满铸(zhù)件薄壁(bì)。
(4)透气(qì)性太差,砂型紧实度过高会造成(chéng)透气性差,则(zé)可能(néng)产生气隔。此外,型砂紧实(shí)度高还会加快从熔融金属液中吸走热量,在金属液未来(lái)得及充满铸型型腔之前就可能使铸(zhù)件(jiàn)冷凝了。
(5)造型材料导热性过高,造型材料吸取热(rè)量和冷凝金属的速度各有差(chà)异,如(rú)金属型和(hé)砂型之间的差异,石英砂(shā)和锆砂之间的差异,都会(huì)对(duì)冷隔(gé)缺陷的产生有不同的影(yǐng)响。
6.制芯(xīn)
(1)砂芯过硬(yìng),金属液通常很难平(píng)静地(dì)流到较硬的砂芯近旁(páng),而常会在该处出现(xiàn)翻腾的情况,这样会形成(chéng)过早的冷凝。
(2)排气(qì)不够充分,任何被(bèi)包封(fēng)的气体,都会造成铸件气隔缝(féng)。对于(yú)会使(shǐ)金属液流产生任何(hé)程度间断的浇注系(xì)统而言,这一问题(tí)则更为严重。
(3)型芯尺寸不正确(què)或放置不当,型芯移位会使铸件截面减薄,如果金属液的流动能力不够(gòu)高(gāo),则会产生浇(jiāo)不足或冷隔。
(4)漂芯或砂芯下沉,这(zhè)和下型拱起、上型下沉的后(hòu)果完(wán)全一样,都会(huì)使铸件截面变(biàn)得过薄。
(5)偏芯造成(chéng)铸件截面(miàn)过薄,这是漂芯或砂芯下沉的另一(yī)种(zhǒng)表现形式。
(6)砂芯(xīn)变形,因粘结(jié)剂的热塑性而引起(qǐ)砂芯的变形是造成(chéng)铸件变形的一个原因(yīn)。因变(biàn)形引起的翘曲(qǔ),在浇注过程中和偏芯的作用一样,都会(huì)使铸件截面减薄。
(7)芯骨(gǔ)距砂芯表面过近,这样设置(zhì)的芯(xīn)骨(gǔ)对金属起着激冷作用(yòng),因(yīn)而迟滞(zhì)了(le)金属(shǔ)液的正常流(liú)动,降低了金属液(yè)的流动性。
(8)型芯材料导热(rè)性过高(gāo),其后果(guǒ)和造型材料导热性过高一样。
7.造型(xíng)
(1)舂(chōng)砂过实(shí)降低了透(tòu)气性。
(2)舂砂不均时,将造成型砂紧实度的变(biàn)化,使局部砂(shā)型(xíng)透(tòu)气(qì)性过低,这样会改变金(jīn)属液的(de)流动,或者形成局部截面受激冷,从而导致产生冷(lěng)隔(gé)。
(3)舂砂过松导(dǎo)致上型下沉(chén),使铸(zhù)件截面变薄(báo)。
(4)修型或修补过度,其(qí)后果和形成金属(shǔ)液的翻腾或改变型砂导热性一(yī)样(yàng)。
(5)芯撑尺寸错误(wù)引起漂芯,会造成铸件截面过薄,使金属熔液很难(nán)完满(mǎn)充型。
(6)芯撑过(guò)小或芯撑数量过少,造(zào)成漂芯。
(7)型芯或铸型的涂(tú)料涂层过(guò)厚,都会(huì)使(shǐ)铸件的较薄截面变得更薄。
8.金属成分
(1)铸(zhù)铁,碳当量(liàng)对金属液的流动性有影响。一般来说,低碳当量的金属(shǔ)液会因其流(liú)动性差(chà)而容易产生冷隔和浇不足;但碳当量(liàng)过高又会(huì)产生石墨漂浮缺陷(xiàn)。
(2)铸钢,钢的(de)成分由低碳到高碳,如果添加(jiā)各种合金元素,可以调整其流动(dòng)性。钢具有较高的热(rè)幅射性,热量损(sǔn)失较快,这(zhè)种特性使钢液与(yǔ)冷的(de)或湿的铸型接(jiē)触时,会很快降低(dī)其流动性(xìng)。
(3)铜合(hé)金,由(yóu)于铜合金品(pǐn)种较多,流动(dòng)性差别很(hěn)大(dà),因此改进流动性的(de)方法取决于所采用的(de)合(hé)金(jīn)类型(xíng)。
(4)铝(lǚ)合金,在铝(lǚ)合金成分中增(zēng)加硅或铁的含(hán)量,会使其较低的流动(dòng)性得到改善(shàn)。含(hán)气(qì)或被(bèi)污(wū)染的铝合金,特别易于产生(shēng)冷隔。
(5)镁合金,可(kě)以通过将成分(fèn)调整到接近于共(gòng)晶成(chéng)分而改善其流动性(xìng)。
9. 熔炼(liàn)
(1)因称重或加料不严格导致成分错(cuò)误。
(2)金属液(yè)熔化温度过(guò)低或流动性太差。无论是哪一种(zhǒng)金属,其温度(dù)过低(dī)是(shì)造成浇(jiāo)不足的基本(běn)原(yuán)因。
(3)金属液氧(yǎng)化(huà)或含气。这可能是由于耐火材料太湿、湍流所造成的,无论是何(hé)种金属,氧(yǎng)化或(huò)含气金属(shǔ)液的流动性都会降低(dī);熔炼操作不当,特别容易使有色金属吸附气体;熔炼灰铸铁时,冲天炉(lú)底焦高度太低(dī),也会产生同样的后果。
(4)金属(shǔ)液还原过分。会因为吸氢而产生问题,在所有的金属(shǔ)中这都(dōu)是应予以考虑(lǜ)的(de)因素(sù),对铝合金而言尤为重要。
(5)浇包内(nèi)添加(jiā)料(liào)过量。这(zhè)些添加料都具有直(zhí)接降低温(wēn)度的作用,因而也就降低了金属液的流动性。
(6)浇包内添加物潮湿,会造成温(wēn)度损耗,导致金属液温度过低。
10. 浇注(zhù)
浇注被认为是造成浇不足缺陷的主要原因(yīn)之(zhī)一,以下因素可能是(shì)浇注过程中导致产生缺陷的成因。
1)浇注(zhù)温度过低(dī)。
(1)间断浇注(zhù)会造成金(jīn)属液充型不均衡,当重新开始浇(jiāo)注(zhù)后,则易(yì)于(yú)产生(shēng)氧化(huà)薄膜或吸收气(qì)体,这都会妨碍熔融金属的熔合(hé)。
(2)过快减慢浇注速度,会降低金属液完全充(chōng)满铸型型腔(qiāng)所需的压力,当上箱中有凸台或上箱太浅时,过快减慢浇注速(sù)度铸(zhù)成的铸件(jiàn),其缺陷尤为严(yán)重。
(3)金属液沸腾。流槽、内衬(chèn)、浇包(bāo)嘴太湿,或浇包内有废渣,都会造成金属液沸腾,既(jì)降低了熔(róng)融金属的温度,又降低了其流动性(xìng)。
(4)水平浇注薄平铸件,未(wèi)使其有一个倾斜(xié)度,都容易造(zào)成(chéng)冷隔缺陷。
(5)因跑火降(jiàng)低了浇注压力,会(huì)造成浇注间断,其后果(guǒ)和过快降低浇注压头(tóu)一样。
(6)熔渣、脏物或浇包耐火材(cái)料堵(dǔ)住内(nèi)浇(jiāo)口,其后果与间断浇注(zhù)或过快减慢浇注速度一样。
(7)若(ruò)浇注的金(jīn)属(shǔ)液(yè)短缺,会(huì)降低熔融(róng)金属(shǔ)的输送压力。上箱(xiāng)较浅时,浇注的熔融金(jīn)属稍(shāo)有短缺,会使压力水平低于(yú)铸件的zui高点,这样(yàng)即(jí)便不会造成浇不足(zú),也(yě)容易形成(chéng)侵入气孔或缩(suō)松。实际上(shàng),上(shàng)箱凸台(tái)部位产生侵入(rù)气孔,通常都和(hé)浇不足有关(guān),当浇注短缺是其成因时,这两种缺(quē)陷很(hěn)可能不易识(shí)别(bié)。
(8)浇注过慢,会(huì)使(shǐ)内浇道不能保持有充分的金属液,不能较快地充满铸型来防止冷(lěng)隔。浇注过慢还是造成(chéng)膨胀缺陷的主要原因,上型(xíng)膨胀的(de)倾向会(huì)进一步(bù)加大(dà)形成冷隔的可能。
(9)未能保(bǎo)持直浇(jiāo)道、横(héng)浇道和内浇(jiāo)道充满熔融的(de)金(jīn)属(shǔ)液,其结果和(hé)间(jiān)断(duàn)浇注或压力头不足一样。此外,还会造成包封空气,因而降低了金属液的流动(dòng)性,在一(yī)些合(hé)金(如铸钢(gāng)中(zhōng))会快速地(dì)形成氧化膜。
11 其他
(1)冷铁和芯(xīn)撑过(guò)大时,其后果和激冷一(yī)样,使金属液流动性降低而产生冷隔。冷隔很可能出现在芯撑或距芯撑很近的部位。
(2)因铸型压铁过重等原因使铸件截面减薄(báo)。若压铁重(chóng)量超过铸型能够承担的负荷(hé)时,会(huì)发生塌型(xíng)。即使截面尺(chǐ)寸改(gǎi)变很小,也可能导致产生浇不(bú)足(zú)缺陷。
(3)铸型型腔的薄(báo)截面处产生水气凝聚,这会(huì)降低金属(shǔ)液(yè)的流动性(xìng),同(tóng)时还(hái)会造成包封气体。
解决"冷隔"缺陷
冷隔缺陷不光表面难看,且(qiě)内部金属结合力弱,严重影响铸(zhù)件的机械性(xìng)能,今(jīn)天小(xiǎo)编(biān)将对其做简单介绍。
缺陷现象:
温度(dù)较低的金(jīn)属流互相对接但未熔(róng)合而(ér)出现的(de)缝隙,呈不规则的线形,有穿透的和不穿透的(de)两种,在(zài)外力的作用下(xià)有发展的(de)趋势。
别名:冷接(对接)、熔接不良
成因分(fèn)析:
1、金属液浇注温度低或模具温度低(dī);
2、合金成(chéng)分不符合标准,流动性差;
3、金属液分股填充(chōng),熔(róng)合不良;
4、浇口不合理,流程太长;
5、填充速度低或排气不良;
6、压射比压偏低。
对应措施(shī):
1、产品发黑,伴有(yǒu)流痕。适(shì)当提高(gāo)浇注(zhù)温度和模具(jù)温度;观察模温减少涂料喷涂(tú)
2、改变合金成(chéng)分,提高流动性;
3、烫(tàng)模件看铝液流(liú)向,金属液碰撞产生(shēng)冷隔出现一(yī)般为涡旋状,伴有流痕(hén)。改进浇(jiāo)注(zhù)系统(tǒng),改善内浇口(kǒu)的填充方(fāng)向。另(lìng)外可在铸件边(biān)缘开设集(jí)渣包以改善填充条件;
4、伴(bàn)有远端压不实。更改浇口位置和截(jié)面积(jī),改善排溢条件(jiàn),增大(dà)溢流量(liàng);
5、改变金属液流量,提高压(yā)射速度;
6、铸件整体压不实(shí)。提高比压(尽量不采用),有条件zui好换到大吨位机台。