知识篇——怎样解决(jué)铸件浇不足和冷隔缺(quē)陷(xiàn)!
发布时间(jiān): 2020-04-29 来源(yuán):洛阳B体育直播和顺祥机(jī)械有限(xiàn)公(gōng)司 点击:2430
浇不足和(hé)冷隔是铸造中相(xiàng)当普遍的缺陷,在很(hěn)多情况下,这两类缺(quē)陷在完全报(bào)废铸件中占一(yī)或第(dì)二位(wèi)。
浇不足是指金属液未能充满铸型型腔而形(xíng)成不完(wán)整的铸件,这类缺陷的特点是铸(zhù)件壁(bì)上具有光滑圆边的穿孔,或者铸(zhù)件的一个或多个末端未(wèi)充满金属(shǔ)液;
冷(lěng)隔是指(zhǐ)在两(liǎng)股金属汇聚处(chù),因其未能完全(quán)熔合而存在明显的不(bú)连(lián)续性缺陷的铸件(jiàn),这(zhè)类(lèi)缺陷的外观,常呈现(xiàn)为带有光滑圆边的裂纹或皱纹。
这两类缺陷的特点:一是(shì)在铸件检验(yàn)中比较容易发现;二是除了清理工(gōng)序(xù)外(wài),其产生原(yuán)因几乎存(cún)在于铸造的每一道工序中(zhōng)。下面笔者(zhě)结合(hé)多年的(de)生产实践并参阅有关资料,谈(tán)谈铸件浇不足和(hé)冷(lěng)隔的产生原因(yīn)及其防止(zhǐ)措施(shī)。
1.铸件(jiàn)和模样(yàng)设计(jì)
(1)因铸件截面厚薄不均造成金(jīn)属流间断(duàn),在某些铸(zhù)件设计中,薄截面(miàn)位于金(jīn)属液难以(yǐ)达到的部位,很难恰当地设置(zhì)浇注系统。在可能的情况下,应对这类设(shè)计(jì)进行修改(gǎi),当无法更改(gǎi)设计时,则需采用相当复杂的浇(jiāo)注系(xì)统,以避(bì)免产(chǎn)生(shēng)这类缺陷。
(2)铸件截面相对(duì)过薄,这(zhè)种(zhǒng)设计没能考(kǎo)虑(lǜ)到金(jīn)属流动和凝(níng)固的(de)规律(lǜ)。如果设计者不能加(jiā)厚这一截面的话(huà),惟一的补救办法是提高金属(shǔ)的浇注温度,或者修改金属的化学成分,以(yǐ)改善其流动性(xìng)。还有一个较好的弥补办法是采用不会产(chǎn)生急冷的铸型(型芯),但这会使生(shēng)产成本增加,因此在可能的情况下应更改设计。
2. 模样
(1)模样或芯盒磨损(sǔn)造成铸件截面(miàn)过薄,型(xíng)砂(shā)是磨损力相当强的材料,会造成模样(yàng)磨损(sǔn),进而(ér)造(zào)成铸件截面减薄(báo),导致产(chǎn)生(shēng)浇不足和冷隔(gé)缺陷。有效(xiào)的预防(fáng)措(cuò)施是(shì)建立正规的检查制度,把有缺陷的(de)模样检查(chá)出来。
(2)模样强度差! 在造型(xíng)或制芯的压力下(xià),模样由于强度不够而(ér)产(chǎn)生变形(xíng),这样的模样和芯盒会造(zào)成铸型和型芯(xīn)变形。这样既会造成金属液未能按预期设想流(liú)动,又(yòu)会(huì)形成铸件截面过薄。改正(zhèng)的(de)方法是加固模样。
(3)模样或芯盒定位不准(zhǔn),其产生(shēng)原因是定位销和销套已经磨损,定位(wèi)销数量过少或定位销尺寸(cùn)过小都容(róng)易产生磨损。在上下(xià)模底板上(shàng)按中(zhōng)心线安装分成两半的模样时(shí),也会出现错位的缺陷。如果不试浇样(yàng)品铸(zhù)件,则很难(nán)证实分装在上、下(xià)模(mó)底板(bǎn)上的两半模样是否(fǒu)对(duì)准。防止(zhǐ)产生这(zhè)类缺陷(xiàn)的首要措(cuò)施(shī)就(jiù)是加强检验。
3. 砂箱及其准备
(1)上下箱错箱(xiāng)造成铸件过薄,造成这种缺陷的原(yuán)因包括:定(dìng)位销磨损、定位销弯(wān)曲、销(xiāo)套磨损,或在(zài)箱耳座内有外来杂物(wù)。由(yóu)于错箱是(shì)造(zào)成铸(zhù)件缺陷的主要根源之一,因而必(bì)须定期(qī)对(duì)这些(xiē)部件(jiàn)进行维(wéi)修和(hé)保养。
(2)模样安装不当,这种情况一般是安(ān)装模样(yàng)的工人操(cāo)作(zuò)疏忽所造成(chéng)的。模样和模底板(bǎn)上(shàng)的对准中心线必须非常明显,以便安放(fàng)时易于检查。
(3)薄平铸件浇注(zhù)时倾斜度不够(gòu),对某些较薄的铸件来说,要使砂箱在浇注时能保(bǎo)持一个(gè)倾斜度,否则会形成封(fēng)闭气体,造成(chéng)金属液流间断。砂箱(xiāng)倾斜后,上(shàng)箱要保持(chí)足够的高度,使浇口位置(zhì)超过(guò)铸件的顶点。
(4)砂箱刚度(dù)不够或加固不当,也会使砂型变形而产生浇不足或冷隔,因此必须使用具(jù)有足够强度(dù)的砂箱,对于使用时间较长的砂(shā)箱应(yīng)加固后再使用。
(5)上箱太浅,可能会造成上型下垂(chuí),从而使铸件截(jié)面变窄、变(biàn)薄,以致产生浇不(bú)足的缺(quē)陷。在浇注较厚的(de)铸件时,上(shàng)箱太浅会因为金属压力(lì)不足而导致产(chǎn)生缩松(sōng)和(hé)侵入气孔;而在(zài)浇注较薄铸件时,其(qí)后果则(zé)是产生掉砂或(huò)浇不足的缺陷。
4.浇冒(mào)口系统
(1)内(nèi)浇道、横(héng)浇道(dào)和(hé)直浇道截面尺寸不当,为了(le)避(bì)免产生金属(shǔ)液流(liú)间断(duàn)的(de)现象,应按以下要求设计浇注(zhù)系统,即(jí)必须使直浇(jiāo)道(dào)和横(héng)浇道具有足够的(de)尺寸,以保证平稳地向所有内浇道输送金(jīn)属(shǔ)液(yè)。另外,为(wéi)保证金(jīn)属液流动时能够始(shǐ)终(zhōng)完(wán)全充(chōng)满浇注系统,可减小浇道面积来建立压头。浇注系(xì)统设(shè)计的基(jī)本原则是确(què)保金(jīn)属液(yè)流动平稳,并能够充(chōng)满(mǎn)浇注系统(tǒng),防止金属液(yè)流间断。
(2)内浇道位置(zhì)不当,内浇道的(de)位置完全取决于铸件结构。因此必须(xū)分析铸型(xíng)型腔是(shì)如何被金属液充满的(de),根据金属液充满型腔(qiāng)的流动模式设置(zhì)内浇(jiāo)道(dào)。
(3)内(nèi)浇道分布不当或不均衡! 这是由于没能正确地预测(cè)金属液流动的实际情况(kuàng)而造成的。除了要考虑金属液在一般(bān)情(qíng)况下的(de)流动状态,还应(yīng)考虑金属液(yè)对型壁的摩擦、金属(shǔ)液的冷却情(qíng)况(kuàng)和金属(shǔ)液的(de)流动(dòng)性(xìng)。金(jīn)属液充型的确切过程通常很难预测(cè),但可以(yǐ)通(tōng)过试验(yàn)探索出金属液的流动模式。例如,某一铸件通常要20S的浇注时间,我(wǒ)们(men)可分别按5S、10S、15S 浇注(zhù)同样的铸型,对这三(sān)个(gè)没有浇满的铸(zhù)件进行落砂和清理,并仍使其带着内浇道,这样就可显(xiǎn)示出金属(shǔ)液实(shí)际(jì)的流动模式(shì),以这些参(cān)数作为依据来重新设计出zui佳的浇注系(xì)统。
(4)压头太(tài)低! 这也是造成浇不足的一个原因。
5.型砂
(1)型砂水分太高,会造成金属液沸腾而失去流动性,导致产生(shēng)浇不足和冷(lěng)隔(gé)。
(2)型砂中挥发物太多,过量的挥发物在金属(shǔ)液流之前(qián)充满型(xíng)腔(qiāng),会使金属液难(nán)以完(wán)整地(dì)充满型腔(qiāng),从(cóng)而有(yǒu)可能造成气(qì)隔或气隔(gé)缝,即(jí)使(shǐ)金属液流到了正常部位,也会因此而难(nán)以熔合,导(dǎo)致(zhì)产生冷(lěng)隔和浇不足。
(3)背(bèi)砂强度低,不管是(shì)因为箱带不(bú)足还是背砂强度太低而引起(qǐ)的上(shàng)型下沉(chén),都会使较薄(báo)的(de)型腔截面变(biàn)得更薄,从而使金属液难以充满(mǎn)铸件薄壁。
(4)透气性太(tài)差,砂型紧实度过高会造成透气(qì)性差,则可(kě)能产生(shēng)气隔。此外,型砂紧实度高还(hái)会(huì)加(jiā)快(kuài)从熔融金属液(yè)中吸走热量,在金属液未来得及(jí)充满铸型型(xíng)腔(qiāng)之前就可能使铸件冷凝了。
(5)造(zào)型(xíng)材(cái)料导热性过高,造型材料吸取热量和冷凝金属的速度各有差异,如金属型和砂型之间的差(chà)异,石(shí)英砂和锆砂之间的差异,都会对冷(lěng)隔缺陷的(de)产生有不同的影响。
6.制芯
(1)砂芯过硬(yìng),金属液通常很难平静地流到较硬的(de)砂(shā)芯近旁,而常会在该(gāi)处出现翻腾的(de)情况,这样会形成过早的冷凝。
(2)排气不够充分,任何(hé)被包封的气体,都会造成铸(zhù)件气(qì)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(yī)问题则更为严重(chóng)。
(3)型芯尺(chǐ)寸不(bú)正确或放置不当,型芯移位会使铸(zhù)件截面(miàn)减薄,如果金属液(yè)的流动能力不(bú)够(gòu)高,则(zé)会产生(shēng)浇不足或冷隔(gé)。
(4)漂芯或砂芯(xīn)下沉,这和(hé)下型拱起、上(shàng)型下沉的(de)后(hòu)果完全一(yī)样,都会使铸件(jiàn)截面变得过薄(báo)。
(5)偏芯造成铸件截面过薄,这是漂芯或砂芯(xīn)下沉的另一种表现形式。
(6)砂(shā)芯变形(xíng),因粘结剂的热塑性而引起砂芯(xīn)的变形是造成铸(zhù)件变形的一个原(yuán)因(yīn)。因变形引起的(de)翘(qiào)曲,在浇注(zhù)过程中(zhōng)和偏芯的(de)作用一(yī)样,都会使铸件截面减薄。
(7)芯骨距(jù)砂芯表面过(guò)近,这样(yàng)设置的芯(xīn)骨对金属起(qǐ)着激冷作用,因而迟滞了金(jīn)属液的正常流动(dòng),降低了金(jīn)属(shǔ)液的流(liú)动性。
(8)型芯(xīn)材料导热性过(guò)高(gāo),其后果和造型材料导(dǎo)热性过高(gāo)一样。
7.造型
(1)舂砂过实降低了透气性(xìng)。
(2)舂砂不(bú)均时(shí),将造成型砂紧实度的(de)变化,使局部砂型透(tòu)气性过低,这样(yàng)会改变金属液的流动(dòng),或者形成局部截(jié)面受(shòu)激冷,从而(ér)导致产(chǎn)生冷隔。
(3)舂砂过松导致(zhì)上型下沉(chén),使(shǐ)铸件截面变薄。
(4)修型或修补过度,其后果和形成金属液的翻腾或改变型砂导热(rè)性一样。
(5)芯撑尺寸错误引起(qǐ)漂芯,会造成铸件截面过薄,使金属熔(róng)液很(hěn)难完满充型。
(6)芯(xīn)撑过小或芯撑数量过少(shǎo),造成(chéng)漂芯。
(7)型芯(xīn)或铸型的涂(tú)料涂(tú)层过厚,都会使铸件的(de)较薄截(jié)面变得更薄。
8.金属成(chéng)分
(1)铸铁,碳当量对(duì)金属液的流动性有影(yǐng)响(xiǎng)。一般来说,低(dī)碳当量的金属液会因(yīn)其流动(dòng)性差而容(róng)易产生冷隔和浇不(bú)足;但碳当量过高又会产生(shēng)石(shí)墨漂浮(fú)缺陷。
(2)铸(zhù)钢,钢的成分由低碳到高碳,如(rú)果添(tiān)加各种合(hé)金元(yuán)素(sù),可以(yǐ)调整其(qí)流动性。钢(gāng)具有较(jiào)高的热幅射性,热(rè)量损(sǔn)失较快,这种特性使钢液与冷(lěng)的或湿(shī)的(de)铸型接触时(shí),会很快(kuài)降低其流(liú)动性(xìng)。
(3)铜合金(jīn),由(yóu)于铜合(hé)金品种较多,流动(dòng)性差别很大,因此改进流动性(xìng)的(de)方法取决于所采用的合金(jīn)类(lèi)型。
(4)铝合金(jīn),在铝合金成分中增加硅或铁的含量,会使其较(jiào)低的流动性得到(dào)改善(shàn)。含气(qì)或(huò)被(bèi)污染的(de)铝合金,特别易于产生冷(lěng)隔。
(5)镁合金,可以通过将(jiāng)成分调整到接近于共晶成分而改善其流动性。
9. 熔炼(liàn)
(1)因称(chēng)重(chóng)或加料不严格导致成分错误。
(2)金(jīn)属液熔化(huà)温(wēn)度过低或(huò)流动性太差。无论是哪一种金属(shǔ),其温度(dù)过低是造(zào)成浇不足的基本原因。
(3)金属(shǔ)液(yè)氧化(huà)或含气。这可能是由于耐火材料太湿、湍流所造成(chéng)的(de),无论是何种金属,氧化或含气(qì)金属液的流动性都会降低;熔炼操作不当,特(tè)别容易使有色(sè)金属吸附(fù)气体;熔炼灰铸铁(tiě)时,冲天(tiān)炉底(dǐ)焦(jiāo)高(gāo)度太低,也(yě)会产生同(tóng)样的后果。
(4)金属液还(hái)原过分。会因为吸氢而产生问(wèn)题,在所有的金属中(zhōng)这都(dōu)是应予以考虑的(de)因素,对铝合(hé)金而言尤为重要。
(5)浇包内(nèi)添加料过量。这些添加料(liào)都具(jù)有直接降低温度(dù)的作用,因(yīn)而也就(jiù)降低了金属液的流(liú)动性(xìng)。
(6)浇包(bāo)内添(tiān)加(jiā)物潮湿,会(huì)造成温度损耗,导(dǎo)致金属液温度(dù)过低。
10. 浇(jiāo)注
浇注被认为(wéi)是造成浇不足缺陷的主要原(yuán)因之一,以下因素可能是浇注过程中(zhōng)导致产生缺陷的成(chéng)因(yīn)。
1)浇(jiāo)注温度(dù)过低。
(1)间断浇注(zhù)会造成金属液充型不均衡,当重(chóng)新开始(shǐ)浇(jiāo)注后,则易于产生氧化薄膜或吸收气体(tǐ),这都会妨碍熔融(róng)金属的熔合。
(2)过快减慢浇注速(sù)度(dù),会(huì)降(jiàng)低金属液完全充满铸(zhù)型(xíng)型腔所需的压力,当上箱中有凸台或上箱太浅时,过快减慢浇注(zhù)速度(dù)铸成的铸件,其缺陷尤为(wéi)严重。
(3)金属(shǔ)液沸腾。流槽、内衬、浇包(bāo)嘴太湿,或(huò)浇包内有废渣,都会造成金(jīn)属(shǔ)液沸腾,既降低(dī)了(le)熔融金属的温(wēn)度,又降低了其流动性。
(4)水平浇注薄平铸件,未使其有一个(gè)倾斜度,都(dōu)容易造成冷隔缺陷。
(5)因跑火降(jiàng)低了浇注压力(lì),会造成浇注间断,其后(hòu)果和过快降低浇注(zhù)压头一(yī)样。
(6)熔渣、脏物或(huò)浇包耐火材料堵住(zhù)内浇(jiāo)口,其后(hòu)果与间断(duàn)浇注或过快(kuài)减慢浇注(zhù)速度一样。
(7)若浇注(zhù)的金属液短(duǎn)缺(quē),会降低熔融金属(shǔ)的(de)输送压力。上箱较浅时(shí),浇(jiāo)注(zhù)的熔融金(jīn)属稍有(yǒu)短缺,会使(shǐ)压(yā)力水平低于铸件(jiàn)的zui高点,这样即(jí)便不会造(zào)成(chéng)浇不足,也容易形成侵入气孔或缩松(sōng)。实际上,上箱凸台部位产(chǎn)生侵入气孔,通常都和浇不足有关,当浇注短缺(quē)是其成因时,这两种缺陷很可能不(bú)易识别。
(8)浇注过慢,会使内浇道不能保持有充(chōng)分的金属液,不(bú)能(néng)较快(kuài)地充(chōng)满铸型来防止(zhǐ)冷隔。浇注过(guò)慢还是造成膨胀缺陷的主要原因,上(shàng)型膨胀(zhàng)的(de)倾(qīng)向会进一步(bù)加大(dà)形成冷(lěng)隔(gé)的可能。
(9)未能保持直浇道、横浇道和内浇道充满熔融的金属液,其结果和间断浇注或压力头不足一样。此外,还会造成包封空(kōng)气,因而降低了金属(shǔ)液的流(liú)动性,在一些合金(jīn)(如铸钢中)会快速地(dì)形成氧化膜(mó)。
11 其他
(1)冷铁和(hé)芯撑过(guò)大时,其后果和激冷一(yī)样(yàng),使金属(shǔ)液(yè)流动(dòng)性(xìng)降低而产生冷隔。冷(lěng)隔(gé)很可能出现在芯撑或距芯撑(chēng)很近的部位。
(2)因铸(zhù)型压(yā)铁(tiě)过重等原因使铸件(jiàn)截面减(jiǎn)薄。若压铁重(chóng)量超过(guò)铸(zhù)型能够(gòu)承(chéng)担的负荷时,会发(fā)生塌(tā)型。即使截面尺寸改变很小(xiǎo),也可能导致产生浇不足缺陷。
(3)铸型型腔的薄截面处产(chǎn)生水气(qì)凝聚,这会降低金属液的流(liú)动(dòng)性,同(tóng)时还会造(zào)成包封气体。
解决"冷隔"缺(quē)陷(xiàn)
冷隔缺(quē)陷不光表面难(nán)看(kàn),且内部金属结合力弱,严(yán)重影响铸件的机械性能,今天(tiān)小编将对其做简单介绍。
缺陷现象:
温度较低的(de)金(jīn)属流互(hù)相对接但未熔(róng)合而出(chū)现的缝隙,呈不规(guī)则(zé)的线形,有穿(chuān)透的(de)和(hé)不穿透的两种,在(zài)外力的作用下有发展的趋(qū)势。
别名:冷(lěng)接(jiē)(对接)、熔(róng)接不良
成因(yīn)分析(xī):
1、金属(shǔ)液浇注温度低或模具温度低;
2、合金成分不符合标准,流(liú)动性差;
3、金属(shǔ)液分股填充,熔合不良;
4、浇(jiāo)口(kǒu)不合(hé)理,流程太长;
5、填(tián)充速度低或排气不(bú)良;
6、压射比压偏低(dī)。
对应措施:
1、产(chǎn)品发黑,伴有流(liú)痕。适当提高浇注温度和模具温(wēn)度;观(guān)察模(mó)温减少涂料喷(pēn)涂
2、改变合金成分(fèn),提高流动(dòng)性;
3、烫(tàng)模件看(kàn)铝液流向,金属液碰(pèng)撞产(chǎn)生冷隔(gé)出现一般(bān)为涡旋状,伴有流(liú)痕。改(gǎi)进(jìn)浇注系(xì)统,改善内浇口的填充方向。另(lìng)外可在铸件边缘开设集(jí)渣包(bāo)以改善(shàn)填充条件;
4、伴(bàn)有远端压不实。更改浇口位置和截面积,改善排溢条件,增(zēng)大溢(yì)流量;
5、改(gǎi)变金属(shǔ)液流量,提高压射(shè)速(sù)度;
6、铸(zhù)件(jiàn)整体压不实。提高比(bǐ)压(尽量不(bú)采用),有条件zui好换到大吨位(wèi)机(jī)台。