;
不要出現(xiàn)大面積的水平流動
;
不要出現(xiàn)由于傾倒或瀑布式流動而產(chǎn)生金屬液前端流動停止。
4、避免裹氣(產(chǎn)生氣泡)
避免澆注系統(tǒng)裹氣而產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔
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?梢酝ㄟ^以下方式達(dá)到:
合理設(shè)計階梯型澆口杯;
合理設(shè)計直澆道
,快速充滿
;
合理使用“水壩”;
避免采用“井式”或其他開放式澆注系統(tǒng)
;
采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片
;
使用除氣裝置;
澆注過程無中斷
。
5
、避免砂芯氣孔
避免砂芯或砂型產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔金屬液中。砂芯必須保證非常低的含氣量
,或者采用適當(dāng)?shù)呐艢庖宰柚股靶練饪桩a(chǎn)生
。除非能保證完全干透,否則不能用黏土基砂芯或模具修復(fù)膠
。
6
、避免縮孔
由于對流影響及不穩(wěn)定的壓力梯度,厚大截面的鑄件是無法實現(xiàn)向上補縮
。所以要遵循所有的補縮規(guī)律來保證良好的補縮設(shè)計
,采用計算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行驗證,實際澆注樣件
。控制砂型和砂芯連接處的飛邊水平
;控制鑄型涂料厚度(如果有的話)
;控制合金及鑄型溫度。
7
、避免對流
對流危害與凝固時間有關(guān)
。薄壁和厚壁鑄件都能不受對流危害影響。而對于中等壁厚鑄件:通過鑄件結(jié)構(gòu)或工藝來降低對流危害
;
避免向上補縮
;
澆滿后翻轉(zhuǎn)。
8
、減少偏析
預(yù)防偏析并控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)
,或客戶允許的成分超限區(qū)域。如果可能
,盡量避免通道偏析
。
9、減少殘余應(yīng)力
輕合金固溶處理后不要進(jìn)行水(冷水或熱水)介質(zhì)淬火。如果鑄件應(yīng)力看起來不大
,可采用聚合物淬火介質(zhì)或強制空氣淬火
。
10、給定基準(zhǔn)點
所有的鑄件都必須給定用于尺寸檢查和加工的定位基準(zhǔn)點
鑄造工藝規(guī)程是技術(shù)準(zhǔn)備工作的核心,是用于指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件
。它既是車間進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和科學(xué)管理的依據(jù)
,也是鑄造工藝技術(shù)水平的體現(xiàn)和技術(shù)經(jīng)驗的結(jié)晶。鑄造工藝規(guī)程編制水平的高低
,對鑄件質(zhì)量
、生產(chǎn)成本和效率起著關(guān)鍵性作用。
鑄造工藝裝備是指在鑄造生產(chǎn)過程中所用的各種模具
、工具
、夾具有量具等的總稱。主要有造型(芯)
、合型
、澆注等工藝過程中所用的模樣、芯盒
、澆冒口模
、砂箱、芯骨
、金屬型
、烘芯板、造型平板
、定位銷以及造型
、下芯的夾具、樣板
、磨具
、量具等各種鑄造工具。工藝裝備對于順利組織生產(chǎn)
,提高生產(chǎn)率和鑄件質(zhì)量
,降低鑄件成本和勞動強度,是十分重要的
。
為了使制定的鑄造工藝便于執(zhí)行
、遵守和交流,制定的用于指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)的技術(shù)文件統(tǒng)稱鑄造工藝規(guī)程
。鑄造工藝規(guī)程分兩大類:一類是工藝守則(也稱操作規(guī)程)
。特點是具有共用性
。即對鑄件生產(chǎn)通用的生產(chǎn)環(huán)節(jié)如砂處理、造型(芯)
、烘干
、合型、熔煉
、澆注
、落砂清理等制定的每個鑄件普遍適用的工藝規(guī)程稱為工藝守則。它往往是用文字
、表格說明工序的操作次序
、方法、規(guī)范
,以及所采取的材料和規(guī)格的技術(shù)文件
,用于指導(dǎo)工序生產(chǎn)操作。
另一類是針對每個鑄件的特點和要求編制的工藝規(guī)程
。對于大批量生產(chǎn)或重要鑄件的工藝規(guī)程的內(nèi)容包括:擬定的鑄造工藝方案
、繪制的鑄造工藝圖、鑄件圖
、模樣模板圖
、芯盒圖、砂箱圖
、鑄型裝配圖
、工藝卡片等。對于單件
、小批生產(chǎn)的普通鑄件的工藝規(guī)程可適當(dāng)簡化
。
鑄造工藝規(guī)程在生產(chǎn)中起下述作用:
1.有利于進(jìn)行工藝設(shè)計,既能選擇合理的工藝方案
,又能采用先進(jìn)工藝
,易于獲得優(yōu)質(zhì)低成本的鑄件。
2.有利于生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作
,如砂箱、芯骨
、模具的制備
。
3.是鑄造各工藝環(huán)節(jié)上進(jìn)行技術(shù)檢驗的根據(jù),易找出造成鑄造缺陷的原因
,并及時采取有效措施
。
4.可不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗,有利于提高生產(chǎn)效率
皮下氣孔的產(chǎn)生
,是鑄造過程中各個環(huán)節(jié)和工序操作不當(dāng)?shù)木C合反應(yīng)
。形成原因復(fù)雜,影響因素很多
,牽涉到每個人
,每到工序,應(yīng)引起大家的高度重視
。
原材料方面
1
、含鈦(Ti)、含鋁(AI)高的原材料以及高合金鋼
、不銹鋼等禁止使用
。
2、銹蝕
、氧化嚴(yán)重
,油污、煤泥
、廢砂多的原材料
,清理干凈后使用。
3
、潮濕
、帶水的原材料,干燥后使用
。
4
、小于3mm的薄鐵皮(管件)等,禁止使用
。
5
、原材料長度要控制在300-400mm左右。
鐵水熔煉方面
1
、原材料裝爐時
,一定要緊實,盡量減少空間
,以減少鐵水吸氣和氧化
。
2、在每爐鐵水熔化過程中
,徹底清渣至少2-3次
,并且,清渣后要及時覆蓋聚渣和保溫材料覆蓋鐵水
,避免鐵水長時間與空氣接觸吸氣和氧化
。
3、熔化好的鐵水
,高溫等待時間不超過10-15分鐘
,否則
,鐵水質(zhì)量會嚴(yán)重惡化,成為“死水”
。
4
、出鐵溫度不低于1540±10℃,出鐵后
,要及時除渣
,同時覆蓋聚渣保溫劑,防止鐵水降溫和氧化
。
5
、禁用不符合標(biāo)準(zhǔn)的增碳劑。
孕育劑方面
1
、使用前應(yīng)經(jīng)300-400℃烘烤
,去除其吸附的水分和結(jié)晶水。
2
、孕育劑粒度5-10mm
。
3、孕育劑含鋁量<1%
。
澆注方面
1
、大、小包一定要烘干烘透
,濕包禁止使用
,嚴(yán)禁用鐵水燙包代替烘干。
2
、提高澆注溫度
,高溫快澆。澆注原則:慢-快-慢
。實踐證明
,澆注溫度提高30-50℃,可使氣孔發(fā)生率大大降低
。澆注時要讓鐵水始終充滿直澆道
,中間不斷流,以迅速建立鐵水靜壓力
,抵制界面氣體侵入
。
3、小包鐵水溫度低于1350℃禁用
,應(yīng)回爐提溫后使用
。
4
、加強擋渣
、蔽渣
,及時清除氧化皮,防止其帶入型腔
。
混砂方面
1
、嚴(yán)格控制型砂水分不大于3.5%。
2
、型砂透氣性控制在130-180
,濕壓強度120-140KPa,緊實率35-38%,型砂表面硬度>90
。
3
、選用優(yōu)質(zhì)膨潤土和煤粉。
4
、按規(guī)定配入新砂
。
5、每天混砂結(jié)束
,要將多余型砂回收
,并徹底清理和打掃混砂機(jī)。
模具和造型方面
1
、模具分型面要設(shè)排氣孔槽或排氣道及暗氣室
,以減輕氣體壓力。
2
、在模具上增設(shè)暗氣室
,以減輕氣體壓力。
3
、在橫澆道或砂芯上面灑冰晶石粉(用量多少
,通過試驗后確定)。
制芯方面
1
、硅砂含水要求<0.2%
,含泥量<0.3%。
2
、制芯工藝:混砂前
,硅砂需加熱至25-35℃,先將組分1加入砂中
,混制1-2分鐘
,再加入組分2,繼續(xù)混制1-2分鐘
。兩組分加入量各為砂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.75%.
3
、由于聚異氰酸脂對水的敏感度較高,制好的砂芯存放時間不應(yīng)超過24小時
。
4
、三乙胺濃度和殘留量過高
,易使鑄件產(chǎn)生皮下氣孔。
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機(jī)械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂
,是由液態(tài)金屬或金屬氧化物通過毛細(xì)管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙
,在鑄件表面形成的金屬和砂粒機(jī)械混合的粘附層。清鏟粘砂層時可見金屬光澤
。機(jī)械粘砂表面呈海綿狀
,牢固地粘附在鑄件表面,多發(fā)生在砂型和砂芯表面受熱作用強烈及砂型緊實度低的部位
,如澆冒口附近
、鑄件厚大截面、內(nèi)角和凹槽處
。
機(jī)械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質(zhì)量
,甚至引起報廢,因此對鑄件的機(jī)械粘砂必須引起足夠的重視
,以提高產(chǎn)品成品率
。筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗并參閱有關(guān)資料,談?wù)勮T件機(jī)械粘砂的產(chǎn)生原因及其防止措施
。
1
、鑄件和模樣設(shè)計
如果鑄件和模樣的結(jié)構(gòu)會使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀
,或具有扁薄的砂臺或砂芯
,則這種設(shè)計會促進(jìn)機(jī)械粘砂產(chǎn)生。因為這類結(jié)構(gòu)的鑄件會使砂型
、砂芯局部熱量集中
,其正常的性能受到破壞,砂型
、砂芯表面提前潰散
,熔融金屬或金屬氧化物易于滲入而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。對此
,可在熱量集中的部位采用特殊砂型
,如鋯砂或橄欖石砂,以提高其長時間受熱或受高溫輻照的能力
。
2
、模樣
(1)模樣的工藝設(shè)計不良,使砂型舂不緊實或緊實度不勻
,會造成型腔表面粗糙或疏松
,對產(chǎn)生機(jī)械粘砂有直接影響。模樣的工藝設(shè)計常出現(xiàn)以下錯誤:
①分模面選擇不當(dāng),致使上型過高
,或在砂型中形成很深的型腔
。
②模樣在模底板上的位置布置不當(dāng),使凹陷處難于舂實
,這可能是由于模樣距箱壁太近,或模樣排列過密所致
。由于模樣排列過于擁擠
,會引起鑄件產(chǎn)生脹砂,即使沒有明顯的脹砂
,也會發(fā)生機(jī)械粘砂
。由于產(chǎn)生缺陷的根源相同,機(jī)械粘砂和脹砂會出現(xiàn)在同一個鑄件上
。
③直澆道
、冒口和橫澆道的位置布置不當(dāng),會出現(xiàn)不易舂實的凹陷部位
,這與澆冒口系統(tǒng)的布局有關(guān)
。
④起模斜度<1.5°時,即使整個砂型的緊實度合適
,也會使砂型表面撕裂
,易于使金屬或金屬氧化物滲入。
(2)模樣的工藝結(jié)構(gòu)不良
,導(dǎo)致金屬液靜壓力過高
。由于靜壓力的增高,砂型的負(fù)荷也就加重
,因此需要采用特殊的砂型或更緊實的造型方法
,以抵擋金屬液對砂型的滲透壓力。
3
、砂箱
砂箱的設(shè)計及構(gòu)造不合理
,致使砂型緊實度不勻或舂砂過軟。
產(chǎn)生這些問題的一般原因如下:
(1)箱帶的位置不當(dāng)
,妨礙某些凹陷部位的舂實
,因而導(dǎo)致砂型局部過軟,引起脹砂或機(jī)械粘砂
。
(2)因砂箱太小造成舂砂不實
。
(3)箱帶位置不當(dāng),使直澆道和冒口不能放在合適的位置上
,以致冒口或直澆道與模樣間的型砂舂不緊實
。又因該處必然造成熱量集中,使機(jī)械粘砂更為嚴(yán)重。因此
,如直澆道或冒口的位置不能改變
,則必須將箱帶割去一塊或整個去掉。
(4)上箱過高
。機(jī)械粘砂通常與型腔表面的抗?jié)B透能力及金屬液的靜壓力有關(guān)
,金屬液壓力的大小,與金屬的密度和上箱高度有關(guān)
。如從鑄件補縮需要出發(fā)
,上箱應(yīng)有一定高度,但型砂性能也一定要隨之加以改善
。
4
、澆冒口系統(tǒng)
(1)澆冒口的位置不當(dāng)導(dǎo)致砂型局部過熱,從而促使型腔表面過早毀壞
,金屬液或在高溫下形成的金屬氧化物就更容易滲入型腔表面
。
這類情況較典型的例子有下列幾種:
第yi,直澆道或冒口距型面過近
,形成一個熱節(jié)區(qū)
,這一熱節(jié)區(qū)的砂型如未舂實,則機(jī)械粘砂缺陷就會十分嚴(yán)重
。
第二
,在一定的型腔表面上流過的金屬液過多,會把型面加熱到足以毀壞的程度
。如果型腔中初期凝固的硬殼被后來流入的金屬液重熔
,則粘砂就更為嚴(yán)重。
第三
,在澆注時
,凡能造成金屬液壓力過高的任何因素,均可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂
。當(dāng)金屬液不僅壓力高
,而且溫度也高時,情況尤為嚴(yán)重
。
(2)直澆道
、橫澆道和內(nèi)澆道的截面比例不當(dāng),使金屬液在澆注時不斷受到氧化
,增加了金屬氧化物的數(shù)量
,并導(dǎo)致對型砂的助熔作用。在澆注過程中
,澆注系統(tǒng)應(yīng)始終充滿金屬液
,否則
,在澆注系統(tǒng)中的任何部位均能使金屬液受到氧化。
(3)冒口頸尺寸過大
,將造成其周圍型砂過熱
,這是一個較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長引起的
,為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固
,就不得不加大頸部尺寸。如果因為冒口頸設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致補縮不到
,那么zui好是縮短冒口頸
,以防止凝固,而不是加大其尺寸
。尺寸較小的冒口頸,可以減少砂型受熱
。
(4)澆口杯或直澆道設(shè)計不當(dāng)
,以致澆注時卷入空氣造成金屬液氧化,這通常是由于湍流引起的
,隨著金屬液表面氧化膜的不斷積累會引起機(jī)械粘砂
。
5、型砂
(1)原砂粒度分布不均勻
,會造成砂型緊實度低
,原砂的粒度分布對砂型的zui大緊實度有直接影響。
(2)型砂的流動性和成型性差
。
(3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄
,會使型殼的局部強度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋,往往由于這種簡單的原因
,使鑄件發(fā)生機(jī)械粘砂
。
(4)鑄型的透氣性過高,這是型砂顆粒太粗的另一種反映
。透氣性和緊實度是相互影響的兩個因素
。緊實度低則透氣性好,反之亦然
。
(5)型砂中碳素材料或脫氧物質(zhì)不足
,會產(chǎn)生過多的金屬氧化物,使氧化物濕潤砂粒而易于滲入
。
6
、制芯
(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳,與原砂粒度分布不均勻一樣
,對產(chǎn)生機(jī)械粘砂有影響
。
(2)砂芯未舂實,與砂型未舂實的性質(zhì)一樣,對機(jī)械粘砂有重大影響
。
(3)砂芯表面粗糙或多孔
,會引起機(jī)械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤了這種粗糙的或多孔的表面后就會滲入砂芯
。
(4)砂芯在儲存期間吸濕
。對砂芯來說,水分過多更為麻煩
。因為砂芯水分過多不易察覺
。有的砂芯看上去像是干的,但實際上其水分仍然很高
。
(5)砂芯在搬運時操作不慎
,或在涂料尚處于濕態(tài)時搬運而招致破損或擦傷涂層。其后果是造成砂芯上的涂料不夠
,以致不能阻止金屬或金屬氧化物滲入砂芯
。涂料破損處就好像在砂芯上開了一個出氣孔一樣,造成金屬液沸騰而產(chǎn)生機(jī)械粘砂
。
(6)砂芯涂料浸入太淺