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夹（jiá）砂（shā）是一种“膨胀缺陷”，有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种（zhǒng）形式，其特（tè）征是（shì）：铸（zhù）铁表面有（yǒu）夹着砂子的细小（xiǎo）纹路．条状沟槽以及结疤状凸起物高温铁（tiě）水的冲（chōng）刷（shuā）和（hé）烘（hōng）烤的热作（zuò）用使砂型（xíng）发生水分（fèn）迁移和体积膨胀，致（zhì）使表层翘起，挑起和开（kāi）裂，这（zhè）就是夹砂形成（chéng）的机（jī）理。 1、制型砂的质量 型砂的（de）质（zhì）量必须控制。在这方面（miàn）防止（zhǐ）夹砂的对策有：选用粒度分散（sàn）、形（xíng）状（zhuàng）不规则的原砂，湿（shī）型采用钠质膨（péng）润土或对钙（gài）质膨润（rùn）土（tǔ）进行活化（huà）处理，适当增加膨润土的用量和减（jiǎn）少型（xíng）砂的含水量，加入适量（liàng）的煤粉、重油、沥（lì）青粉、细木屑等“缓冲剂”、去除旧砂（shā）中的粉尘、保证型砂的混（hún）辗质量等。 2、选择合理（lǐ）的造型工艺 造（zào）型工艺是否合理对（duì）铸件产生（shēng）夹砂有很大影响（xiǎng）。铸件的浇铸时（shí）间和浇铸位置、铁（tiě）水（shuǐ）的上升速度、铸（zhù）型（xíng）的种类等（děng）必须选择适（shì）当。 （1）采（cǎi）用快速浇（jiāo）铸 砂型的表面总是要发生（shēng）膨胀的， 因此防止夹砂的决定因素（sù）是铁水是否能迅速覆盖和（hé）触及砂（shā）型（xíng）的表面，并对（duì）砂型产生一（yī）定的（de）压（yā）力。快速浇注能使铁水（shuǐ）在铸（zhù）件产（chǎn）生夹砂的“临界时问”之前充满铸型，不给（gěi）予砂型产（chǎn）生膨胀和（hé）形成高水（shuǐ）区的充分时间。有人用（yòng）高速摄（shè）影（yǐng）机观察到：如（rú）果上（shàng）砂型受烘烤后（hòu）在局部发生垂下的瞬间，铁水能（néng）立刻触及，则铁水有可能（néng）把垂下（xià）的砂（shā）块托回原（yuán）处（chù）。由此可见， 快速浇铸能利用铁（tiě）水的（de）压力来对付砂型的膨胀。 浇铸速度的（de）快（kuài）慢主要取（qǔ）决（jué）于浇口截面的大小。灰铸铁件浇口截面如用下面的（de）简易计（jì）算公式计算，能（néng）实现快速浇注。 平面（miàn）较大的铸件M取0.8~1.2；平面很大（dà）、薄壁的铸（zhù）件取1.2~1.5；湿型件宜取中、上（shàng）限。 生产实践征（zhēng）实，上述公式是（shì）可靠的，如果铸件（jiàn）存（cún）在夹砂缺陷，必须检查该铸件所用的浇口截（jié）面积是否在“快浇（jiāo）”的范（fàn）围之中。对于大平面（miàn）的铸件宜用尺（chǐ）寸（cùn）较大的浇口杯，多（duō）道（dào）薄片状的（de）内浇（jiāo）口或是缝隙（xì）浇（jiāo）口．使铁水迅速（sù）、平（píng）稳（wěn）、不间断地盖住所浇（jiāo）到的（de）平面（miàn），避免砂（shā）型局部（bù）过热。浇口比例常用半封闭（bì）或开放式（shì）。 （2）提高铁水的上升速度 铁水在砂型中应有较高的上升速度（dù），以减低上砂型受烘烤的（de）程度（dù）铁水的上（shàng）升速度与（yǔ）浇注方案有关。自下而上充型的倾斜浇铸方法（一般倾斜3°--15°）。能避免分散的铁（tiě）水流（liú），利于砂（shā）型的排气（qì）、减少铁水对砂型的（de）热幅射和提（tí）高铁水的上升速度（dù）。而平傲立浇（jiāo）的（de）工艺则更能显著提（tí）高铁水的上（shàng）升速度。 （3）选用（yòng）恰当的浇（jiāo）铸位置 铸件的（de）浇（jiāo）铸位置必须有利（lì）于铁水平稳充型和型腔气体的排（pái）除，否则，会（huì）导（dǎo）致夹砂的缺陷。 （4）采用适宜的铸型 根据铸件的大（dà）小选择适宜的铸型。湿型一般适用于小件和平面不（bú）大、壁不厚的中件对于中、大的板类和厚壁（bì）件宜采用表干型和千型。一些大型平（píng）板可用热膨胀小、导热性好和热容量高和石墨粉砂（shā）或耐火砖作下型，既能重复使用，又能有效地防止夹砂。 （5）增加砂型（xíng）的（de）排气 及时地排除型腔（qiāng）的水（shuǐ）蒸（zhēng）汽及其它气（qì）体能有利于铁水（shuǐ）的快速充填和减轻高温气流对砂表层的（de）起拱作（zuò）用，有益（yì）于降低水分凝聚区的（de）水量和（hé）使其位置内移。因此（cǐ）在砂（shā）型（xíng）上多放明出气冒口，分（fèn）散（sàn）排气是十分（fèn）重要的。 3、确保砂型（xíng）的制造质量 砂型的制造质量涉及产生夹（jiá）砂的“临界时间”。如何精细地造型，提高砂型（xíng）的整体强度，是防止（zhǐ）夹砂的关键。 （1）舂砂（shā）要紧实和均匀（yún） 砂型应舂得紧实均匀，避免（miǎn）局（jú）部过紧和（hé）分层。湿型不要求（qiú）过高的紧实度，而表干型（xíng）和下（xià）型应有足够的紧实（shí）度。大型铸铁件防止夹（jiá）砂的经验是：“人（rén）工用直径10-15 mm粗的钢钎都无法插进砂型”。由（yóu）此可（kě）见防止夹（jiá）砂要（yào）注（zhù）重砂型的刚性当然增加砂型紧实度（dù）会影响砂（shā）型排（pái）气，与（yǔ）之相（xiàng）应的重（chóng）要手段是多扎气（qì）眼， 并尽（jìn）可能接近砂型表层造型（xíng）时（shí）要注意（yì）砂箱的箱带和（hé）挂钩不能离型面太近，芯骨也不能距砂（shā）芯表面过近，因为会引起（qǐ）舂（chōng）砂不均舂砂时（shí）首层填砂（shā）不可（kě）过薄（báo），特别是在模（mó）型表层木板较薄时，木板的弹（dàn）性会使砂型分层。刮板的造型操作要特别小心， 以（yǐ）墁刀削砂成型为主，刮板刮砂时（shí）不能过分用力， 以免使砂型分层。 （2）细（xì）心修型和上好涂料 修型时不能过度地修磨砂型， 这样易把（bǎ）水（shuǐ）分引到砂型表面，形成硬块且与本体分离（lí）。砂型损坏之处要划毛后修补，不宜（yí）刷水过（guò）多。浇口附近、凸台（tái）边缘（yuán）、大平（píng）面及铁水断续（xù）流经的（de）部位（wèi）应插钉加固。插钉（dìng）呈梅花（huā）状（zhuàng），使砂（shā）型有一个整（zhěng）体的强度。涂料是砂（shā）型（xíng）的保护层，要（yào）上好。修型后宜让砂型阴（yīn）干一段时间再上涂料，以利涂料的渗透。涂料刷（shuā）两遍，上浓（nóng）涂料（liào），并用墁刀压一遍，第二遗（yí）上较稀一（yī）点的涂（tú）料。 （3）控制烘干范围 砂型干燥（zào）不好也容易产生夹砂。为此砂型应有正确的烘干范围。干燥炉（lú）开始（shǐ）不能升温过快，否则会使砂型（xíng）外层存在较大的温度（dù）差，以（yǐ）致开（kāi）裂。保温（wēn）要有充裕的时间，以确保砂型烘干透彻。配箱后应尽快浇注， 以免返潮。 4、搞好浇铸工艺和操作 为了防止夹砂缺陷，在浇铸工艺方面（miàn），应在保证不出现其（qí）它缺陷的前提下，力求用较低的（de）浇铸（zhù）温度（dù），在浇铸操作上，应（yīng）避免断流和尽量用较快（kuài）的速度浇铸（zhù）。
+查（chá）看全文27 2020-04
对目（mù）前国内精铸（zhù）行（háng）业中广泛应用的4种制壳工（gōng）艺的（de）特点（diǎn）进行了分析对比。从精铸（zhù）件质量比较，水玻璃型壳较差，复合型壳、硅（guī）溶（róng）胶-低（dī）温蜡型壳次之，硅溶胶一中温蜡型壳（ké）zui好。而从制壳成本比较，水玻璃型壳zui低（dī），硅溶胶一中温蜡型壳zui高。对这4种制壳工艺分（fèn）别提出了改进（jìn）措施。 目前国内精铸件生产中广泛采用的制壳工艺有以下4种： A．水玻（bō）璃（lí）型壳； B．复合型壳； C．硅（guī）溶（róng）胶型壳(低温蜡（là）)； D．硅（guī）溶胶型壳（ké）(中温蜡（là）)。前3种（zhǒng）方案均使（shǐ）用低温蜡（là）(模)。 我公司4种工艺兼有，以充分满足市（shì）场对精铸件质量、价（jià）位的不同需求、增加市（shì）场竞争力和适应力。 1、水玻璃型壳（ké） 这一工艺在国内已（yǐ）有近50年的（de）生产历史，其厂点数（shù）至（zhì）今仍占（zhàn）我国（guó）精铸厂家的75%以上。经过精铸界同仁个半世（shì）纪的不懈努（nǔ）力（lì），水玻（bō）璃型壳工（gōng）艺的（de）应用（yòng）和研究（jiū）已达（dá）到了很高水平。 多年来由（yóu）于背层型壳耐火材料（liào）的改进和新型硬化剂的推广应（yīng）用，水玻璃型壳强（qiáng）度有了成倍增长。铸件表面质（zhì）量、尺寸精度及成品率有了很（hěn）大提（tí）高，目前仍占很大的（de）市场份（fèn）额，并（bìng）替代国（guó）外砂铸件（jiàn）成批出（chū）口。 低（dī）廉的成本、zui短的（de）生产周期、优良的（de）脱壳（ké）性能（néng）及高透（tòu）气性（xìng）至今仍（réng）是其他任何（hé）型壳（ké）工艺所不及的优点。但铸件的质量（liàng），包括表面粗糙（cāo）度、缺陷数量、尺寸精（jīng）度、成品率、返（fǎn）修率等均比其他3种（zhǒng）工（gōng）艺要（yào）差 1.1存（cún）在的主要问题 (1)水（shuǐ）玻璃粘结（jié）剂（jì）固有的缺点是Na2O含量高（gāo），型壳（ké）高温强度、抗蠕变能力远（yuǎn）不及硅（guī）溶剂（jì）型壳(只有它的1/30-1/50)。加之面层耐火料采用了价低质次、粒度级（jí）配不良的石英砂(粉)，硬化剂至今仍限于（yú）使用氯化氨，因而必然不能获得高（gāo）质量的精铸件。 (2)型壳生产条件（jiàn）差（chà），缺乏严（yán）格的生（shēng）产过程及（jí）参（cān）数的控制。由于硬化剂的强腐（fǔ）蚀（shí）性（xìng），除尘设备的简（jiǎn）陋（lòu），很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产（chǎn）环境。影响型壳（ké）和铸（zhù）件质量的涂料（liào）配制、硬化、风干、脱蜡等工序，极少按行业规（guī）定（dìng）的操作规范严格控制（zhì）。如（rú）定期检测涂料粘度、涂（tú）片（piàn）重、硬（yìng）化（huà）剂浓度、pH值等。型壳风干处的温度、湿度、风速等更（gèng）是不加控制，故（gù）常在高、低（dī）温（wēn）或（huò）梅雨（yǔ）季节（jiē）发生（shēng）批量报（bào）废的质量事故。总（zǒng）之，大（dà）部分工厂停留（liú）在手工作坊阶段，靠（kào）技艺而不是靠（kào）科学的质（zhì）量管理进行生产。这是（shì）水玻璃型壳数十（shí）年来铸件质量不（bú）稳定、废品率、返修率（lǜ）高（gāo）的（de）重要原因之一。 1.2改进方（fāng）向 (1)采（cǎi）用高（gāo）纯度的硅微（wēi）粉(脉（mò）石英)代（dài）替常用的低品位的石（shí）英砂粉作（zuò）面（miàn）层耐火（huǒ）材料（liào），并应（yīng）用“双峰”型（xíng）粒（lì）度级配的（de）圆形石英粉配制面层涂料。不仅可提高面层型壳的热化学稳定性，而且可以获得高粉（fěn）液比涂料。我厂（chǎng）用模（mó）数为3.4、密度（dù）为1.28g/cm3的水玻璃配料，粉液比可达到1.4。硅微粉的技术要（yào）求见（jiàn）。 经（jīng）湿法球磨、单槽（cáo）沉淀、磁选及（jí）离子高纯水处理（lǐ），自然形成（chéng）圆形，双峰粒（lì）度级配，这种（zhǒng）高纯低（dī）杂质的粉粒（lì），比人工级配（pèi）更理（lǐ）想。已在我（wǒ）公司实（shí）际应用，效果良好（hǎo）。 (2)加强制（zhì）壳（ké）工序的现场质（zhì）量管理，按行（háng）业标准操作。同时应将涂料、撒砂、硬化场（chǎng）地与型壳干燥间（jiān）隔离。后者控制温度（dù）、湿度，前者加强除尘、防腐，从而有利于型壳质量的稳（wěn）定及改善操作环境。 (3)采用（yòng）石英-硅溶胶型壳代替一（yī）、二层石英-水玻璃型（xíng）壳，彻底取消面层和过渡层的水玻璃（lí）及氯（lǜ）化氨硬（yìng）化剂。计算表明铸件成本仅（jǐn）增加0.46元（yuán）/kg，而制壳生（shēng）产周期与（yǔ）水玻璃型壳基本相同。 2、复合型壳 为克服（fú）上（shàng）述（shù）水玻璃型壳（ké）的缺点（diǎn），目前不少工厂将一、二层改（gǎi）用锆英石及（jí）莫来石-硅溶胶型（xíng）壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工（gōng）艺。它是结（jié）合硅胶型（xíng）壳（ké）的优良的（de）表面质量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改进（jìn）方案。与（yǔ）水玻璃型壳相比（bǐ），其铸（zhù）件表面质（zhì）量有了很大提（tí）高，表面粗糙度降低、表面缺陷减（jiǎn）少（shǎo）、返修率下降。可应用（yòng）于（yú）不锈钢、耐热钢等高（gāo）合金（jīn）钢（gāng）。生产周期则比低温蜡-硅溶胶型壳短得多，与水玻（bō）璃型（xíng）壳相近（jìn）。 2.1存在的主（zhǔ）要问题（tí） (1)由于背（bèi）层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整体高（gāo）温强度、抗蠕变能力比（bǐ）硅溶胶型壳低。其型焙（bèi）烧温度只（zhī）限于950℃以下。900℃以后型壳变形量增加了（le）30%。而硅（guī）溶胶（jiāo）型壳焙（bèi）烧温度（dù）可达1000-1200℃，在1000℃以（yǐ）前型壳不变形。故复合型壳浇注的铸件尺寸精度(包括（kuò）形位（wèi）公差)均比（bǐ）不上硅溶胶型壳。往往在浇注（zhù）大型(10kg以上)铸件时要采取增加硅溶胶（jiāo）型（xíng）壳层数的方法(一般至少增加2层)以求获得（dé）高的高温（wēn）强度及（jí）防止铸（zhù）件变（biàn）形。 (2)由（yóu）于型壳前2层是影响（xiǎng）型壳透（tòu）气性的主（zhǔ）因（yīn），由水玻璃型壳改为硅溶胶后，型壳的整体透气性大幅降低，在（zài）焙烧温度较低、保温时间（jiān）不够长时，常（cháng）会（huì）造成铸件气孔及浇不足、冷隔等缺陷，故复（fù）合型壳较难应用于薄壁(δ≤3mm)件、小件及特小件(小于（yú）50g)。又因（yīn）型壳（ké）高（gāo）温（wēn）强度不（bú）及硅溶胶型壳（ké），更易造（zào）成上述废（fèi）品。总之，复合（hé）型壳（ké）的透气性不如水（shuǐ）玻璃型壳也不如硅溶胶型壳。 (3)复合型（xíng）壳铸件质量稳（wěn）定性比水玻璃好，但远不如硅（guī）溶胶（jiāo）型壳。其背层仍保留水（shuǐ）玻璃粘结（jié）剂，为降低成本仍（réng）采用价格（gé）较低（dī）、质（zhì）量（liàng）不稳定的耐（nài）火材（cái）料，如粘土、颗粒粒砂等，且（qiě）在制（zhì）壳工艺控制方面与水玻璃型壳相同（tóng），导（dǎo）致（zhì）铸件（jiàn）质量稳定（dìng）性差（chà）。尤其是10kg以上的大件及1kg以下的小件，废品率（lǜ）及返（fǎn）修率（lǜ）均比硅溶（róng）胶型壳高。 (4)复合型壳由于（yú）采（cǎi）用价昂的锆英石（shí）作面层，其型壳成（chéng）本是水玻（bō）璃型壳的4.5倍，若（ruò）背层采（cǎi）用莫来石（shí）砂粉（fěn），其（qí）型壳成（chéng）本与硅溶胶型壳成本相（xiàng）差无几，每kg铸件（jiàn）成本（běn）仅相差1元。其成本低的优势并不明显。 (5)复合型壳不能使用（yòng）中温蜡料。中温蜡不能使用（yòng）热水脱蜡（là）。在高压釜中脱（tuō）蜡时，由于高温、高（gāo）压(170℃，0.7MPa)中温蜡（là）液会与背层中的水玻璃及残留硬化（huà）剂产生剧（jù）烈的皂化反应(白色泡（pào）沫状皂化（huà）物)，不经回（huí）收处（chù）理无法回用（yòng）。而硅溶胶型（xíng）壳，则可以应用低、中（zhōng）温蜡，无此弊（bì）病。 综上所述，复合型壳是水（shuǐ）玻璃型壳（ké）的改进，在铸件表（biǎo）面（miàn）质量、成（chéng）品（pǐn）率及返（fǎn）修率（lǜ）方面比（bǐ）前者优越（yuè），但与硅溶（róng）胶型壳仍有（yǒu）本质差别（bié）。除生产周期较短，制壳成本（běn）稍低之外其铸（zhù）件质量及稳定性不（bú）及硅溶胶型壳。 2.2改进方向 (1)采（cǎi）用石（shí）英代替锆英砂用于面（miàn）层型（xíng）壳耐火材料。铸（zhù）件表面质（zhì）量（liàng）不完全取决（jué）于面层型壳耐（nài）火（huǒ）材料，而与粘结剂（jì）有（yǒu）密切关系，也与蜡（là）料有（yǒu）关(蜡模表面粗糙度、皂化物（wù）残留等（děng）)。复合（hé）型壳只能采（cǎi）用（yòng）低温（wēn）蜡，大部分应用于表面粗糙度中（zhōng）等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精度不（bú）甚高(CT4-CT6)的精铸件（jiàn），实践（jiàn）证明（míng）采用石英-硅溶胶面层代（dài）替锆英（yīng）石（shí）-硅溶胶是完全可行的。 这一措施使每t铸（zhù）件型壳成（chéng）本（běn）由原4150-4830元下降到1360元（yuán），与水玻璃型壳比仅增加460元。 (2)加强制壳工（gōng）序尤其是背层制壳（ké）的质（zhì）量（liàng）管理及环境改善(详见本文1，2节)。 (3)背层应当采用质量稳定、高（gāo）温性（xìng）能优良而成本相对低廉的耐火材料，同时（shí）要兼（jiān）顾与面层（céng）型壳耐火材料膨胀率相匹配。推荐下列2种常用的（de）背层材料。 ①耐火粘土-石英（yīng）粉涂料(各50%)，撒颗粒砂(耐火砖（zhuān）废料破碎过筛（shāi）而制（zhì）成（chéng）)，其优点是来源广、价格低，其型（xíng）壳高温强度和抗蠕变（biàn）能力均高（gāo）于（yú）莫（mò）来石（shí）、铝矾土。价格仅为铝矾（fán）土的1/2-1/3。它适用于锆英石或石英（yīng）石（shí）作（zuò）面层的复（fù）合型（xíng）壳。 ②耐火粘土-颗粒（lì）粉涂料(体积比为3：7)，撒颗粒砂。此方案只适用于锆英石复合型壳。有些工厂复合型壳背层采用莫来（lái）石砂粉（fěn）或铝矾土，其（qí）涂料性（xìng）能较稳（wěn）定（dìng），壳薄（báo）、易焙烧，但成（chéng）本（běn）过高且（qiě）其型（xíng）壳（ké）高温（wēn）性能不及上2种型壳（ké）。铝（lǚ）矾土脱壳性能较（jiào）差。至（zhì）于废陶（táo）瓷器皿、硫璃瓦、地砖（zhuān）等破（pò）碎而成的材（cái）料（liào）价（jià）格（gé）虽低，但未经高温烧成（chéng），成分复杂，型壳高温开裂倾向大，耐火度偏低（dī）。浇（jiāo）注（zhù）后(尤其是厚大件)脱（tuō）壳（ké）困难，不宜采用。 3、硅溶胶（低温蜡）型壳 这一工艺符合国（guó）情，在铸造1kg以（yǐ）上，特别是5kg以上中大件（jiàn）铸件（jiàn）时，具有更大的适应性和优越性(与中温蜡相比)。 一般（bān）来说，中（zhōng）大铸件的质（zhì）量要求（qiú），特别（bié）是表（biǎo）面粗糙（cāo）度、尺寸精度以及（jí）形位公（gōng）差的（de）要求不会（huì）太高，采用高熔点中（zhōng）温蜡并无必要。中温蜡需要高压(大于6-7MPa)或液态蜡（là）压注蜡模（mó），设备投资（zī）大。中温蜡厚大蜡模易缩陷、变形（xíng）、成（chéng）本（běn）高。低温蜡成型容（róng）易、设备简单，而蜡模表面粗糙度相差不大。 这一工艺比复合（hé）型壳质量稳定，尤其是（shì）铸件尺寸精（jīng）度高（gāo），因它没有水玻璃存在（zài），型壳高（gāo）温性能好，在1000-1200℃焙烧后型（xíng）壳透气性高，抗蠕（rú）变（biàn）能力强，既可适用于薄（báo）壁（bì）件，复杂（zá）结构的中小件，又可生产重达50-100kg的特（tè）大件，如水泵、叶轮、导流壳、泵体（tǐ）、球阀体、阀（fá）板（bǎn）等（děng）。对于薄壁中（zhōng）小件或大件可以采用叉壳（ké）或（huò）抬壳在炉前（qián）直接浇注，更可（kě）获得高成品率（lǜ）。 3.1存在问题 (1)由于采用低温蜡，大部分型壳在水中脱蜡，难免有皂化物残留（liú）进入型壳中(尤其是（shì）复（fù）合型壳及水玻璃型壳同（tóng）时脱蜡时（shí）)易产生铸件表面夹杂（zá），返修率稍高，这是其缺点之一。 (2)制壳生产周期长是它的zui大缺（quē）点和不足，尤（yóu）其（qí）在生（shēng）产（chǎn）大（dà）件，有深孔、深槽件时，每层干燥常要（yào）24-48h。以50kg双流道叶轮为例，常须（xū）10-15d 制壳时间，稍有未（wèi）干透之（zhī）死角（jiǎo），在水脱蜡（là）时会造成硅溶胶回溶，型壳裂纹。 (3)硅溶胶型壳(低温蜡)型（xíng）壳成本较水玻（bō）璃型壳高5倍(每（měi）t铸件制（zhì）壳成（chéng）本为5000元（yuán）)，比复合型壳高17%。铸件成本（běn）相（xiàng）应较高。 3.2改（gǎi）进方向 (1)为（wéi）防止因低温蜡回收处理不彻底（dǐ）及用（yòng）水（shuǐ）脱蜡时与（yǔ）复（fù）合（hé）型壳或水玻璃型壳共（gòng）用同一热（rè）水槽，易产生铸件皂（zào）化物夹杂缺陷（xiàn）应（yīng）采取（qǔ）以下措（cuò）施。 ①采用蒸气脱（tuō）蜡(蒸（zhēng）气压力（lì）0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水脱蜡，不仅可（kě）以防止皂化物夹（jiá）杂而且型（xíng）壳不易（yì）产生裂（liè）纹，对（duì）铸件的（de）质量稳（wěn）定更（gèng）有保障（zhàng）。 ②若采用热（rè）水脱蜡，应在水中（zhōng）加人体积分（fèn）数为（wéi）1%-3%的工业盐酸，脱蜡后（hòu）再用含盐酸的热水冲（chōng）洗每组型壳以减少（shǎo）皂化物残（cán）留。尽可能不要与水玻（bō）璃型壳、复合型壳共用同（tóng）一槽水脱（tuō）蜡，也（yě）可更（gèng）换水液，单独集中脱蜡（là），以减少（shǎo）皂化物入壳。 ③回收蜡处理可用盐酸的体积分数为（wéi）3%-5%的酸化水，沸腾及沉（chén）淀时间要足够长。冬（dōng）季硬化水温度低，水玻璃及复合型壳中（zhōng）Na2O的残留量高，蜡料皂化也较严重，应多加盐酸处（chù）理（lǐ）回收蜡，减少（shǎo）皂化物。蜡料处（chù）理（lǐ）后，及时补加硬脂（zhī）酸（suān）也很重要。 (2)为（wéi）缩短制（zhì）壳（ké）生产周期，可采用“快（kuài）干（gàn）硅溶胶（jiāo）”制壳，此（cǐ）工艺（yì）已日渐成熟，其各层（céng）型壳干燥时（shí）间可缩短1/2以上。小件各层（céng）(除zui后层外（wài）)干燥仅须3h，制壳时间（jiān）由原63h缩短为24h。中大件也较一（yī）般硅溶胶缩短50%。而（ér）其市（shì）场（chǎng）价只提高20-30%，完全可由场地、电耗的减少及（jí）生产（chǎn）率的提高来（lái）弥补。快干硅溶胶的推广应用是硅溶胶制壳工艺的改革必由之（zhī）路，将会逐（zhú）步扩大应用。 (3)为降低硅（guī）溶（róng）胶型（xíng）壳的成本，zui有（yǒu）效（xiào）的方法是采用石英石（shí）代（dài）替（tì）锆英石作面层型壳（ké）耐火材料。目前（qián）锆英石（shí）耐火材料占整个硅溶胶制壳成本的60%，改用（yòng）石英后每t铸件制壳成本由5000元降（jiàng）为2210元，下降55.8%。中（zhōng）大件可采用熔（róng）融石（shí）英砂（shā）(粉（fěn）)取代锆英（yīng）砂（shā）(粉)已逐步在推广应（yīng）用。 4、硅溶胶（中温蜡）型壳 这（zhè）是国际上通用的精铸件生产工艺（yì），它具有zui高的铸件质量、zui低的（de）返修率，特别适（shì）合于（yú）表（biǎo）面粗糙度（dù）要求（qiú）高(Ra0.8-3.2)，尺寸（cùn）精度高(CT3-CT5级)的中（zhōng）小件、特小件(2-1000g)。但由于设备（bèi）及成本***，较少应用于中（zhōng）大件（jiàn）(5-100kg)。 4.1存（cún）在问题 (1)成本高，其型壳（ké）生产成本是水玻（bō）璃（lí）型壳的8倍。比低温蜡-硅溶胶（jiāo）型壳也高出25%。主要原因是其制壳、蜡模材料成本高，且设备（bèi）耗电（diàn）也大得多，设备投资也大。 (2)生产周期（qī）与低温蜡-硅溶胶型壳相（xiàng）同，比水玻璃及复合型壳长得（dé）多。 (3)生产5-50kg的中大件（jiàn）往（wǎng）往要采用（yòng）中温（wēn）液态（tài）蜡(65-70℃)及（jí）高压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高，中大（dà）件（jiàn）对尺寸精度、表面粗糙度要求也没有（yǒu）小（xiǎo）件那么高，故中大件较少采用（yòng）硅溶胶(中温蜡)型壳。 4.2改（gǎi）进（jìn）方向 (1)为降低成本，保（bǎo）证质（zhì）量，在解决了石英对中温蜡润湿性很差的（de）难题后，采用石英石或熔融石英代替锆英石（shí）无（wú）疑是一方向（xiàng）。熔（róng）融（róng）石英其热膨胀系（xì）数仅为5×10-7/℃，且其价格只有（yǒu）锆英石的1/6。在国外，熔融石英已逐步在（zài）扩大（dà）应（yīng）用范围（wéi）。 (2)采用快干硅溶胶缩短（duǎn）制壳周期是国内外同行共同努力的方向(见前（qián）述（shù）)。 (3)研制（zhì）国产的中温蜡或改进石蜡一硬脂酸低（dī）温（wēn）蜡（là）是我国精铸界的重（chóng）要任（rèn）务。如（rú）何解决国产中温蜡或改进型的低（dī）温蜡回收处（chù）理的难题，使其在生产中能长期保持蜡料性（xìng）能不（bú）变化是能否推广应（yīng）用的关键。 5、结束语 (1)各种型（xíng）壳工艺有其不同的适用对（duì）象，选择的（de）依据是：铸（zhù）件的质量要求、价（jià）位及交货期。综（zōng）合考虑，正确选用zui经（jīng）济（jì）合理的制壳工艺方案是保证生产（chǎn）优（yōu）质、低（dī）成本铸件的（de）基础。 (2)水玻璃型壳虽有不少优点但粘结（jié）剂本身固（gù）有的（de）缺点使铸（zhù）件（jiàn）质量（liàng）难以提（tí）高，质量稳定性也差。今后将会（huì）逐步（bù）被复合型壳，尤其是成本低的石英一硅溶胶复合壳所取（qǔ）代。 (3)硅溶胶是理想的（de）粘结（jié）剂，其型壳质量高，铸件质量（liàng）稳定，返修率低，是今后的发展方向。石英石、熔融石英耐火料在面层型（xíng）壳中的应用，快（kuài）干硅溶胶的推广（guǎng），将其（qí）生产成本及制壳周期大（dà）大降低和（hé）缩短，克服了这2点（diǎn）不足（zú），硅溶胶型壳(低温（wēn）蜡或中温蜡)将在我国精铸界得到广（guǎng）泛应用，毕竟高的铸件质量是zui重（chóng）要的指标。
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1、铸件“桔皮”缺（quē）陷（xiàn）的（de）特征 铸（zhù）件“桔皮”是生产中（zhōng）反复出现的一种铸（zhù）造（zào）缺陷，它对铸（zhù）件质量（liàng）的影响较大，缺陷出（chū）现在铸件（jiàn）肥厚部位、热节及（jí）内（nèi）浇道附近以及受（shòu）热集中而冷（lěng）却（què）又慢的部位。铸件表面有微凸（tū）的小圆斑，呈“眼圈”状，这些表面粗糙，看起来象“桔子（zǐ）皮”的（de）斑点，在多种铸（zhù）件（jiàn）中反复出（chū）现，有时（shí）整批（pī）铸（zhù）件均有，其在每个铸件（jiàn）上的数量少则几个，多至（zhì）整个平面；小圆斑有的较大，有的小至麻点；有时是单个分散的（de），有时也呈密集的片状（zhuàng）凸起物，高出铸件0.4-0.6mm，直径（jìng）3-5mm。据我公（gōng）司统计（jì），废品中（zhōng）的15%是“桔皮”缺（quē）陷造成的（de），而且碳钢（gāng）件（jiàn）产生（shēng）桔皮缺陷的机会更多一些。 2、“桔皮”缺陷产生的原（yuán）因分析 导（dǎo）致“桔皮”产生的根（gēn）本（běn）的原（yuán）因是（shì）涂料表（biǎo）面堆积（jī）、硬化不充（chōng）分（fèn）。型壳在焙烧（shāo）后（hòu），其表面上形成黄色（sè）或黄绿色玻璃体，浇注后与（yǔ）钢液（yè）反应而形成硅酸盐瘤粘附于铸件表面。单纯地延长硬（yìng）化时间，无助于zui终解（jiě）决“桔皮”问题。通过（guò）实践，有以下几方面的原因（yīn）。 2.1原材料方面（miàn）的影响（xiǎng） 众所周知（zhī），水玻璃涂（tú）料的粉液比低，粉料分布不均匀。水玻璃的模数愈高，密度愈大，则涂料的（de）粉液（yè）比（bǐ）愈低，粉料（liào）的分布愈（yù）不（bú）均匀，也zui不易充分硬化。 (1)水玻（bō）璃的（de）影响 水玻（bō）璃的模数、密度（dù）以（yǐ）及杂质（zhì）的多少（shǎo）对（duì）涂料的（de）流动性影响极大。随着模（mó）数的增（zēng）大，水玻（bō）璃（lí）中亚胶粒子（zǐ）比例增加（jiā），其粘度会随之增加（jiā），涂料（liào）的流变性恶化，当模组涂挂（guà）时极易在表层（céng）造成局部涂（tú）料堆积。 水（shuǐ）玻（bō）璃参数不（bú）一致对涂料（liào）性能的影（yǐng）响是很大的，这（zhè）一点（diǎn）很容易被忽视。参数的不一致性（xìng）表现在两个（gè）方面（miàn）。 其一是模（mó）数的不（bú）一致性（xìng），刚进厂的水玻璃只有（yǒu）经过（guò）长时间的静置扩散(分（fèn）散)后才能使同一批模（mó）数趋于一致，达（dá）到稳定的分散状态（tài）；这一过程所需时（shí）间在一星期（qī）以上，如（rú）果急于使用则不可能获得理想（xiǎng）的涂料（liào）流变性能。 其二是溶（róng）液（yè）密（mì）度的不一致性，在配涂料前通常要对水玻璃溶液的密（mì）度进行调整，应该特（tè）别注意加水搅拌（bàn）后马上测得的密度是不真实的，因为液体分散稳定的过程尚（shàng）未完成，与（yǔ）所希（xī）望的密度有（yǒu）一定的误差，据此配制的涂料（liào），其（qí）粘度和（hé）流动（dòng）性都有误差。 (2)耐火（huǒ）粉料（liào）的影（yǐng）响 耐火粉料颗粒（lì）的分布和形状对涂料流变性的影（yǐng）响（xiǎng）较大（dà），双峰粉涂料具有较好的流（liú）变性是大家公认的；但即便是粒度分布基（jī）本相同的双峰（fēng）粉，当耐火（huǒ）粉料颗料形状分别为多角（jiǎo）、尖角和片状的粉（fěn）配制涂料时，在粉液比（bǐ）和水玻璃模（mó）数相同的条件下（xià）其流变性也（yě）会有很大的（de）差异。 当粉料形状越接（jiē）近片状时，其比表（biǎo）面积也越大，颗粒间的摩擦力和作用力增大，涂料（liào）的粘度将大（dà）于（yú）多角形（xíng）的粉料。 (3)水玻璃（lí）密度和粉液比的综合影（yǐng）响 水玻璃密度和粉液比的变化（huà）对表层（céng）涂料（liào）流（liú）变性的影响（xiǎng）是（shì）非常直观（guān）的，水玻（bō）璃密度和粉液比过（guò）大（dà）时（shí）涂料粘度增加、流变（biàn）性变差、涂层变（biàn）厚（hòu）会引起涂料在型壳（ké）表面局（jú）部堆（duī）积，型（xíng）壳硬化不良zui终导致“桔皮”问（wèn）题。 2.2工（gōng）艺方面的（de）影响 (1)表面层（céng）风干不充分。表面层（céng）风干是涂料的再均匀化过程，同时，也是（shì）水（shuǐ）玻璃脱水固（gù）化过程，如风干时间（jiān）过短，表面（miàn）层涂料在熔模表（biǎo）面分布不均匀（yún），造成（chéng）其后的硬化不充（chōng）分，脱蜡后将（jiāng）在型壳内表面形成团状（zhuàng）聚（jù）集物，局（jú）部形成钠盐杂质。 (2)过度滴控。过度滴控指（zhǐ）表面（miàn）层浸挂（guà）涂料时，单方向流动未能及时粘（zhān）砂，将导致（zhì）涂料（liào）在熔模表面局部方向上的堆（duī）积（jī），造成（chéng）其后的硬（yìng）化（huà）不完（wán）全。 (3)型壳层间硬化不（bú）良。由于涂料层尤其是前两层中（zhōng）存在（zài）未硬化（huà）部分，未硬化的涂料在脱蜡和焙烧后造（zào）成型壳内表面的钠盐聚集，与钢水反应后生成“桔（jú）皮”缺陷。 2.3环（huán）境（jìng）方面的影响 在寒冷的（de）冬季，过低的室温使涂料流（liú）动性变差造成涂料堆积，过厚堆积的涂料（liào）又不能（néng）完全硬化；此外（wài）硬化液的温度随室温的（de）降低（dī）也会（huì）造（zào）成硬化过程的（de）缓慢和不完全。环境湿度的影（yǐng）响则主要发生在雨季，空气湿度（dù）的增加（jiā）会影响风干（gàn）过程，常因为风干不足而出现“桔皮（pí）”问题。 3、避免（miǎn）“桔皮”缺陷的措施 3.1原料选用 (l)水玻（bō）璃在（zài）模数合适的情况下，必（bì）须严格控制（zhì）杂质含（hán）量；应根（gēn）据（jù）环（huán）境的温度、湿度、铸件的结（jié）构特点以及所配粉料的特点调整水玻（bō）璃（lí）密（mì）度。 (2)粉料在粒度符合使用要求的条件下，其粒形至关重要（yào），球形和多角（jiǎo）形粉（fěn）料是较（jiào）理想的，而片状粉料不能（néng）使用。 3.2工艺（yì）对策 (1)水玻璃密度的调（diào）整（zhěng）。密度（dù）的合适与否（fǒu）将直（zhí）接影（yǐng）响（xiǎng）铸件的表面质（zhì）量（liàng），密度（dù）过大会导致涂料流动性差而造成（chéng）分（fèn）层和“桔皮（pí）”缺陷，密度过小（xiǎo）又（yòu）会形成铸件表面的黄瓜刺（cì）；合适的密度通常与环境温度、粉料的（de）粒度、微观形状及铸（zhù）件的结构特点有关系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之间，其调（diào）整原则是: ①环（huán）境温度（dù）高时增加密度，低时减小（xiǎo）密度； ②粉料粗且片状比例小时增加密度（dù），粉料细且片状（zhuàng）比例大时减小密（mì）度； ③结构简单涂料易流动的铸件（jiàn）可（kě）适当增加密度，反之减小密（mì）度（dù）。 (2)粉液比的（de）确定。粉液比也是影响（xiǎng）铸件表面（miàn）质量的重要因（yīn）素之一，比例过大则会因涂料的流动性（xìng）差导致涂挂不均匀（yún）而产（chǎn）生分层和涂料堆积；而太小则（zé）会（huì）产生铸（zhù）件表（biǎo）面的黄（huáng）瓜刺。其配比原则是（shì）在保证涂料流动（dòng）性的前提下尽量（liàng）提（tí）高粉液比。 (3)硬化液的浓度、温（wēn）度与硬化时间（jiān）。一（yī）般情况下，氯化氨质量分（fèn）数在25%以上的（de）硬化剂才会（huì）有较好（hǎo）的硬化效果；如果氯化铵（ǎn）含量（liàng）低，靠延长时（shí）间是不能改善（shàn）硬化效果的。 (4)涂挂操作方式。实（shí）际生（shēng）产中（zhōng）有相当一（yī）部（bù）分“桔皮”问题（tí）是由于操作不当造成（chéng）的（de），涂料的单方向（xiàng）流动极易产生堆积而造成硬化不（bú）充（chōng）分，所以在蜡（là）模浸（jìn）挂涂料之后的滴控直到撒砂完（wán）毕的整个过程中，必须（xū）不断改变模组的方向。 (5)脱蜡工（gōng）艺（yì）。在脱蜡热水中（zhōng）补充适当的硬化剂，由（yóu）于硬（yìng）化剂的吸热作用和反应，会进一步使得（dé）表面层所滞留的反（fǎn）应产物（wù）NaCl溶于脱蜡水中（zhōng）而大部分去（qù）除，此时，型壳表面（miàn）形成的是一层低钠硅胶层，有利于（yú）防止（zhǐ）“桔（jú）皮”缺陷的产生（shēng）。 (6)环（huán）境（jìng）温度。环境温度偏（piān）低会导致涂料流动性差，造成涂挂不（bú）均匀而形成桔皮（pí）及其他制壳缺陷，制壳（ké）工序的环境温度应控制在15℃以上。
+查（chá）看全文23 2020-04
气（qì）泡是（shì）铸件常见问（wèn）题之一，而（ér）且一旦（dàn）铸件出现了气泡问题，也等（děng）于产品报废（fèi）了（le）。那么如何避（bì）免铸件产生气泡？看看（kàn）下面这7条。 【缺（quē）陷现象】 铸件表皮下，聚集气体鼓胀所形成的泡（pào），有（yǒu）时会崩裂，存在（zài）贯（guàn）通和（hé）非（fēi）贯（guàn）通两种。 别名：鼓泡、起泡 【原因分析】 模具温度太高，开模过早。 填充（chōng）速度太高，金属流卷入气（qì）体过多。 涂料（liào）发气（qì）量大（dà），用量过多（duō），浇注前未燃（rán）尽，使挥发气体被包在铸（zhù）件表（biǎo）层，另涂料含（hán）水量大（dà）。 型腔内气体没有排出，排气（qì）不顺。 合金熔炼温度过高。 铝合金液体（tǐ）除气不彻底，吸有（yǒu）较（jiào）多气体（tǐ），铸件凝固时析出留在（zài）铸件内 填充时产生紊流。 【对应（yīng）措施（shī）】 1、测温枪测试模具表（biǎo）面温度，显示数值超过工艺规定范围。降低模具表面温（wēn）度，增加保压时（shí）间； 2、铸件表面内浇口压入的金属（shǔ）流明显（xiǎn）比其它部（bù）位亮（liàng）很多（duō）。填充（chōng）速度（dù）高产生原因一方面（miàn）是设备（bèi）本身的压射速（sù）度高（gāo），另一方面可能是内浇口太薄造成。降低压射速度（dù），适（shì）当增加内浇（jiāo）口厚度（dù）；判断内（nèi）浇（jiāo）口薄的方（fāng）法：是否有浇口易粘现象（xiàng），降低二（èr）快速度看远端是否有严重压不实现象，不给压打（dǎ）件，看是否有多股铝液流； 3、喷涂时察看雾的（de）颜（yán）色是否呈白色（sè），合模（mó）前（qián）察看型腔是否（fǒu）还有气体残留。更（gèng）换（huàn）涂料或增大涂料与水的配比； 4、在烫模阶段（duàn），铸件（jiàn）表面有明显的（de）漩涡和涂（tú）料堆积。判（pàn）断及解决方法：调开档，人为产生涨模，如果解决，需开排（pái）气（qì）道； 5、铸件表面内浇口压入的金（jīn）属流（liú）特别亮并伴有粘结（jié）。适当降低浇注温度； 6、取样块测密度，看是（shì）否（fǒu）符合要求（qiú）。重新进行除气处理（lǐ）或在保温炉内进行再次精炼（liàn）； 7、烫模阶段（duàn）铸件表（biǎo）面明显有各流溶接不到（dào）一起的（de）痕迹伴有（yǒu）涂料堆积。 判（pàn）断（duàn）及解决方法（fǎ）：涂黑油生（shēng）产，看痕迹是否有堆（duī）积，分析堆积部（bù）位，解决方法： a、开设或加大相（xiàng）应部位的集渣（zhā）包， b、调整内浇口流向（xiàng）、位置或填充（chōng）方向。
+查（chá）看全文22 2020-04
1．冒口设计（jì）的基本原（yuán）理 铸件冒口主要是（shì）在铸钢（gāng）件上使用。铸铁件只用于个别的（de）厚大件的灰铸铁件和球铁件上。金属（shǔ）液在液态降温和凝固（gù）过程中，体（tǐ）积要收缩（suō）。铸件的体收缩大约为线（xiàn）收缩的3倍。因此，铸钢的体收缩通（tōng）常按3---6%考虑，灰铸铁按2---3%，不过由于灰铸铁和球墨铸铁（tiě）凝固时的石墨化膨胀，可以抵消部分体积收（shōu）缩，所以如果壁厚均（jun1）匀，铸型紧实度高，通常不需要设计冒口。铸件的（de）体收缩如果（guǒ）得不到补（bǔ）充，就会在铸件上或者内部形成缩（suō）孔（kǒng）、缩陷或（huò）者（zhě）缩松。严重时常常造（zào）成铸件报废。 冒口（kǒu）尺寸计算原（yuán）则是（shì），首先计算需要补缩的金属液需要多（duō）少。通常把这一部分金属液假（jiǎ）设成球体，并（bìng）求出直径（设为d0）用于冒口（kǒu）计算。冒口（kǒu）补缩铸件是有一定（dìng）的范围------叫有效补缩距离，设为L，对厚度为h的板（bǎn）状零件（jiàn）通常L=3~5h 。对棒状零件L=（25~30）√h 式子（zǐ）中，h------铸件厚度 2．冒口（kǒu）尺寸（cùn）的（de）基本计算方法 冒口计（jì）算（suàn）的公（gōng）式（shì）、图线、表格等有（yǒu）很多（duō）。介绍如下。 zui常用的方（fāng）法（fǎ）是，冒口（kǒu）直径 D=d0+h 理由是假定冒口和铸件以相（xiàng）同的速度凝固，凝固过程是从铸件的两个表面向内层进行，当铸件完全凝固终（zhōng）了（le），正好冒口（kǒu）凝固了（le）同样的厚度，这时（shí）还剩（shèng）下中间的空心的缩孔，体（tǐ）积正好等于补缩球的体（tǐ）积，这（zhè）部分金（jīn）属液在凝固过程中正好补缩进了铸件。 当铸件存在热节时（shí），可（kě）以把h换成热节的直径T即可。 即D=do+T 。 另（lìng）外设计（jì）冒口，还有个（gè）重要的部位，就是冒口颈，所谓冒口（kǒu）颈就是冒口（kǒu）和（hé）铸件的连（lián）接通道，冒口里的金属液都是（shì）经由冒口颈补缩（suō）到（dào）铸件里的。所以对冒口颈（jǐng）的截（jié）面是（shì）有要求的（de），通常（cháng）取冒口颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应（yīng）该考虑要高于需（xū）要补缩部位的高度，否则就成了反补缩了，铸件补缩了冒口，这是要避免的。 3．其它计算方法 常用的经验计算方法还有（yǒu）不计算需要估算补缩的金属液，直（zhí）接将热节园的直径乘个系数得出冒口直径。例如 简单铸件 D=（1.05~1.15）T 外（wài）形简单，热节比较集（jí）中（zhōng）。 复杂（zá）铸件 D=（1.40~1.80）T 外形复杂，例如有许多筋条和（hé）铸（zhù）件的其余部分连接。 中（zhōng）间类型 D=（1.15~1.40）T 介于以上两种之间。 铸造生产的条（tiáo）件（jiàn）千（qiān）差（chà）万（wàn）别（bié），因素（sù）太多，以至（zhì）于所（suǒ）有的计算公（gōng）式都是近似的（de）有条（tiáo）件（jiàn）的。往（wǎng）往（wǎng）一个公式不一定适用于所有的场合（hé）。所以公式中往往（wǎng）有（yǒu）取值范围较大的系数供用户结（jié）合本单位的情况选择。
+查（chá）看全文21 2020-04
型（xíng）砂的配制包括三个方面，即（jí）原材料（liào）的准备、型砂的混制（zhì）和将混制好的（de）型砂调匀及松砂等工艺环节。铸造生产中所使用的型砂，有（yǒu）的是由回用（yòng）砂加（jiā）适量的新砂、粘土和水经混合均（jun1）匀配制成的，有的全部是由新的材料（liào）配制成的。为了（le）确保（bǎo）新砂质量，所有的原（yuán）材料都须根据技术要求经验收合格后才（cái）能（néng）使用。为此（cǐ），在配砂前（qián）都必须进（jìn）行加工（gōng）准（zhǔn）备（bèi）。 （1） 新（xīn）砂 新砂（shā）在采购、运输过程中常（cháng）混有草根、煤屑及泥（ní）块等杂物，同时含有一定数量的（de）分分（fèn）。潮湿的原砂不易过筛（shāi），配砂时（shí）不便于（yú）控（kòng）制型砂的水（shuǐ）分。因此，除含水量低、用于手（shǒu）工造型的湿型砂可直接配制外，新砂在使用前必须进行烘干和过筛。新砂的烘干（gàn）用立式或卧式烘干滚筒，也可采（cǎi）用气流烘干的办法。常用的筛砂设备有手工筛、滚筒筛（shāi）和振（zhèn）动筛等。 （2） 粘（zhān）土 刚开采的粘（zhān）土（tǔ）往往（wǎng）含有较多的（de）水分具多为（wéi）块状（zhuàng），因此使用（yòng）前必须（xū）烘（hōng）干、破碎并磨成粘土（tǔ）粉，主（zhǔ）要由专门的工厂进行加工，包装（zhuāng）万袋供（gòng）应。有的（de）工厂事先将膨润土或粘（zhān）土与（yǔ）煤粉按比（bǐ）例（lì）制成粘（zhān）土—煤粉粉浆，使粘土充分吸水膨胀，混（hún）砂时与原砂一（yī）起加（jiā）入到（dào）混（hún）砂机里混（hún）合（hé）均匀。这种（zhǒng）做法可简化（huà）混砂操（cāo）作，便于运输，改善劳动条件，提高（gāo）型砂质量。但必须严格控（kòng）制粉浆的（de）含水量，否则会影响型砂性能。 （3） 附加物（wù） 煤（méi）粉（fěn）、硼配（pèi）、氟化物和硫黄（huáng）等附（fù）加物都（dōu）必（bì）须（xū）粉碎、过（guò）筛后再使用（yòng）。 （4） 旧砂 为了（le）节省造型材料，降低（dī）铸件成（chéng）本，旧砂应回用。旧（jiù）砂在型砂所（suǒ）占比例很大，它对型砂的（de）成（chéng）分及性（xìng）能有着很大的影响（xiǎng）。旧砂（shā）中常混有各种杂物，如钉子、铁块和砂团（tuán）等，在回（huí）用前（qián）必须（xū）进行处理（lǐ），包括将砂块粉碎，用电磁分离器除去其中的铁质杂物（wù）然后过（guò）筛，必要时（shí）进行冷却。 在机（jī）械化（huà）程度高的铸造（zào）车间，型砂需求（qiú）量大，周转速度很快，往往旧（jiù）砂的温度还比较高，有（yǒu）的回用砂温度高（gāo）达（dá）60摄氏度以上，如果采（cǎi）用这种型（xíng）砂造型，容易粘（zhān）附模（mó）样、芯盒（hé）及砂斗。由（yóu）于型砂温度过高，会使水分蒸发太（tài）快，使型砂性（xìng）能不（bú）稳（wěn）定，同时影响铸（zhù）件表面质量（liàng），影响造型劳动生产率。因此必须在铸（zhù）件落砂、旧（jiù）砂过筛（shāi）、运输（shū）和（hé）混砂过程（chéng）中加强通风（fēng）冷却，降低型砂温度。 （5） 混（hún）砂 混砂的任务是（shì）将（jiāng）各种原材料混合均（jun1）匀（yún），使粘结剂包覆在砂（shā）粒表面（miàn）上，混砂的质（zhì）量主要取决于混砂工艺和混砂机的形式。 一、混砂机的形式。生产中常用的混砂设备有辗轮式、摆轮式和叶片式混砂（shā）机。辗轮式混砂机除有搅（jiǎo）拌（bàn）作用外，还有辗压（yā）搓揉作用，型（xíng）砂的质量较（jiào）好，但生产效率较低（dī），主要用来混制面砂和单（dān）一（yī）砂。摆式混砂机（jī）的生产（chǎn）效率比（bǐ）辗轮式高几（jǐ）倍，且可边混（hún）砂边（biān）鼓风冷（lěng）却，并有一定的搓（cuō）揉作用，但型砂质量不（bú）如辗轮式混砂好（hǎo），主（zhǔ）要用于机（jī）械（xiè）化（huà）程（chéng）度（dù）高、生产量大的铸（zhù）造车间混制单一（yī）砂及背砂。叶片式混砂机是一种连续作业式的设备，各种原是否无误混砂机（jī）的一端进入，混好的型砂从混砂机（jī）的另一（yī）端出来，生产（chǎn）效率高。叶片式（shì）混砂机有混合作用，但搓揉作用很差，主要用于混制（zhì）背砂和粘土含量低的单一砂。 二（èr）、加料（liào）顺序与混砂时间（jiān）。混制粘（zhān）土型（xíng）砂的加顺序一（yī）般（bān）是（shì）先加回用砂、原砂、粘土粉（fěn）和（hé）附加物等干料，干混（hún）均匀后再加水湿混，均（jun1）匀后即可使（shǐ）用。如果型砂中含有渣（zhā）油液以及（jí）其他液态粘结（jié）剂，则应先加水将型砂混合均匀后再加入油类粘结剂。这种先加（jiā）干粉后加（jiā）水的混砂加料顺序存在的缺点是，在混砂机的辗盘边缘（yuán）遗留一些（xiē）粉（fěn）料，这些粉料吸（xī）水后粘附在混砂机壁上，直（zhí）到混辗后期（qī）或卸砂时才（cái）脱落下来，使型砂里（lǐ）含有混合不均匀的粘土或煤粉（fěn）团块（kuài），恶化了型砂性能。同时干混时（shí）粉尘飞扬，劳动条件差。因此，有的工（gōng）厂（chǎng）采用先在（zài）回用（yòng）砂里加水（shuǐ）混合（hé），然后加粘土及（jí）煤粉（fěn）混合均（jun1）匀，zui后再加少量水分调节到所需要（yào）的含水量的（de）混砂（shā）工艺。试验结（jié）果表（biǎo）明（míng），后面这种加料（liào）顺序可缩短混砂时间，提高型砂质量（liàng），改（gǎi）善（shàn）劳动条件。 为了（le）使各（gè）种原材料混合均匀，混砂时（shí）间不（bú）能（néng）太短，否则影响型砂（shā）性能，但混砂（shā）时间也不宜（yí）过长。否（fǒu）则将使型砂（shā）温（wēn）度升高，水分（fèn）过（guò）多挥发，型砂结成（chéng）块状，性能变坏且（qiě）生（shēng）产效率低。混砂时间主（zhǔ）要根据混（hún）砂机的形式、粘土（tǔ）含（hán）量（liàng）、对（duì）型砂性能要求等来决定。一（yī）般来说（shuō），粘土含量越多，对型砂质量（liàng）要求越（yuè）高，混砂时间越（yuè）长。采（cǎi）用（yòng）辗轮式（shì）混砂机混（hún）制面砂时（shí），混砂时间一（yī）般为6—12分钟，北砂为（wéi）3—6分（fèn）钟，单（dān）一砂为4—8分钟（zhōng）。 （6） 调匀 型砂的（de）调匀又称回性、渗匀，是指将混好的型砂在不失去水分（fèn）的条（tiáo）件下放置一段时间，使水分均匀渗透到型砂中（zhōng），让（ràng）粘土充（chōng）分吸（xī）水膨胀，以提高型砂（shā）的强度和透气性等性能（néng）。调匀时间（jiān）主要（yào）根据粘土种类（lèi）及加入（rù）量（liàng）而（ér）定。型砂中粘土含量越多，原砂的颗粒越细，调（diào）匀时间越长。调匀时间应适当，否则型砂性能难以满足（zú）要注。单一砂一般为2—3小（xiǎo）时，面砂为4—5小时。机械化铸造厂间型砂（shā）调匀是在型砂（shā）调匀（yún）斗里进（jìn）行，非机械化的手（shǒu）工造型车间（jiān）是将混好的型砂堆（duī）放在轩间地面上，并（bìng）用湿麻袋覆盖进行调匀。 型砂经混辗（niǎn）和调匀后会被压实，有的（de）被压（yā）成（chéng）团块。如（rú）果采用（yòng）这种型砂（shā）直接造型，型砂（shā）的（de）坚（jiān）实度不均（jun1）匀，透气（qì）性等性能（néng）差。因此，调匀后的型砂必须经松砂或过筛才能（néng）使用。在机械化的（de）铸（zhù）造车间一般采用圆棒式或（huò）叶片式松（sōng）砂机进行松砂处（chù）理。在百机械化的手（shǒu）工造型车间（jiān），常用移（yí）动式松砂机或（huò）用筛孔（kǒng）为5—8毫米的筛子过筛。
+查看（kàn）全文20 2020-04
覆膜砂铸造在（zài）铸造领域已有相当长的历史，铸件的产（chǎn）量也（yě）相当（dāng）大；但采用覆膜砂铸造生产精密铸钢件时面临很多难题：粘砂（结（jié）疤）、冷隔、气孔。如何解决这些问题有待（dài）于我们去进（jìn）一步（bù）探讨。 一、对覆膜砂（shā）的认识与了解（覆膜砂属于有机粘结（jié）剂型、芯砂） （1）覆膜（mó）砂（shā）的特点：具有（yǒu）适宜（yí）的（de）强度（dù）性能（néng）；流动性好（hǎo），制出的砂型、砂芯轮廓清（qīng）晰，组织致密，能够制造出复杂的砂（shā）芯；砂型（芯）表面（miàn）质量（liàng）好，表面（miàn）粗糙度（dù）可（kě）达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级（jí）；溃散性（xìng）好，铸（zhù）件容易清理（lǐ）。 （2）适用范围：覆膜砂既可制作铸型又可（kě）制作砂芯，覆（fù）膜砂的型或（huò）芯既可互相（xiàng）配合使用又可与其（qí）它（tā）砂型（芯）配合使用；不仅可以用于金（jīn）属型重力铸造或（huò）低压铸造，也可以用（yòng）于铁（tiě）型覆砂铸（zhù）造，还可以用于热法离心铸造；不仅可以（yǐ）用（yòng）于铸（zhù）铁（tiě）、非铁合金铸（zhù）件的生产，还可以用于铸钢件的生产。 二、覆（fù）膜砂的制备（bèi） 1．覆膜砂（shā）组成 一般由耐火材料（liào）、粘结剂、固化剂、润滑剂及特殊添加剂（jì）组成。 （1）耐火（huǒ）材料是构成（chéng）覆膜砂的主体。对耐（nài）火材料（liào）的要求是（shì）：耐火（huǒ）度高、挥（huī）发物少、颗粒较圆整（zhěng）、坚（jiān）实等。一般选（xuǎn）用天然（rán）擦（cā）洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非铁合金铸件要（yào）求大于（yú）90%，铸钢件要求大于97%）；含（hán）泥量不大于0.3%（为擦洗砂（shā））--[水洗砂含（hán）泥量规定小于；粒（lì）度①分布（bù）在相（xiàng）邻3～5个筛号上；粒（lì）形圆整，角形因素应不大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂普遍采用（yòng）酚（fēn）醛树脂。 （3）固化剂通常采用（yòng）乌洛托（tuō）品；润滑剂一般采用硬脂酸钙（gài），其作（zuò）用是防止覆膜砂结块，增加（jiā）流动性。添（tiān）加剂的（de）主要作用是改善覆（fù）膜砂的性能（néng）。 （4）覆膜砂（shā）的基本配比 成分（fèn） 配比（质量分数，%）说明：原砂 100 擦（cā）洗砂， 酚（fēn）醛树脂 1.0～3.0 占原砂（shā）重 ，乌（wū）洛托品（水溶液2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添（tiān）加（jiā）剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重。1：2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占（zhàn）原砂重。 ２．覆膜砂的生产工艺 覆膜砂（shā）的制备工艺主要有（yǒu）冷法覆膜、温法（fǎ）覆膜、热法覆膜（mó）三种，目前（qián）覆（fù）膜砂的生产几（jǐ）乎（hū）都是采用热覆膜法（fǎ）。热法（fǎ）覆膜工艺是先将原砂加热到一（yī）定温度（dù），然后分别与树（shù）脂、乌（wū）洛托品水溶液和硬脂酸钙混（hún）合搅拌，经冷却破（pò）碎和筛分（fèn）而成。由于配方的差异，混制工艺有所不同。目（mù）前国内覆（fù）膜砂生产线（xiàn）的种类很多，手工加料的半自动（dòng）生产线约有2000~2300条，电脑控制的（de）全自动生产线也已（yǐ）经（jīng）有将近（jìn）50条，有效提高了生（shēng）产效率和产品（pǐn）稳定性。例如xx铸（zhù）造（zào）有限（xiàn）公司的自动化（huà）可视生产（chǎn）线，其（qí）加料时间控制精确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并（bìng）且可以通过视频时时观（guān）察混砂状态，生产效率达到6吨（dūn）/小时。 ３．覆膜砂的主要（yào）产品（pǐn）类（lèi）型 （1） 普通（tōng）类（lèi）覆（fù）膜砂 普通（tōng）覆膜砂即传统（tǒng）覆膜砂，其组（zǔ）成通常由（yóu）石英砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品和（hé）硬脂酸钙构成，不加（jiā）有关添（tiān）加剂，其树脂加（jiā）入量（liàng）通常在一定强度要求下相（xiàng）对较高（gāo），不具备耐高温，低膨（péng）胀、低发气等特性，适用于要求不高的铸件生产 （2） 高强度低发气类覆膜砂（shā） 特点：高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗氧化 简介（jiè）:高强度低发气（qì）覆膜（mó）砂是（shì）普通（tōng）覆膜砂的更（gèng）新换代产品，通过加入有关特性的“添加剂”和采用（yòng）新的配制工艺，使（shǐ）树脂用（yòng）量大（dà）幅度下降，其强度比普通覆（fù）膜砂高30%以上（shàng），发气量显（xiǎn）著降低，并能延缓（huǎn）发气速度，能更好地适应（yīng）铸件生产的需（xū）要。该类覆膜砂主（zhǔ）要适用于铸铁（tiě）件（jiàn）中，中小铸钢、合金铸钢（gāng）件（jiàn）的（de）生产。目前（qián）该类覆膜砂有（yǒu）三个系列：GD-1高强度（dù）低发气覆膜砂；GD-2高强（qiáng）度低膨胀低发气（qì）覆膜砂；GD-3高（gāo）强度（dù）低膨胀低发气抗氧化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特点：耐高温、高强度、低膨胀、低发气、慢（màn）发气、易溃散、抗氧（yǎng）化（huà） 简介:耐高温覆膜砂是通过特（tè）殊（shū）工艺配方技（jì）术生产出的具有优异高温性能(高（gāo）温下强（qiáng）度高、耐热时间长、热（rè）膨胀量小、发气（qì）量低)和综合铸造性能的新型覆（fù）膜（mó）砂。该（gāi）类（lèi）覆（fù）膜砂特别（bié）适用（yòng）于复（fù）杂薄壁精密（mì）的（de）铸铁件(如（rú）汽车发动机缸体、缸盖等)以及高（gāo）要求的铸钢件（jiàn）(如（rú）集装箱（xiāng）角和火车（chē）刹（shā）车缓；中器壳（ké）件等)的生（shēng）产（chǎn），可有效（xiào）消除粘砂、变形、热裂和气（qì）孔等（děng）铸造（zào）缺（quē）陷（xiàn）。目前该覆（fù）膜（mó）砂（shā）有四个系列：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐高温低（dī）膨胀低（dī）发（fā）气覆膜砂 ND-3耐高（gāo）温低膨胀低发气抗氧化（huà）覆膜砂 ND-4耐高温（wēn）高强底低膨胀低发气覆膜 （4） 易溃散类覆膜砂 具有较（jiào）好的强（qiáng）度，同（tóng）时具（jù）有优（yōu）异的低（dī）温溃散性能，适（shì）用于（yú）生产有色金属铸件（jiàn）。 （5） 其它特（tè）殊（shū）要求覆膜砂（shā） 为适应不（bú）同产（chǎn）品的需要（yào），开（kāi）发（fā）出了（le）系列特种覆膜（mó）砂如：离心铸造用（yòng）覆膜砂（shā）、激冷覆膜砂、湿（shī）态（tài）覆膜砂、防（fáng）粘砂（shā）、防脉纹、防（fáng）橘皮覆膜砂（shā）等（děng）。 三、覆（fù）膜砂制芯主要工艺（yì）过程（chéng） 加热温度（dù）200-300℃、固（gù）化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单（dān）的砂芯、流（liú）动性（xìng）好的覆（fù）膜砂可选用较低的射砂（shā）压力，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度（dù）低时可（kě）适当延长固化时（shí）间等（děng）。覆膜砂（shā）所（suǒ）使用的树脂是酚醛类树脂。制芯工艺（yì）的优点：具（jù）有适宜（yí）的强度性能；流动（dòng）性好；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性（xìng）强；溃散性好，铸件（jiàn）容易清理（lǐ）。 1、铸型（模具）温度 铸型温（wēn）度是影响壳层厚度及强度的主要因素之（zhī）一（yī）,一般控制在220～260℃,并根据下列（liè）原则（zé）选定: （1）保证覆膜砂上（shàng）的树脂软化及固化所需的足（zú）够热量； （2）保证形成需要的（de）壳厚且壳型（芯）表面不焦化； （3）尽量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。 2、射砂压力及时间 射砂时（shí）间一般（bān）控制在（zài）3～10s，时间过短则砂型（芯）不能成型。射砂（shā）压力一般（bān）为0.6MPa左（zuǒ）右（yòu）；压（yā）力过低（dī）时，易造（zào）成射不（bú）足（zú）或疏松（sōng）现象。3、硬化时间：硬化时间的长短（duǎn）主（zhǔ）要取决于砂（shā）型（芯）的厚度与铸（zhù）型的温度，一般（bān）在（zài）60～120s左（zuǒ）右。时间过（guò）短（duǎn），壳（ké）层未完（wán）全固化（huà）则强度低（dī）；时间过长，砂型（芯（xīn））表面层（céng）易烧焦影响铸件质量。覆膜砂造型（芯）工艺参数实（shí）例：序号（hào）图（tú）号 壳厚（hòu）（㎜） 重量（㎏） 铸（zhù）型（xíng）温度（℃） 射砂（shā）时间（s）硬（yìng）化时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜（mó）砂应用中存在的问题（tí）及解决对策 制芯（xīn）的方法（fǎ）种类很多（duō），总的（de）可以划分为热固性方（fāng）法和冷固性方法（fǎ）两大（dà）类，覆膜砂（shā）制芯（xīn）属于热固性（xìng）方法类。任何一（yī）种制芯方（fāng）法都有其自（zì）身的优点和缺点，这（zhè）主要（yào）取（qǔ）决于产品的质量要求、复杂程度、生产批（pī）量、生产成本、产（chǎn）品价格等综合（hé）因素来决（jué）定采用何种制芯方法（fǎ）。对铸件内腔表面质量要求高，尺寸精度要求高、形状复杂的砂芯采用覆膜（mó）砂制芯是非常有效的。例如：轿车发动机（jī）气（qì）缸盖（gài）的进（jìn）排（pái）气道砂（shā）芯、水道砂（shā）芯、油道砂芯，气缸体的水道砂芯、油道砂芯，进气岐（qí）管、排（pái）气岐管（guǎn）的壳芯砂（shā）芯，液压阀的（de）流道砂芯，汽车涡轮（lún）增（zēng）压器（qì）气道（dào）砂芯等等。但（dàn）是在覆膜砂使用中还常遇（yù）到一些问题，这里仅就工作中的体会（huì）略谈一二。 1、覆膜砂的强度和（hé）发气（qì）量的确定方法 在原（yuán）砂质量和树脂质量（liàng）一定（dìng）的（de）前提下，影响覆膜砂强度的关键因素主要取（qǔ）于酚醛（quán）树脂的加（jiā）入量。酚醛树脂加入量（liàng）多，则强度（dù）就提高，但发气（qì）量也增加，溃散性就降（jiàng）低。因此在生产应用中一定要控制覆（fù）膜砂的强度来减少发气量，提高溃散性，在（zài）强度标准的制订时定（dìng）要找到一个平衡点。这个平衡点（diǎn）就是保证砂芯的表（biǎo）面质量及在浇注时不（bú）产生变形、不产生（shēng）断芯前提下（xià）的强度。这样才能保证铸件的表面质（zhì）量和尺寸精度，又（yòu）可以减少发气量，减少铸造件气孔缺陷，提高（gāo）砂芯的出砂性（xìng）能。对砂芯存放，搬（bān）运过程中（zhōng）可以（yǐ）采用工位器具（jù）、砂芯小车，并在其上面铺（pù）有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这（zhè）样可以减少砂芯的（de）损耗率。 2、覆膜（mó）砂砂芯的存放期 任何砂芯都（dōu）会吸湿，特（tè）别是南方（fāng）地区（qū）空气相对湿度大，必须对砂芯存放期（qī）在（zài）工艺文件（jiàn）上加以（yǐ）规定，利用精益生产先（xiān）进先出（chū）的生产方式减（jiǎn）少砂芯的存放量和存放周期。各企业（yè）应（yīng）结合自己的厂房条件和当地的（de）气候（hòu）条件来确定砂芯的存（cún）放（fàng）周期。 3、控（kòng）制好覆膜砂的供货质量 覆膜砂进（jìn）厂时必须附有供应（yīng）商的质量保证资料，并且企（qǐ）业（yè）根（gēn）据抽样标准进行（háng）检查，检（jiǎn）查合格后方可（kě）入库。企业取样检测不（bú）合（hé）格时由质保和技（jì）术部门做出处理（lǐ）结果（guǒ），是让步接受或向供应商退货（huò）。 4、合（hé）格的覆膜砂在制芯时发（fā）现砂芯断裂变形 制芯时砂芯的断裂变形（xíng）通常会认为（wéi）覆膜砂强度低造成的。实际（jì）上砂芯断裂和变形会涉及到（dào）许多生产过（guò）程（chéng）。出现不正常情况，必须要查（chá）到真正的原因才能（néng）彻底解决。具体原因如下： （１）制芯时模具的（de）温度和（hé）留模时间（jiān），关系到砂芯结壳（ké）硬化厚度是否满足工艺要（yào）求。工艺上所规定（dìng）的工（gōng）艺参数都需要（yào）有一个范围，这个（gè）范围需靠操作（zuò）人员的技（jì）能（néng）来进行（háng）调整。在模（mó）具温度上限时留模时间可以取（qǔ）下（xià）限，模（mó）具温度在下限时留模（mó）时间取上限。对操作人员需（xū）要不断地培训提高操作技能。 （２）制芯时（shí）在（zài）模具（jù）上会粘有酚醛树脂和砂粒，必须进行及（jí）时清理并喷上脱模剂（jì），否则会（huì）越积越多开模时会把砂芯拉断或（huò）变形。 （３）热芯盒模具静模上的（de）弹簧顶（dǐng）杆，由（yóu）于长期（qī）在高温状态下工作会产生弹（dàn）性失（shī）效而造成砂（shā）芯断裂或（huò）变形。必须及（jí）时更换弹簧。 （４）动模和静模不平（píng）行或不在（zài）同一中心线上，合模时（shí）在油缸或气缸的（de）压力作（zuò）用（yòng）下，定（dìng）位销前端有一段斜度，模具还是会合紧，但在开模时（shí）动模和静模仍（réng）会恢复到原始状（zhuàng）态使砂（shā）芯断裂或变（biàn）形。在这种情况下（xià）射（shè）砂时（shí）会跑砂，砂芯的（de）尺寸会变大。解决对策是及时（shí）调整模具的平行（háng）度和（hé）同轴度。 （５）在壳（ké）芯机上生产空心（xīn）砂（shā）芯时（shí），从（cóng）砂（shā）芯（xīn）中倒出（chū）尚未硬（yìng）化的（de）覆（fù）膜砂需要重新使用时，必须进（jìn）行过（guò）筛（shāi）并未用过的覆（fù）膜砂（shā）按３：７比例混合后使用，这（zhè）样才能保（bǎo）证壳芯砂芯的表面质量和砂芯强度。
+查看全文（wén）18 2020-04
什么叫淬火？ 钢的（de）淬火（huǒ）是将（jiāng）钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共（gòng）析钢）以上温度，保温一（yī）段时间，使之全部（bù）或部分奥氏体（tǐ）化（huà），然（rán）后（hòu）以大于临界冷（lěng）却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温（wēn））进行（háng）马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合（hé）金（jīn）、铜合金、钛合（hé）金、钢化玻（bō）璃（lí）等材（cái）料的（de）固溶（róng）处理（lǐ）或带有快速（sù）冷却（què）过程的热处理（lǐ）工艺称为淬火。 淬火（huǒ）的目的： 1）提高（gāo）金属（shǔ）成材或零（líng）件的机械性（xìng）能。例如：提高工具（jù）、轴承等的（de）硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限（xiàn），提（tí）高轴类（lèi）零件的综合机械性能等。 2）改善某些特殊钢的（de）材料性能或化学（xué）性能。如提（tí）高不锈钢的耐（nài）蚀性，增加磁钢的（de）永磁性等。 淬火冷却时，除需合（hé）理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方（fāng）法（fǎ），常用（yòng）的淬火方法，主要有单液淬火，双（shuāng）液淬（cuì）火，分级淬火、等温淬火，局（jú）部淬火等（děng）。 钢铁（tiě）工件在（zài）淬火（huǒ）后（hòu）具（jù）有以下特点： ① 得到（dào）了马氏（shì）体、贝（bèi）氏体、残余奥氏体等（děng）不平衡（即不稳（wěn）定）组织。 ② 存（cún）在较（jiào）大内应力（lì）。 ③ 力学性（xìng）能不能满足要求。因此，钢铁工件（jiàn）淬火后一般都要经过回火 什么叫回火？ 回火是将淬（cuì）火后的金属成材或（huò）零件加热到某一温（wēn）度，保温（wēn）一定时间后，以（yǐ）一定方式冷却的热处（chù）理工（gōng）艺，回火是淬火后（hòu）紧接着进行的一种（zhǒng）操作，通（tōng）常也是工（gōng）件进行热处理的zui后一道（dào）工序，因而把淬火和（hé）回火（huǒ）的（de）联合工艺称（chēng）为（wéi）zui终处理。淬火与（yǔ）回火的主要目的是： 1）减少内应力（lì）和（hé）降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性（xìng），如没有及时回火往往会产生变（biàn）形甚至开裂（liè）。 2）调整工件的机械性能，工件淬（cuì）火后（hòu），硬度（dù）高，脆性大（dà），为了满足各种工件不（bú）同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度（dù），塑性和韧（rèn）性。 3）稳定工件尺寸。通过（guò）回火（huǒ）可（kě）使金（jīn）相（xiàng）组织趋于（yú）稳（wěn）定，以保证在以后的使（shǐ）用过（guò）程中不再发生变形。 4）改善某些合（hé）金（jīn）钢的切削性（xìng）能。 回火的（de）作用在于（yú）： ① 提高组（zǔ）织稳（wěn）定性，使工件在使用过程中（zhōng）不再（zài）发生组织转变（biàn），从而使工件（jiàn）几何尺寸和性能保（bǎo）持稳定。 ② 消除内应力，以便改善工件（jiàn）的使用性能并稳定工件几何尺寸。 ③ 调整钢铁（tiě）的力学性能以（yǐ）满足使用要（yào）求。 回火之（zhī）所以具有这些作（zuò）用，是因为温度升（shēng）高时，原子（zǐ）活（huó）动能力增强（qiáng），钢铁（tiě）中的（de）铁、碳和其他合金（jīn）元素的原子可以较（jiào）快地（dì）进行扩散（sàn），实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的（de）不平衡组织逐步转变为稳定（dìng）的平衡组织。内应力的消除（chú）还与（yǔ）温（wēn）度升（shēng）高时金属（shǔ）强度降低有关。一（yī）般（bān）钢（gāng）铁回火时，硬（yìng）度和强度下降，塑性提高。回火温度（dù）越高，这些力学性能（néng）的变化（huà）越（yuè）大。有些合金元素含量较高的合金钢（gāng），在（zài）某一温度（dù）范围回火（huǒ）时，会析出（chū）一些颗粒细（xì）小（xiǎo）的金属化合物，使（shǐ）强度（dù）和（hé）硬度（dù）上升。这种现象称为二次硬（yìng）化。 回火要（yào）求：用途（tú）不同的工件（jiàn）应在不同温（wēn）度（dù）下（xià）回火，以满（mǎn）足使（shǐ）用中的（de）要求。 ① 刀（dāo）具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行（háng）低（dī）温回火。低温回（huí）火后硬度（dù）变（biàn）化不大（dà），内（nèi）应力减小，韧性稍（shāo）有提高。 ② 弹簧在350～500℃下（xià）中（zhōng）温回火，可获得较高的弹性和（hé）必要的韧性（xìng）。 ③ 中碳结构钢制作的零件（jiàn）通常在500～600℃进行高温回火，以获得适（shì）宜（yí）的强度与韧性的（de）良好配（pèi）合。 钢（gāng）在300℃左右回（huí）火时，常使（shǐ）其（qí）脆性增大，这（zhè）种现（xiàn）象称为（wéi）首类回火脆性。一般不应在这个（gè）温度区间回火（huǒ）。某些（xiē）中碳合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变（biàn）脆。这种现（xiàn）象称为第二类（lèi）回火脆性。在钢中加（jiā）入钼，或（huò）回火（huǒ）时（shí）在油或水中（zhōng）冷却，都（dōu）可以防止（zhǐ）第二类回火脆（cuì）性。将第二（èr）类回火脆性（xìng）的钢重新（xīn）加（jiā）热至原来的回火温度，便可以消除（chú）这（zhè）种脆性。 在生（shēng）产中，常根据对工件性（xìng）能的要求。按加热（rè）温度的（de）不（bú）同（tóng），把（bǎ）回火分为低温回火，中温（wēn）回火，和高温回火。淬火和随后的高（gāo）温回火相结合的（de）热处理工艺称为（wéi）调质，即（jí）在具有高度（dù）强（qiáng）度的同（tóng）时，又有好的塑性（xìng）韧性。 1、低温（wēn）回火：150-250℃ ，M回，减（jiǎn）少内应（yīng）力和脆（cuì）性，提高塑韧性，有较高的硬度和耐（nài）磨性。用（yòng）于制作量具、刀（dāo）具和滚动轴承等。 2、中温（wēn）回火：350-500℃ ，T回，具有较高的（de）弹性（xìng），有一（yī）定的塑性和硬度。用（yòng）于制作弹簧（huáng）、锻模等。 3、高温回火（huǒ）：500-650℃ ，S回，具有良好的综合力学性能。用于制作齿轮、曲轴（zhóu）等。 什么是正火? 正（zhèng）火是（shì）—种改善钢（gāng）材韧性的热处理。将（jiāng）钢（gāng）构件加热到Ac3温度以上（shàng）30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷（lěng）。主要特点是冷却速度快（kuài）于退（tuì）火而低于淬（cuì）火，正火时可（kě）在（zài）稍（shāo）快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而（ér）且可以明（míng）显提高韧性(AKV值），降低构件的开（kāi）裂（liè）倾向。—些低合金热（rè）轧钢板、低合（hé）金钢锻件与铸造件经正火处（chù）理后，材料的综合力学性能可（kě）以大（dà）大改（gǎi）善，而且也改善（shàn）了切削性能。 正火有（yǒu）以下（xià）目的和用途（tú）： ① 对（duì）亚共析钢，正火用以（yǐ）消除铸（zhù）、锻、焊件的过热粗晶组织（zhī）和魏氏组织（zhī），轧材中的带状（zhuàng）组织；细化晶粒；并可作为（wéi）淬火前的预先热处理。 ② 对过共析钢，正火可以消除网状二次渗碳体，并使珠光体（tǐ）细化，不但改善机械性能，而且有利于（yú）以后的球化退火。 ③ 对低（dī）碳深冲薄钢（gāng）板，正火可以消除晶界的游离渗碳（tàn）体，以改善其深冲性能。 ④ 对低碳钢（gāng）和低碳（tàn）低合金（jīn）钢，采用正火（huǒ），可得到较多的细片（piàn）状珠光体（tǐ）组织，使硬度增高（gāo）到HB140-190，避免切削（xuē）时的“粘刀”现（xiàn）象，改善切削（xuē）加工性。对中碳钢，在既可用正火（huǒ）又（yòu）可用退（tuì）火的场合下（xià），用正火更为（wéi）经（jīng）济（jì）和（hé）方便。 ⑤ 对（duì）普通中（zhōng）碳结构钢，在力（lì）学性（xìng）能要求（qiú）不高（gāo）的场合下，可用正火代替淬火加高温（wēn）回火，不仅（jǐn）操作简便（biàn），而且使钢材的组织和尺寸（cùn）稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上（shàng）150～200℃)由于（yú）高温下扩散速度较高,可以减少铸件和锻件（jiàn）的（de）成分（fèn）偏析。高温（wēn）正火后的粗大晶粒可通（tōng）过随后第二次较低温度的正（zhèng）火予以细化。 ⑦ 对某些（xiē）用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢，常采用正（zhèng）火以获得贝氏（shì）体（tǐ）组织，再经（jīng）高温回火，用于400～550℃时（shí）具有（yǒu）良（liáng）好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材以外，正火还广泛用于球墨铸（zhù）铁热处理，使（shǐ）其获得珠光体基体，提高球墨铸铁的强（qiáng）度。 由于正火的特点是空气冷却，因而环境气温、堆放方式、气（qì）流及工件（jiàn）尺（chǐ）寸对正火后的组织和性能（néng）均（jun1）有影响。正火组织还可作为合金钢的一种分类（lèi）方法。通常根据直径为25毫米的（de）试（shì）样加热到900℃后,空冷得到的（de）组（zǔ）织，将合（hé）金钢分为珠光体（tǐ）钢（gāng）、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢（gāng）。 什么是退火？ 退火（huǒ）是将金（jīn）属（shǔ）缓慢（màn）加热到一定温（wēn）度（dù），保持足够时间，然后以适宜速度冷却的一种（zhǒng）金（jīn）属（shǔ）热（rè）处理工艺。退（tuì）火（huǒ）热处（chù）理分为完全退（tuì）火（huǒ），不完全退火和去应力退火。退火材料的（de）力学性能可以用（yòng）拉（lā）伸试验来（lái）检测（cè），也可以（yǐ）用硬度试（shì）验来检测。许多钢材都是以退火（huǒ）热处理（lǐ）状（zhuàng）态（tài）供货的，钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计（jì），测试（shì）HRB硬度，对于较薄的钢（gāng）板、钢带以及（jí）薄壁钢管，可（kě）以采用表（biǎo）面洛氏硬度计，检测（cè）HRT硬度。 退火（huǒ）的目的在于： ① 改善（shàn）或消除（chú）钢铁在铸造（zào）、锻压、轧制和焊接过（guò）程中所造成的各种（zhǒng）组织缺陷以及残余（yú）应力，防止工件变形、开裂。 ② 软（ruǎn）化工件以便进行（háng）切削加（jiā）工。 ③ 细化（huà）晶粒，改（gǎi）善组织以（yǐ）提高工件（jiàn）的机械性能。 ④ 为zui终（zhōng）热处理（淬火（huǒ）、回火）作好组织准备。 常（cháng）用的退火工艺有： ① 完全退火。用（yòng）以（yǐ）细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性（xìng）能（néng）不佳的粗（cū）大过热组织（zhī）。将工件加（jiā）热到铁（tiě）素体全部转变为（wéi）奥氏体的温度以上30～50℃，保（bǎo）温一（yī）段时（shí）间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥（ào）氏体（tǐ）再次发生转变（biàn），即可（kě）使钢的（de）组（zǔ）织变细（xì）。 ② 球化（huà）退火（huǒ）。用（yòng）以（yǐ）降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工（gōng）件加热到（dào）钢开始形（xíng）成奥（ào）氏（shì）体的（de）温度以上20～40℃，保温后缓慢（màn）冷（lěng）却，在冷却过程中珠光体中的片层（céng）状渗碳体变（biàn）为球状，从而（ér）降低了硬度（dù）。 ③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含（hán）量较高的合金结构钢的高（gāo）硬度（dù），以进行（háng）切削（xuē）加工。一（yī）般先以较快速（sù）度冷却（què）到奥（ào）氏体（tǐ）zui不（bú）稳定的温（wēn）度，保温（wēn）适当时间，奥（ào）氏体转变（biàn）为托氏体或索（suǒ）氏体，硬（yìng）度即可降（jiàng）低。 ④ 再结晶退火。用（yòng）以消除金属线材（cái）、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升（shēng）高、塑性下（xià）降）。加（jiā）热温度一般为钢开始（shǐ）形成奥氏体的温（wēn）度以下50～150℃ ，只（zhī）有这样才能消除加工（gōng）硬（yìng）化（huà）效应使（shǐ）金属（shǔ）软化。 ⑤ 石墨化退火。用以使含有（yǒu）大（dà）量渗碳体的铸铁（tiě）变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是（shì）将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳（tàn）体分解形成团絮状石墨。 ⑥ 扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化（huà），提（tí）高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的（de）温度（dù），并长时（shí）间保温，待合金（jīn）中各种元素扩散趋于均匀分布后缓（huǎn）冷。 ⑦ 去应力退（tuì）火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力（lì）。对于（yú）钢铁制（zhì）品加（jiā）热后（hòu）开（kāi）始形成奥氏体的温（wēn）度以下100～200℃，保温后（hòu）在空气中冷却，即可消除内应（yīng）力。
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一（yī）、变形（xíng）的原因 钢的变形（xíng）主要原因（yīn）是钢（gāng）中存在（zài）内应（yīng）力或者外部施加的应力。内应力（lì）是因温度分布不（bú）均（jun1）匀或（huò）者（zhě）相变所致（zhì），残（cán）余应力也是原因（yīn）之一。外应力引起的变形主（zhǔ）要是（shì）由于工件自（zì）重而造成的（de）“塌陷”，在（zài）特（tè）殊情况（kuàng）下也应（yīng）考虑碰撞被加热的工件（jiàn），或者（zhě）夹持工具夹持（chí）所引起的凹陷（xiàn）等。变（biàn）形包括弹性（xìng）变形和塑性变形两种。尺寸变化主（zhǔ）要是基于组织转变，故表（biǎo）现（xiàn）出同样（yàng）的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴（xué）或者（zhě）复杂形（xíng）状工件（jiàn），则将导致附加的变形。如果淬（cuì）火形（xíng）成大量马氏体则发生（shēng）膨胀，如果产生大量（liàng）残余奥氏体则（zé）相应的要（yào）收缩。此外，回火时（shí）一般发生收缩，而出现二次硬（yìng）化现象的合金钢则发生膨胀，如（rú）果进行深冷处理，则由于残余奥氏体的马氏（shì）体化（huà）而进一步膨（péng）胀，这些（xiē）组（zǔ）织（zhī）的比容都随着含碳量的增加而增大，故含碳量增加也（yě）使尺寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生（shēng）时段 1.加（jiā）热过程：工件在加热过程（chéng）中，由（yóu）于（yú）内应力逐（zhú）渐释放（fàng）而产生（shēng）变（biàn）形。 2.保（bǎo）温过程：以自重塌陷变（biàn）形为主，即塌陷弯曲。 3.冷却过（guò）程：由于不均匀冷却和组织（zhī）转变而至变（biàn）形。 三（sān）、加热与变形 当加热大型工件（jiàn）时，存（cún）在残余（yú）应（yīng）力或者加热（rè）不均匀，均可（kě）产生变形。残余应（yīng）力主要来源于加工过程（chéng）。当（dāng）存（cún）在（zài）这（zhè）些应力时，由于随着温度的升（shēng）高，钢的屈服（fú）强度逐渐下降，即使（shǐ）加热很（hěn）均匀，很轻（qīng）微的（de）应力也（yě）会导致（zhì）变形。 一般，工件的外缘（yuán）部位残余应力较（jiào）高（gāo），当温度的上升从外部开始进行时，外（wài）缘部位变（biàn）形（xíng）较大，残（cán）余应力引（yǐn）起的变形包括弹性变形（xíng）和塑性变（biàn）形两种。 加（jiā）热（rè）时产生的热应力（lì）和想变应力都是导致变形的原因。加（jiā）热速度（dù）越快（kuài）、工件（jiàn）尺寸越大、截面变化（huà）越大，则加热变形越大（dà）。热应力取决于温度的不均匀分（fèn）布程度和温度梯度（dù），它们都是导致热膨胀发生差异（yì）的原因。如果热应力高于材（cái）料的高温（wēn）屈服点，则（zé）引起塑性变（biàn）形，这种塑（sù）性变形（xíng）就（jiù）表（biǎo）现为“变形”。 相变应力主要（yào）源（yuán）于相变的不（bú）等时（shí）性，即材料一部分发生相变，而其它部分还（hái）未发生相变时产生的。加热时材料的（de）组织转变成奥氏体发生（shēng）体积收缩时可（kě）出现塑（sù）性变（biàn）形。如果材料的各部分同时发生相同的组织转变，则不产生应力。为此（cǐ），缓慢加热可（kě）以（yǐ）适当（dāng）降低加热变形，zui好采用预热。 此外，由于加热中因自重而出现“塌陷”变形（xíng）的情况非常多，加热温（wēn）度越高，加热时间越长，“塌陷”现象越严重。 四、冷却与变形 冷（lěng）却不均时将产生热应力（lì）导致变形发生。因工件（jiàn）的外缘（yuán）和（hé）内部存在冷却速度差异（yì），该热应力是不（bú）可避免的，淬火情况（kuàng）下（xià），热应（yīng）力与组织应力叠加，变形（xíng）更（gèng）为复杂。加之组织的不均匀、脱碳等，还会导致相变点出现差异，相变的膨胀量也有所不同。 总之，“变形”是相变应力和热应力共同（tóng）所（suǒ）致，但并非（fēi）全部（bù）应力都消耗在变形上，而是一（yī）部分作为（wéi）残（cán）余应力存在于工件中，这种应力就是（shì）导（dǎo）致时（shí）效变形和时效裂纹的原因（yīn）。 因冷却而导（dǎo）致的变形表现为以下几种形式： 1.件急冷初（chū）期，急冷的一侧凹陷，然后（hòu）转（zhuǎn）为凸（tū）起，结（jié）果快冷（lěng）的一面凸起，这种情况属于（yú）热应力引起的变形大于相变（biàn）引起的变形。 2.由热应力（lì）所引起（qǐ）的（de）变（biàn）形是钢料趋于球形化，而由相变应力所引起的变形则使之趋于（yú）绕线（xiàn）轴状。因（yīn）此淬火冷却所致的变形表（biǎo）现为两者的结合，按照淬火（huǒ）方（fāng）式的不同（tóng），表现出不同的变形。 3. 仅对内（nèi）孔部分淬火时，内孔收缩。将整（zhěng）个环形工件加热整体淬火（huǒ）时，其外径（jìng）总是增大，而内径则根（gēn）据尺寸（cùn）的（de）不同时（shí）涨时缩，一般内径（jìng）大时，内孔涨大，内径（jìng）小时（shí），内（nèi）孔（kǒng）收缩（suō） 五、冷处理与（yǔ）变形 冷处理促（cù）进马氏（shì）体（tǐ）转变，温度（dù）较低，产生的变形（xíng）比（bǐ）淬（cuì）火冷却要（yào）小，但此时产生的（de）应（yīng）力较大，由于残余应力、相变应力和热应力等的叠加（jiā）容易导致（zhì）开裂（liè）。 六、回火与变形 工件在回火过程中（zhōng）由于内应力的均匀（yún）化（huà）、减（jiǎn）小甚至消（xiāo）失（shī），加上组（zǔ）织（zhī）发生变化，变形趋于减小，但同时（shí），一旦（dàn）出现（xiàn）变形，也是（shì）很（hěn）难矫正的（de）。为（wéi）了（le）矫（jiǎo）正这（zhè）种（zhǒng）变形，多采（cǎi）用加（jiā）压（yā）回火或喷丸硬（yìng）化等方法。 七 、重复淬火与变形 通常情（qíng）况下，一（yī）次淬火后的工（gōng）件未经过（guò）中间退火而进（jìn）行重复淬火，将增大（dà）变形。重复淬（cuì）火引起（qǐ）的变形，经过重复淬（cuì）火，其（qí）变形累加而趋于球状，容易产生龟裂，但（dàn）形状相对稳定了，不（bú）再容易产（chǎn）生（shēng）变形（xíng）了，因此重复淬（cuì）火（huǒ）前应增（zēng）加中（zhōng）间退火，重（chóng）复淬火次（cì）数应小于（yú）等（děng）于（yú）2次（不（bú）含初次淬火）。 八、残余（yú）应力与变形 加（jiā）热过（guò）程中，在450℃左右，钢由弹性体转变为塑性体（tǐ），因此很（hěn）容易呈上升塑性变形（xíng）。同时，残余应力（lì）在（zài）约高于此温度时（shí）也将（jiāng）因再结晶而消失。因此，快（kuài）速加热（rè）时，由（yóu）于工件内外部存在温度差（chà），外部达到450℃变成了塑性区，受（shòu）而内部（bù）温（wēn）度较低处存在残余应力（lì）作（zuò）用而发生（shēng）变形（xíng），冷（lěng）却后（hòu），该区域就是出现变形的地方。由（yóu）于（yú）实际生产（chǎn）过（guò）程中，很难实现均匀、缓慢加热，淬火（huǒ）前进行消除应力退火是非（fēi）常重要的，除（chú）了通过加热消除应力（lì）外，对于大型零件采用振动消除应力（lì）也（yě）是有效（xiào）的。
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球（qiú）墨铸铁（NodularCastIron）是一种具有优良（liáng）力学性能的（de）金属材料，通（tōng）过在铁液中加入球化剂和（hé）孕育剂（jì），让石墨呈球状形核并长大而获得。20世纪40年（nián）代，现代球墨铸铁由美国国际锡公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首（shǒu）先研究成（chéng）功。球墨铸铁在力学性能、物理性能、工艺性能、使（shǐ）用（yòng）性能上（shàng）具有独特（tè）的（de）优（yōu）势，生产工艺（yì）简单，成本低廉，在机械、冶金、矿山、纺织、汽车（chē）及船舶（bó）等（děng）领域应（yīng）用广泛。 生产球墨铸铁时（shí）夹（jiá）渣是（shì）zui常见的缺陷，其多出现在铸件浇（jiāo）注位置的上平面或型芯上表面（miàn）部位。夹渣缺（quē）陷严重影响（xiǎng）铸件的力学性能，特别（bié）是韧性和屈服强度（dù），导致承压部位发生渗漏。 笔者（zhě）所在单位生产的一（yī）种发电设（shè）备铸（zhù）件前期经常（cháng）出现铸（zhù）件夹渣缺陷（xiàn）而报废（fèi），针对此缺陷进行了改进。 1.原工艺及缺陷状况 铸件重量为4500kg，材（cái）料为QT400-18，呋喃树脂自硬砂造型（xíng）。采用15t/h工（gōng）频电（diàn）炉熔炼，化学成分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半（bàn）封（fēng）闭式、横浇道（dào）在分型面的环（huán）形（xíng）底注工艺，内浇（jiāo）道为4道φ35mm的（de）陶瓷管，直浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截面比为：F直（zhí）：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺方案如图1所示。这样设计出来的铸（zhù）件缺陷主要为（wéi）夹渣，位置在法兰背面和轴承（chéng）上表（biǎo）面，形（xíng）状不规（guī）则，无金属光泽，用渗透液或磁粉检测，有时用（yòng）肉（ròu）眼即可（kě）发现（xiàn），如（rú）图2所示。 图1 工艺方案 图2 夹渣缺陷（xiàn）分布 2.缺陷原（yuán）因分析 （1）熔炼（liàn）或球化处理后，加入的熔剂和形成的熔渣在浇注（zhù）时随金属液一起注入型腔。 （2）金（jīn）属液在（zài）浇注过程中镁、稀土（tǔ）、硅、锰、铁等二次氧化，产生的金属（shǔ）氧（yǎng）化物（wù）和硫化物、游离石墨等上（shàng）浮到铸件上表（biǎo）面或滞留在铸件内（nèi）的（de）死角和砂芯下表面等处。 原工艺该铸件的（de）浇注压头为2.5m，铁液从浇口杯（bēi）进入浇注系统（tǒng）后，直接由（yóu）内浇道底返进入底法（fǎ）兰，进（jìn）流速度大，约0.7m/s，进入（rù）型腔的（de）铁液紊流严（yán）重（chóng），且严（yán）重卷气，因此（cǐ）铸件表面出现（xiàn）大量（liàng）的渣，造（zào）成该（gāi）产品的（de）废品率（lǜ）超过（guò）10%。 （3）由于含硫量过高，使金属液含有（yǒu）大量硫化（huà）物，浇（jiāo）注后在（zài）铸件内部形成渣（zhā）。 （4）金属液中各组元（碳、锰、硫、硅、铝、钛）之（zhī）间（jiān）或这些组元与（yǔ）氮、氧之间发生化学反应，其氧（yǎng）化物与炉衬（chèn）、包衬（chèn）、砂（shā）型壁或（huò）涂料之间发生（shēng）界面（miàn）反应形（xíng）成（chéng）夹渣。 3.改进（jìn）方案 （1）熔炼时对原材（cái）料进行分拣，保（bǎo）证干燥、清洁、无锈蚀。 （2）提（tí）高（gāo）铁液出炉温度和球化处理温度，对浇包进（jìn）行充分（fèn）烘烤。 （3）金属液在浇（jiāo）包内应静置一段时（shí）间，以利于渣上浮。 （4）降低原铁液含硫（liú）量（liàng），在保（bǎo）证（zhèng）球化前提下，尽（jìn）可能减（jiǎn）少球墨（mò）铸铁的残留镁含量。 （5）浇（jiāo）注系统改进。为保证铁液在充填型腔的过程中平（píng）稳、流畅，按大孔出流理（lǐ）论对浇（jiāo）注系统进行了改进，如图3所（suǒ）示。采用开（kāi）放式浇注系统，通过增大进流截面降低进流速度。铸件整体分散进流，快速充型，保证（zhèng）浇口（kǒu）杯、直浇道及（jí）时充满。 图3 改进后的浇注系统 该铸（zhù）件重4500kg，浇注重（chóng）量6000kg，根据相关公式计算的浇注（zhù）时间为60s，阻流截面积为52cm2，即设计的开放式浇注系（xì）统的直浇道截面积为52cm2。按照标（biāo）准的（de）陶（táo）瓷管，则选择（zé）φ80mm的（de）陶（táo）瓷管，截（jié）面（miàn）积是50.24cm2，按照（zhào）推荐的浇注系统比（bǐ）例，设计的横浇道截面形状（zhuàng）是矩形（9cm×6cm），则面积是108cm2，内浇道是13道φ35mm的陶瓷管，截面积是125cm2，则zui终的截（jié）面比是F直：F横：F内（nèi）=1∶2.15∶2.49。 根据上面计算的参数计算得进（jìn）流速度为0.28m/s，进流速度降（jiàng）低很多（duō），是原工艺进流（liú）速（sù）度（dù）的40%。充型平稳，避免紊流，大大（dà）降低了（le）铁液（yè）二次氧化（huà）的（de）机会，从（cóng）而可以减少夹渣缺（quē）陷。 4.改进（jìn）后验证 采（cǎi）用以上措施连（lián）续生（shēng）产15件，铸件（jiàn）没有（yǒu）再出现法兰和（hé）轴（zhóu）承（chéng）上表面部位夹渣缺陷，改进有效。类似的方法在（zài）其他产品（pǐn）上运用，也有（yǒu）明显效果。 5.结语（yǔ） 大型球墨铸铁件（jiàn）易于在浇注位（wèi）置上表面以及铁液流动的一些（xiē）死（sǐ）角区域产生夹渣缺陷，这些缺陷可（kě）以通过（guò）熔炼控制和浇注系（xì）统（tǒng）的改进来解决。浇注系统形式以（yǐ）及（jí）参数选择应能保证铁（tiě）液平稳充型（xíng），为此浇注系统各组（zǔ）成部（bù）分面积、浇注时间需按照内浇道（dào）低速进流（liú）、铸（zhù）件整体快速（sù）充满（mǎn）的（de）原（yuán）则来计算。
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热处理工艺中淬（cuì）火的常用方（fāng）法有十（shí）种，分别是单介质(水、油（yóu）、空气)淬（cuì）火;双介质淬火;马（mǎ）氏体分级淬（cuì）火;低于Ms点的马氏体分级淬火法;贝氏体等温（wēn）淬火法;复合淬（cuì）火法;预冷等（děng）温淬火（huǒ）法;延迟冷却淬火法;淬火自（zì）回火法;喷射（shè）淬火法等（děng）。 一、单介质（zhì）(水、油、空气)淬火 单介（jiè）质(水、油、空气)淬火：把已加热到（dào）淬火温度的工件淬人（rén）一种淬火介质，使其完全冷却。这种是zui简单的淬（cuì）火方法，常用于形状简单（dān）的碳钢（gāng）和合金钢工件（jiàn）。淬火介（jiè）质根据零件传热系数大小、淬（cuì）透性（xìng）、尺寸（cùn）、形状等进行（háng）选择。 二、双介质淬火（huǒ） 双介质淬火：把（bǎ）加热到淬火温度（dù）的工件，先（xiān）在冷却能力强的（de）淬（cuì）火介（jiè）质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质（zhì）中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬（cuì）火冷却速度。用于（yú）形状复杂件（jiàn）或（huò）高碳钢、合金钢制作的（de）大（dà）型工件，碳素工具钢也多采用此（cǐ）法。常（cháng）用冷却介质有水-油、水-硝（xiāo）盐（yán）、水-空气、油-空（kōng）气，一般用水作（zuò）快冷淬火介质，用（yòng）油或空气作慢（màn）冷（lěng）淬（cuì）火介质，较少采（cǎi）用空气。 三、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火：钢（gāng）材奥氏体化，随（suí）之浸入温度稍高或（huò）稍低于（yú）钢的上马（mǎ）氏点的（de）液态（tài）介质(盐浴或碱（jiǎn）浴)中，保持适当时间，待钢（gāng）件的（de）内、外层（céng）都达到介质温（wēn）度后取（qǔ）出空（kōng）冷，过冷奥氏体缓慢转（zhuǎn）变成马（mǎ）氏体的（de）淬火工艺。一（yī）般用于形状复杂（zá）和变（biàn）形要求严的小（xiǎo）型（xíng）工件，高速（sù）钢和高（gāo）合金钢工模具也常（cháng）用此法淬火（huǒ）。 四（sì）、低于Ms点的马（mǎ）氏（shì）体分级淬火（huǒ）法 低于Ms点的马（mǎ）氏体分级（jí）淬火法：浴槽温度低于工件用钢的Ms而（ér）高于Mf时（shí），工件（jiàn）在该浴槽中冷（lěng）却（què）较快，尺寸较大时仍（réng）可获得（dé）和分级淬火（huǒ）相同的结（jié）果。常用于（yú）尺寸较大的低淬透性钢工（gōng）件。 五、贝氏体等温淬火法 贝氏体等温淬火法：将工（gōng）件淬入该钢下贝氏体（tǐ）温度（dù）的（de）浴槽（cáo）中（zhōng）等温，使其（qí）发生（shēng）下贝氏体转变（biàn），一般在浴槽中保温30~60min。数控微信公（gōng）号（hào）cncdar贝氏体等温淬火工艺主（zhǔ）要三个步骤：①奥氏体（tǐ）化处理;②奥氏体（tǐ）化（huà）后冷却（què）处理;③贝氏（shì）体等温处理;常用于合金钢（gāng）、高碳钢小尺寸零件及（jí）球墨铸铁件。 六、复合（hé）淬火法 复合淬火法（fǎ）：先将（jiāng）工件急冷至（zhì）Ms以（yǐ）下得体积分数为10%~30%的马（mǎ）氏体，然后在下（xià）贝氏（shì）体区等温，使（shǐ）较（jiào）大截面工件得到马氏体和贝氏（shì）体组织，常用于合金工具钢工件。 七、预（yù）冷等温淬火法 预冷等温淬（cuì）火法：又称升（shēng）温等温淬火，零件先在温度较低(大于Ms)浴槽中（zhōng）冷却，然后转入温度较高的浴槽（cáo）中（zhōng），使奥氏体进行等温转变。适用于淬透（tòu）性较差的钢件（jiàn）或尺寸较大又必（bì）须进行等温淬火（huǒ）的工件。 八、延迟冷却淬火法（fǎ） 延迟冷却淬火法：零件先（xiān）在空（kōng）气、热水（shuǐ）、盐浴中预冷到稍高（gāo）于Ar3或Ar1温度，然后（hòu）进行单介质淬火。常用于形（xíng）状复杂各（gè）部（bù）位厚薄悬殊及要求变形小的（de）零件。 九、淬火自回火（huǒ）法（fǎ） 淬火自回火法：将被处理工（gōng）件全部加热，但在淬火时（shí）仅将需要淬硬的部分(常为工作部位)浸入淬火液冷却，数（shù）控微信公号（hào）cncdar待到（dào）未（wèi）浸入（rù）部（bù）分火（huǒ）色消失的瞬间，立即取出在空气中（zhōng）冷（lěng）却的淬火工艺（yì）。淬火自回（huí）火法利用心部（bù）未全部冷透的热量传（chuán）到表面，使表面回火（huǒ）。常用（yòng）于承受冲击的（de）工具（jù）如錾子、冲子、锤子（zǐ）等。 十、喷射淬火法（fǎ） 喷（pēn）射淬火法：向（xiàng）工件（jiàn）喷射水流（liú）的淬火方法，水流（liú）可大可小，根据（jù）所要（yào）求的（de）淬（cuì）火（huǒ）深度（dù）而定。喷射淬火（huǒ）法不会在工件表面形成蒸汽（qì）膜（mó），这样就能够保证得到比昔（xī）通水（shuǐ）中淬（cuì）火更深的（de）淬硬层（céng）。主要用（yòng）于局部表面淬火。
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第（dì）1步 材料的选择 铁（tiě）素体球铁的生产，选择高纯（chún）的原（yuán）材（cái）料是非常必（bì）要的，原材料（liào）中的Si、Mn、S、P含量要（yào）少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对（duì）Cu、Cr、Mo等一些合金元素要严格控制含（hán）量（liàng）。由于（yú）很多微量元素对（duì）球化衰退zui为敏（mǐn）感，如，钨（wū）、锑、锡、钛（tài）、钒等。钛对（duì）球化（huà）影（yǐng）响很（hěn）大应加以控制，但钛高是（shì）我国生铁的（de）特点，这主要（yào）与生铁的冶金工艺（yì）有关。 第2步 脱硫 原（yuán）铁液含硫量决定球化（huà）剂的加（jiā）入量（liàng），原铁液（yè）中（zhōng）的（de）含硫量越高，则（zé）球（qiú）化（huà）剂的加入量越多，否则（zé）不能获得（dé）球化良好（hǎo）的铸件。球化处理前（qián）原铁液中的S含量控制（zhì）在（zài）0.02%以下（xià）。对球化处理前原铁液的含硫（liú）量高时（shí），必须进行脱硫处理。 第3步 Mo合（hé）金处（chù）理 Mo合金化处理，采用涡流工（gōng）艺，加入量控制在0.5～1.0%，具（jù）体根据zui终Mo含（hán）量进行（háng）调整。为（wéi）了确保Mo的有效吸收，对合金（jīn）的粒度应（yīng）该严格要（yào）求。 第4步 球化剂（jì）和球化处理（lǐ） 生产厚（hòu）大断面球铁（tiě）件时，为了（le）提高抗衰退（tuì）能力，在球化剂（jì）中加入一（yī）定比例的重稀土，这样既（jì）可以保证起球（qiú）化作用的Mg的含量，同时也（yě）可以增加具有较高抗衰退能力（lì）的重稀（xī）土元素，如，钇等。根据（jù）国内很（hěn）多工厂的试（shì）验和生（shēng）产实践，采用Re—Mg与钇（yǐ）基重稀土的复（fù）合（hé）球化剂作为厚（hòu）大断面球铁件生（shēng）产的球化剂（jì）是非常理想（xiǎng）的，使（shǐ）用这种（zhǒng）球（qiú）化剂在（zài）实际生产应（yīng）用过程中也取得了很好的效（xiào）果。据有关资（zī）料表明，钇的球化能力仅次于镁，但其抗衰退能力比镁强的多，且不回硫（liú），钇可（kě）过量加入，高碳孕育良好时，不会出现渗碳体。另（lìng）外，钇与磷可形成高熔（róng）点夹（jiá）杂（zá）物（wù），使磷（lín）共晶（jīng）减（jiǎn）少并弥散，从而进一（yī）步（bù）提（tí）高球铁的（de）延伸（shēn）率。在球化处理（lǐ）时，为（wéi）了提高（gāo）镁（měi）的吸收率，控制（zhì）反应速度及提高球化效果，采用特有的球化工艺。对球化处理的控（kòng）制（zhì），主要（yào）是在反应（yīng）速度上（shàng）进行控制，控制球化反应（yīng）时（shí）间在2分（fèn）钟左右。 对此采用中低Mg、Re球（qiú）化（huà）剂和钇（yǐ）基（jī）重稀土的复（fù）合（hé）球（qiú）化剂（jì），球（qiú）化剂的加入量根据残（cán）留Mg量确定（dìng）。 球（qiú）化衰退防止：球化衰退（tuì）的原（yuán）因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减（jiǎn）少有关（guān），另一方面（miàn）也（yě）和孕（yùn）育作用不断衰退（tuì）有关，为了防（fáng）止（zhǐ）球化衰退，采（cǎi）取以下措（cuò）施： A、铁液（yè）中应保持（chí）有足（zú）够的球化元（yuán）素含量； B、降（jiàng）低原铁液的（de）含硫（liú）量，并（bìng）防止铁液氧化； C、缩短（duǎn）铁液经球化处理（lǐ）后的停留（liú）时间； D、铁（tiě）液（yè）经球化处理并扒渣后（hòu），为防止 Mg、RE元（yuán）素逃逸（yì），可用覆盖（gài）剂将铁（tiě）液表面（miàn）覆盖严，隔绝空气以（yǐ）减（jiǎn）少元素的逃逸。 第5步 孕育剂和（hé）孕育处理 球化处理是球铁生（shēng）产的基础，孕育（yù）处理是球铁生产的关键，孕育效果（guǒ）决定了（le）石墨球的直径、石墨球数和石墨球的园整度，为了（le）保证（zhèng）孕育效（xiào）果，孕育（yù）处（chù）理采用多（duō）级孕育处（chù）理。孕育处理越接（jiē）近浇（jiāo）注（zhù），孕育效（xiào）果（guǒ）越好。从孕育到浇注需要一（yī）定的时间，该时（shí）间越长，孕育（yù）衰退就（jiù）越严重（chóng）。为了（le）防（fáng）止或减少孕育衰退，采（cǎi）用以下措施： A、使用长效孕育（yù）剂（含（hán）有一（yī）定量的钡、锶、锆或锰的硅基孕育（yù）剂）； B、采用（yòng）多级（jí）孕育处理（包内孕育、孕（yùn）育槽孕育、水口瞬时孕育等）； C、尽量缩短孕（yùn）育到（dào）浇（jiāo）注时间。 孕育（yù）剂的加入量控制在0.6～1.4%，孕育剂加入量过少，直接（jiē）造成孕育效（xiào）果（guǒ）差，孕（yùn）育（yù）量过大，导致铸件夹杂。 第6步 浇（jiāo）注工艺控制 浇（jiāo）注应采用快浇（jiāo），平稳注入的原则（zé）。为了（le）提高（gāo）瞬时（shí）孕育的（de）均匀性（xìng）及防（fáng）止熔渣（zhā）进入（rù）型腔，水口（kǒu）盆的总容量应与铸件的毛（máo）重相（xiàng）当，浇注时将孕育剂（jì）放入水口（kǒu）盆中，将铁水一次（cì）全部注入水口，使铁水与孕育剂充分混合，扒（bā）去表面浮渣，提出水口堵浇注。
+查看全文10 2020-04