知识篇——怎样解(jiě)决铸件浇不足和(hé)冷隔缺陷(xiàn)!
发布时(shí)间: 2020-04-29 来源:洛阳公司成立以来,重视企业文化。以“真诚”为核心理念,以“客户信得过、自身干得实、员工留得住”的经营理念,始终坚持以“重质量为本、应民生所需、解顾客之忧”的服务宗旨,探索实践“走在前列、屡创新篇,干在实处、永无止境”的企业战略。和顺祥机械有限(xiàn)公司 点击:2403
浇不足和冷(lěng)隔是铸造中相当普遍的缺陷,在(zài)很(hěn)多情况下,这两类缺陷在完全报废铸件中占一或第二位(wèi)。
浇不足是指金属液未能充满铸型(xíng)型腔而(ér)形成不完整的铸件,这类(lèi)缺陷的特点是铸(zhù)件壁上具有光滑圆(yuán)边的穿孔,或者(zhě)铸件的一个(gè)或多(duō)个(gè)末端(duān)未充满金属液;
冷隔是指在两股金属汇(huì)聚处,因其未能完全熔合而存(cún)在明(míng)显的不连续性缺陷的铸件,这类缺(quē)陷的外观,常呈现为带有光滑圆边的裂纹或皱纹。
这(zhè)两类缺陷的(de)特点:一是在铸(zhù)件检验中比较容易发现;二是除了(le)清(qīng)理工(gōng)序外(wài),其产(chǎn)生(shēng)原因几乎存(cún)在于铸造的每一(yī)道工序中。下面笔者结合多年的生产实践并参阅有关资料,谈谈铸件(jiàn)浇不足和(hé)冷隔的产生原因及其防止措施。
1.铸件和(hé)模样设计
(1)因铸件截(jié)面厚薄不均造(zào)成金(jīn)属(shǔ)流间断,在某些铸件设(shè)计(jì)中(zhōng),薄截面位于金属(shǔ)液难以达到(dào)的(de)部位,很难恰当地设置浇(jiāo)注系统。在可能的情况下,应对这类设计进行(háng)修(xiū)改,当无法更改设计时,则需采(cǎi)用相当复杂的浇注系统,以(yǐ)避(bì)免产生这类缺(quē)陷。
(2)铸件截面相对过(guò)薄,这种设计没能考虑(lǜ)到金(jīn)属流动和凝固的规律。如果设计者不能加厚这一截面(miàn)的话,惟一的补救(jiù)办(bàn)法是提高金(jīn)属(shǔ)的浇注温度,或(huò)者修(xiū)改(gǎi)金属的(de)化(huà)学成分,以改(gǎi)善其流动性。还(hái)有一个较好的弥补办法是采用不会(huì)产生急冷的铸(zhù)型(型芯),但这(zhè)会使生产(chǎn)成本(běn)增加(jiā),因(yīn)此在可能的(de)情况下应更改设(shè)计。
2. 模样
(1)模样或(huò)芯盒磨损造成铸件截面过(guò)薄,型砂是磨(mó)损力(lì)相当强的材料,会(huì)造成模样磨损,进(jìn)而造成铸件截面减薄,导致产生浇不(bú)足和冷隔缺陷。有效的预防措(cuò)施是建(jiàn)立正规的(de)检查制(zhì)度(dù),把有(yǒu)缺陷的(de)模样检查出(chū)来。
(2)模样强度差! 在造型或(huò)制芯的压(yā)力下,模样由(yóu)于强度不够而(ér)产生变形,这样的模(mó)样和芯盒(hé)会造成铸型和型芯变形(xíng)。这样既(jì)会造成金属液未能(néng)按预期设想(xiǎng)流动,又会形成(chéng)铸件截面过薄(báo)。改正的方法是加固模样。
(3)模样或(huò)芯盒定位不(bú)准,其产(chǎn)生原因是定位销(xiāo)和销套已(yǐ)经磨损,定位销数量(liàng)过少或定(dìng)位销尺寸过小(xiǎo)都容易产生磨损。在上下模底(dǐ)板(bǎn)上按中心线安装(zhuāng)分成两半的(de)模样时(shí),也会出现错位的缺(quē)陷。如果不试(shì)浇样品(pǐn)铸件,则很难证实分(fèn)装在(zài)上、下模底板上的两半模样是否(fǒu)对准。防止产生这类缺陷的首要措施就是(shì)加强检验。
3. 砂箱及其准(zhǔn)备
(1)上下箱错箱造成铸件过薄,造成(chéng)这种缺陷的原因包括:定(dìng)位销磨损(sǔn)、定位销弯(wān)曲、销套(tào)磨(mó)损(sǔn),或(huò)在箱耳座内有外来杂物。由于错箱是造成铸件缺陷的主(zhǔ)要根源之一(yī),因(yīn)而必须定期对这(zhè)些部件进行维修和保养。
(2)模样安装不当,这种情况一(yī)般是安装(zhuāng)模样的工(gōng)人操作疏忽所造成的。模样和模底板(bǎn)上的对准中心线必须非常明显,以便(biàn)安放时易于检查。
(3)薄平铸件浇注时倾斜度不够(gòu),对某些较(jiào)薄的(de)铸(zhù)件来说,要(yào)使(shǐ)砂(shā)箱(xiāng)在(zài)浇注(zhù)时能保持一个(gè)倾(qīng)斜度,否(fǒu)则(zé)会形成(chéng)封闭(bì)气体,造(zào)成金属液流间断。砂箱倾斜后,上(shàng)箱要保持足(zú)够(gòu)的高度,使浇口(kǒu)位置超过铸件的顶点。
(4)砂箱(xiāng)刚度不够或加固不当,也(yě)会使砂(shā)型变(biàn)形而(ér)产生浇不足或冷隔,因此必须使用具有足够强度的砂(shā)箱,对于使用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(shàng)型下垂,从而使铸件(jiàn)截面变窄、变薄,以致产生浇不足的缺(quē)陷。在(zài)浇注较厚的铸件(jiàn)时(shí),上箱太浅会因为(wéi)金属压力(lì)不足而(ér)导(dǎo)致产生缩松(sōng)和(hé)侵(qīn)入气孔;而在浇注(zhù)较薄铸(zhù)件时,其后果则是产生掉(diào)砂或浇不足的缺陷。
4.浇冒(mào)口系统(tǒng)
(1)内浇(jiāo)道(dào)、横浇道和直(zhí)浇道截面尺(chǐ)寸不当,为了避(bì)免产生金属液流间断的现象(xiàng),应按以下(xià)要求设计浇注(zhù)系统,即必须使直(zhí)浇道和横(héng)浇道具有足够的尺寸(cùn),以保证平稳地向所有内浇道输送金属液(yè)。另外,为保(bǎo)证金属液(yè)流动时能够始终完全充满浇注系统,可减小浇道面积来(lái)建(jiàn)立压头。浇注系统设(shè)计的(de)基本原则是确保金属液流动(dòng)平稳(wěn),并能够充满浇(jiāo)注系统,防止金属(shǔ)液流间断。
(2)内浇道位置不(bú)当,内浇道(dào)的位置(zhì)完全取决于铸件结构。因此必须(xū)分析铸型型腔是如何被金属液充满的,根据金属液充(chōng)满型腔的流动模式设置内浇道。
(3)内浇道分布不(bú)当或(huò)不(bú)均衡! 这(zhè)是由(yóu)于没能正确地预(yù)测(cè)金属液流动(dòng)的(de)实(shí)际情(qíng)况而造(zào)成的。除了要(yào)考虑(lǜ)金(jīn)属液在一般情况(kuàng)下的流动状(zhuàng)态(tài),还应考(kǎo)虑金属液对型壁的摩擦、金属液(yè)的冷(lěng)却情(qíng)况和金属(shǔ)液的(de)流(liú)动性。金属液充型(xíng)的确切(qiē)过程通(tōng)常很(hěn)难预测,但可以通过(guò)试验探索出金属液的流(liú)动模(mó)式。例如,某一铸件通(tōng)常要20S的浇注时间,我们可(kě)分别按5S、10S、15S 浇注同(tóng)样的铸型,对(duì)这(zhè)三(sān)个没(méi)有浇满的(de)铸件进行落砂和清理,并仍使其(qí)带着内浇道(dào),这样就可显示出金属液实际的流(liú)动模式(shì),以这些参数(shù)作为依(yī)据来重新设计出zui佳的浇注系统。
(4)压头太低(dī)! 这也是造成浇不足的(de)一个原因。
5.型砂
(1)型砂水分(fèn)太高,会造成金(jīn)属液沸腾(téng)而失去流动性,导致(zhì)产生浇不(bú)足和冷隔(gé)。
(2)型砂中挥发物太(tài)多,过量(liàng)的挥发物在金属(shǔ)液流之前充满型腔(qiāng),会使金属液难以完(wán)整地充满型腔,从而有可能造成气隔或气隔缝,即使金属液流到了正常部位,也会因此而难(nán)以熔合(hé),导致产生冷隔和浇(jiāo)不足(zú)。
(3)背砂(shā)强度低,不管是因为箱带不足还是背(bèi)砂强度(dù)太(tài)低而引起(qǐ)的上型下(xià)沉,都会(huì)使较(jiào)薄的型腔截面(miàn)变得更薄(báo),从(cóng)而(ér)使金属(shǔ)液难以充满(mǎn)铸件薄(báo)壁(bì)。
(4)透气(qì)性太差,砂型紧实(shí)度过高(gāo)会造成透气性差,则可能产(chǎn)生(shēng)气隔(gé)。此外,型砂紧实度高还(hái)会加快从熔融(róng)金属液中吸走热量,在金属液未来得及充满铸型型腔之前就可能使铸件(jiàn)冷凝了(le)。
(5)造型材料导热性过高,造型材(cái)料吸取热量和冷凝金属(shǔ)的速度各有差异,如金(jīn)属型和砂(shā)型之间的(de)差异,石英砂和锆(gào)砂之(zhī)间的差异,都会对冷隔缺陷的产生有不同的影响。
6.制芯
(1)砂芯过硬,金(jīn)属液通常很难平静地流(liú)到较(jiào)硬的砂芯(xīn)近旁,而常(cháng)会在该处出现翻腾的情况,这(zhè)样会形成过早(zǎo)的(de)冷凝(níng)。
(2)排气不(bú)够(gòu)充分,任何被包(bāo)封的气体,都会造成铸件(jiàn)气(qì)隔缝。对于(yú)会使金属液流(liú)产生任何程度间断的浇注系统而(ér)言(yán),这一问题则更为严重。
(3)型芯尺寸不正确或放置不当(dāng),型芯(xīn)移位会使铸件截面减薄,如(rú)果(guǒ)金属液的流动能力不够(gòu)高(gāo),则会产生浇不(bú)足或冷隔。
(4)漂芯或砂(shā)芯(xīn)下沉,这(zhè)和下型拱起(qǐ)、上(shàng)型下沉的后果完全(quán)一样,都会使(shǐ)铸(zhù)件截面变得过薄。
(5)偏芯造成铸件截面过薄,这是漂芯或砂芯下沉的(de)另一种表现形式。
(6)砂芯变形,因粘结剂的热塑性而引起砂(shā)芯的变形是造成(chéng)铸件变形(xíng)的一个原因。因变形引起的(de)翘(qiào)曲,在浇注过(guò)程中和(hé)偏芯的作用一样,都会使铸件截面减薄。
(7)芯骨距砂芯表面过近,这样(yàng)设置的芯(xīn)骨对金属起着激冷作用,因而迟滞了金(jīn)属液的正常流(liú)动,降低(dī)了(le)金属液的流动性。
(8)型芯(xīn)材(cái)料导热性过(guò)高(gāo),其后果和造型材料导热性过高一样。
7.造型
(1)舂(chōng)砂过(guò)实降低了透(tòu)气性。
(2)舂砂不均时,将造(zào)成(chéng)型砂紧实度的变(biàn)化(huà),使局部砂型透气性过低,这样会改变金属液(yè)的流动,或者形成局部截面受(shòu)激冷,从(cóng)而导致产生冷隔。
(3)舂砂(shā)过松导致(zhì)上型下沉,使(shǐ)铸件截(jié)面变薄。
(4)修型或(huò)修补过度,其后果和(hé)形成金(jīn)属液的翻腾或改变型砂导热性一样。
(5)芯撑尺(chǐ)寸错(cuò)误引起漂芯,会造成铸件截(jié)面过薄(báo),使金属熔液很难完(wán)满充型(xíng)。
(6)芯撑过小或芯撑数量(liàng)过少,造成(chéng)漂芯。
(7)型芯或(huò)铸型的涂(tú)料涂层过厚(hòu),都会使铸件的较薄截面变得更薄。
8.金属(shǔ)成(chéng)分(fèn)
(1)铸铁,碳当(dāng)量对金属液的流动性有影响(xiǎng)。一般来说,低碳(tàn)当量(liàng)的(de)金属液会因其流动(dòng)性(xìng)差而(ér)容易产生冷隔和浇(jiāo)不足;但碳当(dāng)量(liàng)过高又会产生石墨漂浮缺陷。
(2)铸钢(gāng),钢的成分由低(dī)碳到高碳,如果添加各种合(hé)金元素,可(kě)以(yǐ)调整其流(liú)动(dòng)性。钢具有较高的热幅射性,热量损失较快,这种特性使钢(gāng)液(yè)与冷的或湿(shī)的(de)铸型接触时,会很快(kuài)降低其流动(dòng)性。
(3)铜合金,由于铜合金品(pǐn)种(zhǒng)较多,流动(dòng)性差别很(hěn)大,因此改进流动性的方法取决于所(suǒ)采用的(de)合(hé)金类型。
(4)铝合金,在铝合金成分中增加硅或铁的含量(liàng),会使其较(jiào)低(dī)的流动性得到改善。含气或被污染的(de)铝合金,特别(bié)易(yì)于产生冷隔(gé)。
(5)镁合金,可以通过将(jiāng)成分调整到接近(jìn)于(yú)共晶成分而改善其流(liú)动性。
9. 熔炼
(1)因称重或(huò)加料(liào)不严格(gé)导致成分错误。
(2)金属液(yè)熔化温度过低或流动性(xìng)太差。无论(lùn)是哪一种金属,其温度过低是造成浇不足的基(jī)本原因。
(3)金(jīn)属液氧化或含气。这可能是(shì)由于耐火材料太湿、湍流所(suǒ)造成的,无论是何(hé)种金属,氧化或(huò)含气金属液的流动性都(dōu)会(huì)降(jiàng)低;熔炼操作不当,特别容(róng)易使有色金(jīn)属吸附气(qì)体;熔炼灰铸铁时,冲天炉底焦高(gāo)度太低,也会产生(shēng)同样的后果。
(4)金(jīn)属液还原过分。会因为吸氢而产生(shēng)问题,在所有的(de)金属中(zhōng)这都是(shì)应予以考(kǎo)虑的因素,对铝合金而言(yán)尤为重要。
(5)浇(jiāo)包内添加料(liào)过量。这些添加(jiā)料都具有直(zhí)接降(jiàng)低(dī)温(wēn)度的作用,因而(ér)也就降低了金属液(yè)的(de)流动性。
(6)浇包内(nèi)添(tiān)加物(wù)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之一,以下因素可(kě)能是(shì)浇(jiāo)注过(guò)程中导致产(chǎn)生缺(quē)陷的成(chéng)因。
1)浇注温(wēn)度过低。
(1)间断浇注会造成(chéng)金属液充型不均(jun1)衡,当重新开始浇注后,则易于产(chǎn)生(shēng)氧化薄膜或吸收气体,这都会(huì)妨碍熔融金属的熔(róng)合。
(2)过快减(jiǎn)慢(màn)浇注速度(dù),会降低金属(shǔ)液完(wán)全充(chōng)满铸型型腔(qiāng)所需的(de)压力(lì),当上箱中(zhōng)有凸台或上箱太(tài)浅时(shí),过(guò)快(kuài)减慢浇注速度铸成的铸件,其缺陷尤为(wéi)严重。
(3)金(jīn)属液(yè)沸腾。流槽、内衬、浇包嘴太湿,或浇包内有废(fèi)渣,都会(huì)造成金属(shǔ)液沸腾,既降低了熔融(róng)金属的温度,又降(jiàng)低了其流动(dòng)性。
(4)水平浇(jiāo)注(zhù)薄平铸(zhù)件(jiàn),未(wèi)使(shǐ)其有一个倾斜度,都容易造(zào)成冷隔缺陷(xiàn)。
(5)因跑火降(jiàng)低了浇注压力,会造成浇(jiāo)注(zhù)间断,其后果和过快降低浇注压头一(yī)样。
(6)熔渣、脏(zāng)物或浇包耐火材料(liào)堵住内浇口(kǒu),其(qí)后果与间(jiān)断浇注或(huò)过快(kuài)减慢浇(jiāo)注(zhù)速度一样。
(7)若浇注的金属液短缺,会降低熔融金属(shǔ)的(de)输(shū)送压力。上箱较浅时,浇注的熔融金属稍有短缺,会使压(yā)力水平低于铸件的zui高点,这样即便不会造(zào)成浇不足,也容(róng)易形成侵入气孔(kǒng)或(huò)缩松。实际上(shàng),上箱凸台部位产(chǎn)生侵(qīn)入(rù)气(qì)孔,通常都和(hé)浇不(bú)足有关,当(dāng)浇注短缺是其成因时,这两种缺陷很可能不易识别(bié)。
(8)浇(jiāo)注过(guò)慢(màn),会使(shǐ)内浇道不能保持有充分的金(jīn)属液,不能(néng)较快地充满铸型(xíng)来防止冷隔。浇注过慢还是(shì)造成膨胀缺陷的主要(yào)原因,上型膨胀的倾向会进一步加(jiā)大形(xíng)成(chéng)冷隔的可能。
(9)未能保(bǎo)持直浇(jiāo)道、横浇道和内浇道充满熔融(róng)的金属液(yè),其结(jié)果和间(jiān)断浇(jiāo)注或(huò)压力头不足一样。此(cǐ)外,还会造成包封空气(qì),因而降低了金属(shǔ)液的流(liú)动性,在一些合金(如铸钢中(zhōng))会快速地形成氧化膜。
11 其(qí)他(tā)
(1)冷(lěng)铁(tiě)和(hé)芯(xīn)撑过大时,其后果和(hé)激冷一样,使金属液流动性降低而产(chǎn)生冷隔。冷隔很可能出(chū)现(xiàn)在芯撑或距芯撑很近的部位(wèi)。
(2)因铸(zhù)型压铁过重等原(yuán)因使铸件截面减(jiǎn)薄。若压铁重量超过(guò)铸型能够承担(dān)的负(fù)荷时,会发生(shēng)塌型。即使截(jié)面(miàn)尺寸(cùn)改变(biàn)很(hěn)小(xiǎo),也可能(néng)导(dǎo)致产(chǎn)生(shēng)浇不足缺陷。
(3)铸型型(xíng)腔的薄截(jié)面处产生水气凝聚,这会降低金属液的流动(dòng)性,同时还会造(zào)成包封气(qì)体。
解决"冷隔"缺陷
冷(lěng)隔缺(quē)陷不光表面难看,且内部金属(shǔ)结合(hé)力弱(ruò),严(yán)重影响铸件的机械性能,今天(tiān)小编将对其做简单介(jiè)绍。
缺陷现(xiàn)象:
温度较低的(de)金属流互(hù)相对接(jiē)但未熔(róng)合而出现的缝隙,呈不(bú)规则的线形,有穿透的和不穿透的两种,在外力的作用(yòng)下有发展(zhǎn)的趋势。
别名(míng):冷接(对(duì)接)、熔接不(bú)良(liáng)
成因(yīn)分(fèn)析(xī):
1、金属液浇注温度低或模具温度低(dī);
2、合金成分(fèn)不符合(hé)标准,流动性差;
3、金(jīn)属液分(fèn)股填充,熔合不良;
4、浇口(kǒu)不(bú)合理(lǐ),流程太长;
5、填(tián)充(chōng)速度低或排(pái)气不(bú)良(liáng);
6、压射比压(yā)偏低。
对应措施:
1、产品发黑,伴有流痕。适当提高浇注温度和模具温度(dù);观察模温减(jiǎn)少(shǎo)涂料喷涂
2、改变合金成分,提高流动性;
3、烫模件看铝液流向,金(jīn)属液碰撞产生冷(lěng)隔出现(xiàn)一般为(wéi)涡旋状,伴有流痕(hén)。改(gǎi)进浇注系统,改善内浇口的填充方向。另外可在铸件(jiàn)边缘开设集渣包以改善填充条件;
4、伴有远端压不实。更改浇口位置和截面积,改善排(pái)溢条(tiáo)件,增(zēng)大溢流(liú)量;
5、改变金属液流量,提高压射速度;
6、铸件整(zhěng)体压不实。提高(gāo)比压(尽(jìn)量不采用),有条件zui好换(huàn)到大吨位机(jī)台。