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    知识篇——怎样解决铸(zhù)件浇不足(zú)和冷隔缺陷!

    发(fā)布时间: 2020-04-29 来源:洛(luò)阳(yáng)CQ9电子和顺祥机械有限公司 点击:2426

    浇不足和冷隔是铸造(zào)中相当普遍(biàn)的缺陷,在很多情况下,这两类(lèi)缺陷在完全报废铸件中占一或第二位(wèi)。

    浇(jiāo)不足(zú)是指金属(shǔ)液未能充满(mǎn)铸型(xíng)型腔而形成不(bú)完整的铸件,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(gè)或多(duō)个末端未充(chōng)满金属液;

    冷隔是指(zhǐ)在两(liǎng)股金属汇聚(jù)处(chù),因其(qí)未能完全熔合而(ér)存(cún)在明显的不连续性缺陷的铸(zhù)件,这类缺陷的外(wài)观,常呈现为带有光滑圆边的裂纹或皱(zhòu)纹。

    这两类缺陷的特点:一(yī)是在铸件检验中比较容易(yì)发现(xiàn);二是(shì)除了清理工序外,其产生原因(yīn)几乎存(cún)在于铸(zhù)造的每一(yī)道工序中。下面笔者结合多(duō)年的生产实践并参(cān)阅(yuè)有(yǒu)关资(zī)料,谈谈铸件浇不(bú)足和冷隔的产生原因及其防止措施。

    1.铸件和模样设计

    (1)因(yīn)铸件截面厚薄不均(jun1)造(zào)成金(jīn)属流间断,在某(mǒu)些铸(zhù)件设计中,薄截面位(wèi)于金属液难以达(dá)到(dào)的部位,很难恰当地设(shè)置浇注系统。在(zài)可能(néng)的情况下,应(yīng)对这类设计(jì)进行修改,当(dāng)无法(fǎ)更改设计时,则(zé)需采用相当复杂的浇注系(xì)统,以避免产(chǎn)生这类缺陷。

    (2)铸件截面(miàn)相(xiàng)对过薄(báo),这种设(shè)计没能考虑到金属流动和凝固(gù)的规律。如果设计者不能加(jiā)厚这一(yī)截面的话,惟(wéi)一的补救办法是提高(gāo)金(jīn)属的(de)浇注温度(dù),或者修改(gǎi)金属的化学成(chéng)分(fèn),以改善其流动性(xìng)。还有(yǒu)一个较好的弥补办法(fǎ)是(shì)采用(yòng)不会产生急(jí)冷的铸型(型芯),但这会使生产成本(běn)增加,因此在可能(néng)的(de)情况下应(yīng)更改设计。

    2. 模样

    (1)模样或芯盒(hé)磨损造成铸(zhù)件截面过(guò)薄,型砂是(shì)磨损力(lì)相(xiàng)当(dāng)强的(de)材料,会造成模样磨损,进而造成铸件截面减薄(báo),导致(zhì)产生(shēng)浇不(bú)足(zú)和(hé)冷隔缺陷。有效的预防措施是(shì)建立(lì)正规(guī)的检(jiǎn)查制度,把(bǎ)有缺陷(xiàn)的(de)模样检(jiǎn)查(chá)出来(lái)。

    (2)模(mó)样强度差! 在造型(xíng)或制芯的压力下,模样由于强度不够(gòu)而产生变形,这样的(de)模样和芯盒(hé)会造成铸型和(hé)型(xíng)芯变形(xíng)。这样既会造成金(jīn)属液未能按预期设想流动,又会形成(chéng)铸(zhù)件(jiàn)截面过薄。改(gǎi)正(zhèng)的方(fāng)法是(shì)加固(gù)模样。

    (3)模样或(huò)芯(xīn)盒定位(wèi)不准,其产生原因是(shì)定(dìng)位销和销(xiāo)套已经磨损(sǔn),定位销数量过少或定位销尺寸(cùn)过小都容易产生磨损。在上下模底板上(shàng)按中心线安装分成两(liǎng)半的模样时,也会出现错位的缺陷。如果不试浇样品铸件,则很难证实分装在上、下模底(dǐ)板上的两半(bàn)模样是否对准。防止产(chǎn)生这类(lèi)缺陷(xiàn)的(de)首(shǒu)要措(cuò)施就是加强检验。

    3. 砂箱及(jí)其准备

    (1)上(shàng)下箱错箱造成铸(zhù)件过薄,造成这种缺陷的原(yuán)因包括(kuò):定位(wèi)销磨(mó)损、定(dìng)位销弯曲、销套磨损(sǔn),或在箱耳座内有外来杂物(wù)。由于错(cuò)箱是造(zào)成铸(zhù)件缺陷的主要根源之一,因而必须(xū)定期对(duì)这些(xiē)部件进行维修和(hé)保养。

    (2)模(mó)样(yàng)安装不当,这种情况一般是安装(zhuāng)模样的工(gōng)人操(cāo)作疏忽所造成(chéng)的。模样(yàng)和模底板上(shàng)的(de)对准中心线必须非常明显,以便安放时易于检查(chá)。

    (3)薄平铸件浇注时(shí)倾斜度不够(gòu),对某些较薄的铸件来说(shuō),要使砂箱在浇注时能保持(chí)一个倾斜度,否则会形成封闭(bì)气体,造成金属液流(liú)间断。砂箱(xiāng)倾斜后,上箱要保(bǎo)持足够的高度,使浇口(kǒu)位置超过铸件的顶(dǐng)点(diǎn)。

    (4)砂箱刚度不够(gòu)或(huò)加(jiā)固(gù)不当(dāng),也会使(shǐ)砂型变(biàn)形而产生(shēng)浇不(bú)足或冷隔,因此必须(xū)使用具有足够强(qiáng)度的(de)砂箱(xiāng),对于(yú)使用时间较(jiào)长的(de)砂箱(xiāng)应加固后再使用。

    (5)上(shàng)箱太浅(qiǎn),可能会造成上型(xíng)下(xià)垂(chuí),从而使铸件截面变窄、变薄,以致产生浇不(bú)足的缺陷。在浇注较厚的铸件(jiàn)时,上箱太(tài)浅会因(yīn)为金属压(yā)力(lì)不足而导致产生缩松和侵(qīn)入气孔;而在浇注较(jiào)薄铸件(jiàn)时,其(qí)后(hòu)果则是产生掉砂或浇不足的缺(quē)陷。

    4.浇(jiāo)冒(mào)口系统

    (1)内浇(jiāo)道、横浇道和直(zhí)浇道截(jié)面尺(chǐ)寸不当(dāng),为了避免产生(shēng)金属(shǔ)液流间断的现象,应按以下要求设计浇注系统,即必须使(shǐ)直浇道和(hé)横浇道具有足(zú)够的尺寸,以保证平稳地向(xiàng)所有内(nèi)浇道输送金属液。另外(wài),为保证金属液流动时能够始终完(wán)全充满浇注(zhù)系(xì)统,可减小浇道面积来建立(lì)压头。浇(jiāo)注系统(tǒng)设(shè)计的基(jī)本原(yuán)则是(shì)确(què)保金属(shǔ)液流动平稳,并能够(gòu)充(chōng)满浇注系统,防止金属液流间断。

    (2)内浇(jiāo)道位置不(bú)当,内浇道的位置完全取决于铸件结构(gòu)。因此必须分析铸型型腔(qiāng)是如何(hé)被金属(shǔ)液充满的,根据金属液充(chōng)满型腔的(de)流动(dòng)模式(shì)设置内(nèi)浇道(dào)。

    (3)内浇(jiāo)道分布不(bú)当或不均衡! 这(zhè)是由于没能(néng)正(zhèng)确地预测金属液流动的(de)实际情况而造(zào)成的。除了要考虑金属液在一般情况下(xià)的(de)流动状(zhuàng)态,还应考虑金属液对型壁的摩(mó)擦、金属液的冷(lěng)却情况(kuàng)和金属液的流(liú)动性。金属(shǔ)液充型的(de)确切过(guò)程(chéng)通常(cháng)很难预测,但(dàn)可以通过试验探索出(chū)金属液的流动(dòng)模(mó)式(shì)。例如(rú),某一(yī)铸件通(tōng)常要20S的(de)浇(jiāo)注(zhù)时(shí)间,我们可分别按5S、10S、15S 浇注(zhù)同样(yàng)的铸型,对这(zhè)三个没有浇满的铸件进行落砂和清理,并仍使其带着(zhe)内浇道,这样就可显示出金(jīn)属液实际的流动模式,以这些参数作为依据来重新(xīn)设计出(chū)zui佳的浇注系统(tǒng)。

    (4)压(yā)头太低(dī)! 这也是造成浇不(bú)足的一(yī)个(gè)原因。

    5.型砂

    (1)型砂水(shuǐ)分太高,会造成(chéng)金属液(yè)沸腾而失去流动性,导致产生浇(jiāo)不足和冷隔。

    (2)型(xíng)砂(shā)中挥发(fā)物太多,过量的(de)挥发物在金(jīn)属(shǔ)液(yè)流之前充满型腔,会使金属液难以完整地充满型腔,从而有可能造(zào)成气隔(gé)或气隔(gé)缝,即使金属液流到了正常部位,也(yě)会因此而难(nán)以熔合,导致产(chǎn)生冷隔和浇不足。

    (3)背砂强度低(dī),不管是因为箱带不足还是背砂强度(dù)太低(dī)而引起(qǐ)的上型(xíng)下(xià)沉,都会使较薄的型腔截面变得更薄,从而使金属液难(nán)以(yǐ)充(chōng)满(mǎn)铸件薄壁。

    (4)透气性太(tài)差,砂(shā)型紧实度(dù)过(guò)高会造成透气性差(chà),则(zé)可能产生气隔。此外,型(xíng)砂(shā)紧实度高还会加快从熔融金(jīn)属液(yè)中吸走热量,在金属液未来(lái)得及充满铸(zhù)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,造型材料吸取热量(liàng)和冷凝金属(shǔ)的速度各有差异,如金属型和砂型之间的差(chà)异(yì),石英砂和锆砂之间的差异,都会对冷(lěng)隔(gé)缺陷的(de)产(chǎn)生有不(bú)同的影响。

    6.制芯

    (1)砂(shā)芯过硬,金属液(yè)通常很难平静地(dì)流(liú)到(dào)较硬的(de)砂(shā)芯近旁,而常会在该处出(chū)现翻(fān)腾的(de)情况(kuàng),这样会形成过早的冷凝。

    (2)排气不(bú)够充分,任何被包封的气(qì)体,都会造成铸件气隔缝。对于(yú)会使金属液流产生任何程(chéng)度间断(duàn)的(de)浇注系统(tǒng)而言,这一问题则(zé)更(gèng)为严重。

    (3)型芯尺寸不正确或放置不当,型芯移位会使铸件截面减薄,如果金(jīn)属液的(de)流动能力不够高,则会产生浇不足或冷隔。

    (4)漂芯或砂芯下沉,这(zhè)和下型拱(gǒng)起、上(shàng)型下沉的(de)后果完全(quán)一样(yàng),都(dōu)会使(shǐ)铸件截面变(biàn)得(dé)过(guò)薄。

    (5)偏芯造成铸件(jiàn)截面过(guò)薄,这是漂芯或砂芯下沉的(de)另(lìng)一种(zhǒng)表现形式。

    (6)砂芯变形(xíng),因粘结剂的热塑(sù)性而引起砂芯(xīn)的变形是造成铸件(jiàn)变形的一个原因。因变形引(yǐn)起的翘曲,在浇注过程(chéng)中和偏芯的(de)作用一(yī)样,都会(huì)使铸件截(jié)面减薄。

    (7)芯(xīn)骨距砂芯(xīn)表面(miàn)过近,这样设置(zhì)的芯(xīn)骨对金属起着(zhe)激冷(lěng)作用,因(yīn)而迟滞了金属液的正常流(liú)动,降低了金(jīn)属液的流动性(xìng)。

    (8)型(xíng)芯材料导热性过高(gāo),其后果和造(zào)型材料导(dǎo)热性过高一(yī)样。

    7.造型

    (1)舂砂过实(shí)降低了(le)透气性。

    (2)舂砂不均时,将造成型砂紧(jǐn)实度的变化,使局部砂型透气性过低,这样会改(gǎi)变金属(shǔ)液的流动,或者形成局部(bù)截面受激冷,从而导致产生冷隔。

    (3)舂砂(shā)过松导致上型下沉(chén),使铸件截面变薄。

    (4)修型(xíng)或修补过度,其(qí)后果和(hé)形成金属液的翻(fān)腾(téng)或改变型砂导热(rè)性一样。

    (5)芯(xīn)撑(chēng)尺寸错误引(yǐn)起漂芯,会(huì)造成铸件截面过薄,使金属熔液(yè)很难完满充型。

    (6)芯撑过小或芯撑数量过少,造成漂(piāo)芯。

    (7)型(xíng)芯或铸型的涂(tú)料(liào)涂层过厚(hòu),都会使铸件的(de)较薄截(jié)面变得更薄。

    8.金属成分

    (1)铸铁,碳当量对金属液的流动性有影响。一般来说,低碳当量的金(jīn)属液会因其流动性差而容易产生(shēng)冷(lěng)隔和(hé)浇(jiāo)不足;但(dàn)碳当量过高又(yòu)会(huì)产(chǎn)生(shēng)石墨漂浮(fú)缺(quē)陷。

    (2)铸钢,钢的成(chéng)分由低碳(tàn)到高碳,如果添加各种合(hé)金元素(sù),可以调整其(qí)流动性。钢(gāng)具有较高的热幅射性,热(rè)量损失较快,这种(zhǒng)特性使(shǐ)钢(gāng)液与冷的或湿的铸(zhù)型(xíng)接触(chù)时(shí),会(huì)很快降低其(qí)流(liú)动性。

    (3)铜合金,由于铜合金品种较多,流动性差别很大(dà),因此改(gǎi)进流(liú)动性的方法取决于所采用的合金类型。

    (4)铝合金(jīn),在铝合金成分中增加(jiā)硅(guī)或铁的含量,会使其较低的(de)流(liú)动性(xìng)得到改善。含气或被(bèi)污染的铝合金,特别易于产生冷隔。

    (5)镁合金,可以通过将成分调整(zhěng)到(dào)接近于共(gòng)晶成分而改善其流(liú)动性。

    9. 熔炼

    (1)因称重(chóng)或(huò)加料不严(yán)格导致成分错误。

    (2)金属液熔(róng)化温度过低或流动性太差。无论是哪一种(zhǒng)金属,其温度过低是造成浇不足的基本原(yuán)因。

    (3)金属液(yè)氧化或含气。这可能是由(yóu)于耐火材料太(tài)湿、湍(tuān)流所(suǒ)造(zào)成的(de),无论是何种金(jīn)属,氧化(huà)或含气金属液的流动性都会降低;熔炼操作不当(dāng),特别容易使有色金属吸附(fù)气体(tǐ);熔炼灰铸铁时(shí),冲天炉底焦高度太低,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(zài)所有的金属中(zhōng)这都是应予以(yǐ)考虑的因(yīn)素,对铝合(hé)金而言尤为重(chóng)要。

    (5)浇包内添加料过量(liàng)。这些添(tiān)加料都具有直(zhí)接降低(dī)温度的作用,因而也就(jiù)降低了金(jīn)属液的流动性。

    (6)浇包内添加物潮湿,会造成温度损耗,导致金属液温(wēn)度(dù)过低。

    10. 浇注

    浇注被(bèi)认为是造成(chéng)浇不足缺陷的主要原因之一,以下因素可能是浇(jiāo)注过程(chéng)中(zhōng)导致产(chǎn)生缺陷(xiàn)的(de)成因。

    1)浇注温度过(guò)低。

    (1)间断浇注会造成金属液(yè)充型不均衡,当重新开始浇注后,则易于(yú)产生氧化(huà)薄膜或吸收气体,这(zhè)都会妨碍熔融金属的熔合。

    (2)过快减(jiǎn)慢(màn)浇(jiāo)注速度,会降低金属液完全充满(mǎn)铸型型腔所需的压力(lì),当上箱(xiāng)中(zhōng)有凸台或上箱太浅时,过快减慢浇注(zhù)速度铸成(chéng)的铸件,其(qí)缺陷尤为严重(chóng)。

    (3)金属(shǔ)液沸腾。流槽、内衬(chèn)、浇包(bāo)嘴(zuǐ)太湿,或浇包内有废渣,都(dōu)会造成金属液沸腾(téng),既降低了熔融金属(shǔ)的温度,又降低了其流动(dòng)性。

    (4)水平(píng)浇注薄平铸件,未使其有一个倾斜度,都(dōu)容易造成(chéng)冷隔缺陷。

    (5)因跑火(huǒ)降低了浇注压力(lì),会造(zào)成浇注间断,其后果和(hé)过快(kuài)降低浇注压头一样(yàng)。

    (6)熔(róng)渣、脏物或浇包耐(nài)火材料堵住内浇口,其后果与间断浇(jiāo)注或过快(kuài)减慢浇注速(sù)度一(yī)样。

    (7)若浇注的金属液短缺(quē),会降低熔融金属的输送压力(lì)。上箱较浅(qiǎn)时,浇(jiāo)注的熔融金(jīn)属稍有(yǒu)短缺,会(huì)使压力水平低于铸件的zui高点,这样即便不会造成(chéng)浇不足,也容易形成侵入气(qì)孔(kǒng)或缩松。实际上,上(shàng)箱(xiāng)凸台部位(wèi)产生侵入(rù)气孔,通常都和浇不足(zú)有关,当浇注(zhù)短(duǎn)缺是其成因时,这两种缺(quē)陷很可能不易识别。

    (8)浇注过慢,会使内浇道不能保持(chí)有充(chōng)分(fèn)的金属液,不能较快(kuài)地充满铸(zhù)型来防止冷隔。浇注(zhù)过慢还是造成膨胀缺(quē)陷的主要原因,上型膨胀(zhàng)的(de)倾向会(huì)进一步加大形成冷隔的可能。

    (9)未能保持(chí)直浇道、横浇道和内浇道充满熔融的金属液,其(qí)结果和(hé)间(jiān)断浇注或压力头(tóu)不(bú)足一(yī)样。此外,还会造成包封空气,因(yīn)而降低了金属液的流动性,在一(yī)些合金(如铸钢中)会快(kuài)速地形成氧化膜。

    11 其(qí)他

    (1)冷铁和芯撑过大时,其后(hòu)果和激冷一样,使金属液流(liú)动(dòng)性降低而产生冷隔(gé)。冷(lěng)隔很可(kě)能出现在芯(xīn)撑或(huò)距芯(xīn)撑很近的部(bù)位。

    (2)因铸(zhù)型压铁过重等原因使铸件截面减薄。若压铁重量(liàng)超过铸(zhù)型能够承(chéng)担的负荷时(shí),会发生塌型。即使截面尺(chǐ)寸改(gǎi)变(biàn)很小(xiǎo),也可(kě)能导致产生浇不足缺陷。

    (3)铸型型腔的薄截面处(chù)产生水气(qì)凝聚,这会降低金属液的流动(dòng)性,同时(shí)还会造(zào)成包封气体。

    解(jiě)决"冷隔"缺陷

    冷隔缺陷不光表面难(nán)看,且内部(bù)金(jīn)属结合力弱,严重影(yǐng)响铸件的机(jī)械性(xìng)能(néng),今天小编将对其做(zuò)简单介绍。

    缺陷现象:

    温度较低的金属(shǔ)流互相对接但未熔(róng)合而出现的缝(féng)隙,呈不(bú)规则的线形,有穿透的和不穿透的两种,在外(wài)力的作用下有发展的趋势。

    别名:冷接(对接)、熔接不良

    成因分析(xī):

    1、金(jīn)属液(yè)浇注温度低或模具(jù)温度(dù)低;

    2、合(hé)金成分不符合标准,流动性(xìng)差;

    3、金属液分股(gǔ)填充,熔合不良;

    4、浇(jiāo)口(kǒu)不合理(lǐ),流程太长;

    5、填充(chōng)速(sù)度低或排气(qì)不良;

    6、压射比压偏低。

    对应措施:

    1、产品发黑,伴有流痕。适当提高浇注温(wēn)度和模具温度(dù);观察模温减少涂料(liào)喷涂

    2、改变合金成分,提(tí)高(gāo)流动性(xìng);

    3、烫(tàng)模(mó)件看铝(lǚ)液流(liú)向,金属液碰撞(zhuàng)产生冷隔出现一般为涡旋状,伴有流痕。改进浇注系统,改善内浇口(kǒu)的填充(chōng)方向。另外可在铸件边缘开设集渣包以改善填充条件;

    4、伴有(yǒu)远端(duān)压不实。更改浇(jiāo)口位置和截面积,改善排溢条件,增(zēng)大溢流量;

    5、改变金属液流量(liàng),提高压射速度;

    6、铸件整体压(yā)不实(shí)。提高比压(尽量不(bú)采用),有条件zui好换到大(dà)吨位机台。

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