知识篇——怎样解决铸件浇不足和冷隔缺陷!
发布(bù)时间(jiān): 2020-04-29 来源:洛(luò)阳九州手机版登录入口和顺祥机械有(yǒu)限公司 点(diǎn)击:2395
浇不足和(hé)冷隔是铸造中相当普遍的缺(quē)陷,在很(hěn)多情况下,这两(liǎng)类缺(quē)陷在完全报废铸件中占一或第二位。
浇不足是指金属液未能充满铸型(xíng)型腔而形(xíng)成不完整(zhěng)的铸件,这类缺陷的特(tè)点(diǎn)是(shì)铸件壁上具有光滑圆边的穿孔,或者铸件的一个或多个(gè)末端未充满金属液;
冷隔(gé)是指在(zài)两股金属汇聚(jù)处,因其(qí)未(wèi)能(néng)完全熔合而存在明显的不连续性(xìng)缺陷的铸件,这类缺陷的外观,常呈现(xiàn)为带有光滑圆边的裂纹或皱纹。
这两(liǎng)类缺陷的(de)特点:一是在铸件检(jiǎn)验中比(bǐ)较容易发现;二是除了清理工序外,其产生原(yuán)因几乎(hū)存在于铸造的每一道工序中。下面笔者结(jié)合(hé)多年的生产实践(jiàn)并参阅有关资料(liào),谈谈(tán)铸件浇(jiāo)不足和(hé)冷(lěng)隔的产生原因及其防(fáng)止(zhǐ)措(cuò)施(shī)。
1.铸件(jiàn)和模样设计
(1)因(yīn)铸件截面厚薄不均造成金属流间断,在(zài)某些铸件设计中(zhōng),薄(báo)截面位于金属液难以达到的部位,很难恰当地设置浇注(zhù)系(xì)统。在可(kě)能的情况下,应对这类设计进(jìn)行修改,当无法更改设计时,则需采用相(xiàng)当复杂的浇(jiāo)注系统,以避免(miǎn)产生这类缺陷(xiàn)。
(2)铸件截面相对过(guò)薄,这种设计(jì)没(méi)能考虑到金属流动和凝固的(de)规律。如果(guǒ)设计者(zhě)不能加厚这一(yī)截(jié)面的话,惟一的补救办法是提高金属的浇注温度,或(huò)者修(xiū)改金属的化学(xué)成(chéng)分,以改善其流动性。还(hái)有(yǒu)一(yī)个较好的弥补办法是采(cǎi)用不(bú)会产生急(jí)冷的(de)铸型(型芯),但这会使生产成本增(zēng)加,因此在可能(néng)的情况下应更改设(shè)计。
2. 模(mó)样(yàng)
(1)模样或芯盒磨损造成铸件截面过薄,型(xíng)砂(shā)是磨损力(lì)相(xiàng)当强的材料,会造成模样磨(mó)损,进(jìn)而造(zào)成铸件截面减薄,导致产生浇不足(zú)和(hé)冷隔缺陷。有(yǒu)效的预防措(cuò)施是建立正规(guī)的(de)检(jiǎn)查制度,把有缺陷的(de)模样检(jiǎn)查出来。
(2)模样强(qiáng)度差! 在造(zào)型(xíng)或制芯的压(yā)力下,模样由于强度不够而产生变形,这样的模样和(hé)芯盒(hé)会造(zào)成(chéng)铸型(xíng)和型芯变形。这样既(jì)会造成(chéng)金属液未能按预期设(shè)想(xiǎng)流动,又会形成铸件截面过薄。改正的方法是(shì)加(jiā)固模样。
(3)模样或芯盒定位不准(zhǔn),其产(chǎn)生原(yuán)因是定位销和销套(tào)已经磨损,定位销数(shù)量过少或定(dìng)位销尺寸过小都(dōu)容易产生(shēng)磨损(sǔn)。在上(shàng)下模底板(bǎn)上(shàng)按中心线安装分成两半的模样时,也会出现错(cuò)位的缺陷。如果不(bú)试浇样品铸件,则很难证(zhèng)实分装在上、下模(mó)底板(bǎn)上的两半模样是(shì)否对准。防(fáng)止产生这类缺陷的首(shǒu)要措施就(jiù)是加强(qiáng)检验。
3. 砂箱及其准备
(1)上下箱错箱造成铸件过薄,造成这种缺陷的原因包(bāo)括(kuò):定位销磨损、定(dìng)位销(xiāo)弯(wān)曲、销套磨损(sǔn),或在箱耳座内有(yǒu)外来杂物(wù)。由于错箱(xiāng)是造成铸件缺陷的主(zhǔ)要(yào)根(gēn)源之一,因而必须定期对这些部件进行维修和保养。
(2)模(mó)样安装不当,这(zhè)种情(qíng)况一般是安装模样的(de)工人操(cāo)作疏(shū)忽所造(zào)成的。模样和模底板上的对准中心线必须非常明(míng)显,以便安放时易于检(jiǎn)查。
(3)薄平铸件浇注时(shí)倾斜度不(bú)够(gòu),对(duì)某些较薄的铸件来说,要使砂箱在浇注时能保(bǎo)持(chí)一个倾斜度(dù),否则会形成封闭气体,造(zào)成金(jīn)属液流间断(duàn)。砂箱倾斜后,上箱(xiāng)要保持足够的高度,使浇口位置超过铸件的顶点。
(4)砂箱刚度不够或加固不当(dāng),也会使砂型变形而(ér)产生浇不足或冷隔(gé),因此必须使用具(jù)有足够强(qiáng)度(dù)的(de)砂(shā)箱,对于(yú)使用(yòng)时间较长的砂(shā)箱应(yīng)加固后再使用(yòng)。
(5)上箱太(tài)浅,可能会(huì)造(zào)成(chéng)上(shàng)型(xíng)下垂,从而使铸件截面变窄、变(biàn)薄,以致产(chǎn)生浇(jiāo)不足(zú)的缺(quē)陷。在浇注较厚的铸件时(shí),上箱(xiāng)太浅(qiǎn)会因为金(jīn)属压力不(bú)足而导(dǎo)致产生缩松(sōng)和侵入气孔;而(ér)在浇(jiāo)注较薄铸件时(shí),其后果则是(shì)产(chǎn)生掉(diào)砂或浇不足(zú)的(de)缺陷。
4.浇冒口(kǒu)系统
(1)内浇道、横浇道和直浇道(dào)截(jié)面(miàn)尺寸不当,为了避免(miǎn)产生金属(shǔ)液流(liú)间断的现象,应按(àn)以下要(yào)求设计浇(jiāo)注系统,即必须(xū)使直浇道和横浇道具有足够的尺寸,以保(bǎo)证平稳地向所有(yǒu)内浇(jiāo)道输送金属液。另外,为保(bǎo)证金属液流动时能(néng)够始终完全(quán)充(chōng)满(mǎn)浇注系统,可减小浇道(dào)面积来(lái)建立压头。浇(jiāo)注系统设计的基本原则是确保(bǎo)金属液流动平(píng)稳(wěn),并能够(gòu)充满浇(jiāo)注系统,防止金属液流间断。
(2)内浇道位置不当,内(nèi)浇(jiāo)道的位置完全取(qǔ)决于铸件结构。因此必(bì)须分析铸型型腔是如何被金属液充满的(de),根据金属液充满型腔的流动模(mó)式设置内(nèi)浇(jiāo)道。
(3)内浇道(dào)分布不当或不(bú)均衡! 这是由于没(méi)能正确地预(yù)测金属液流动的实际情(qíng)况而造成的。除了(le)要考虑金属液在一般情况下的流动状(zhuàng)态,还应考(kǎo)虑金属液对(duì)型壁的摩擦、金属液的冷却情况和金属液的流(liú)动(dòng)性。金(jīn)属(shǔ)液(yè)充型的确切过(guò)程通(tōng)常(cháng)很难预测,但可以通过试验探索出金属液的流(liú)动模式。例如(rú),某一(yī)铸(zhù)件通常要20S的浇注时(shí)间,我们可(kě)分(fèn)别按(àn)5S、10S、15S 浇(jiāo)注同样的铸型,对这(zhè)三个没有浇满的铸件进行落砂和(hé)清理,并仍使其带着内浇道,这样就可显示出(chū)金属(shǔ)液(yè)实际(jì)的流动模式,以(yǐ)这(zhè)些参数(shù)作为依据来重新(xīn)设计出zui佳(jiā)的浇注系统。
(4)压(yā)头太低! 这(zhè)也是造(zào)成浇不足的(de)一个原因。
5.型砂
(1)型砂水(shuǐ)分太高,会(huì)造成金属液沸腾而失(shī)去流动性,导致产生浇不足和冷(lěng)隔。
(2)型砂中挥发物太多,过量的挥(huī)发物在金属液流(liú)之前充满型腔,会使金属液(yè)难(nán)以完整地充满型腔,从而(ér)有可能造成气隔或气(qì)隔缝,即(jí)使金(jīn)属液流到(dào)了正(zhèng)常(cháng)部位,也会因此而难以熔合,导致产生冷隔和浇不足。
(3)背砂强度低,不(bú)管是因为箱带不足还是背砂强度太低而引起的上型下沉,都会使较(jiào)薄的型腔截面(miàn)变得更(gèng)薄,从而(ér)使金属液难以充满铸件薄壁(bì)。
(4)透气性太差,砂型紧实度过高会造成透气性差(chà),则可能产生气隔(gé)。此外(wài),型(xíng)砂(shā)紧实度高还会(huì)加(jiā)快(kuài)从熔融(róng)金属液(yè)中吸走热量(liàng),在金属液(yè)未来得及(jí)充(chōng)满铸型型腔之前就(jiù)可能使铸件冷凝了。
(5)造型材料导热性过高,造型材料吸取热量和冷凝金(jīn)属的速度各有差异,如金属型和砂型之间的差异,石英砂(shā)和锆砂之间的差异,都会对冷隔缺陷的产(chǎn)生有(yǒu)不同的影(yǐng)响。
6.制芯
(1)砂芯过硬,金(jīn)属液通常(cháng)很(hěn)难平静(jìng)地流到较硬的砂芯近旁,而常会在该处出现翻腾的情况,这样会形成过早的冷(lěng)凝(níng)。
(2)排气不够充分(fèn),任何被包封的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使(shǐ)金属液(yè)流产生任何程(chéng)度间断(duàn)的浇注系统而(ér)言,这(zhè)一(yī)问题则更为严重。
(3)型芯尺寸(cùn)不正确或放(fàng)置不当,型芯移位会使铸件截面(miàn)减薄,如果金(jīn)属液的流动能(néng)力不(bú)够高,则(zé)会产生浇不(bú)足或冷隔(gé)。
(4)漂芯或砂芯(xīn)下沉,这和下型拱起、上型(xíng)下沉的后果完全一样,都会使铸件截面变(biàn)得过薄。
(5)偏芯造成铸件截面过薄,这(zhè)是漂(piāo)芯或砂芯下沉(chén)的另(lìng)一种(zhǒng)表现形式。
(6)砂芯(xīn)变形,因粘结剂(jì)的热塑性而引起砂芯的(de)变形是造成铸件变形的(de)一个原因。因变形引起的翘曲,在浇注过程中和偏芯的(de)作用一样(yàng),都会使铸件(jiàn)截面(miàn)减薄。
(7)芯骨距砂芯表(biǎo)面过近,这样设(shè)置的芯骨对金属(shǔ)起着激冷(lěng)作用,因(yīn)而迟滞了金(jīn)属液的正常(cháng)流动,降低了金属液的流动性。
(8)型芯材料导热性(xìng)过高(gāo),其后果和造(zào)型材料(liào)导(dǎo)热(rè)性过高一样。
7.造型
(1)舂砂过实降(jiàng)低了(le)透气性。
(2)舂砂不均时,将(jiāng)造成型砂紧实度(dù)的变化,使局部砂型透气性(xìng)过低,这样会改变金属液的流动,或(huò)者(zhě)形成局部(bù)截面(miàn)受激冷,从而导致产生冷(lěng)隔。
(3)舂砂过松导致上型(xíng)下沉,使铸件截(jié)面变薄。
(4)修型或修补过度,其后果(guǒ)和形(xíng)成金属液的翻腾(téng)或改变型砂导热性一样。
(5)芯撑尺(chǐ)寸错误引起(qǐ)漂芯,会造成铸(zhù)件截面(miàn)过薄,使金属(shǔ)熔液很(hěn)难完满充型。
(6)芯撑过小或(huò)芯撑数量过少,造成漂芯。
(7)型芯(xīn)或(huò)铸型的涂(tú)料涂层过厚,都会使铸件的较薄截面变得更薄。
8.金属成(chéng)分
(1)铸铁(tiě),碳当(dāng)量对金属液的流动性有影响。一般(bān)来说,低碳当量(liàng)的金属液(yè)会因其流动性差而容易产生冷隔和浇不足;但碳(tàn)当量(liàng)过高(gāo)又会产生石墨漂浮缺陷。
(2)铸钢,钢的成分(fèn)由低碳到高(gāo)碳,如果添加各种合金元素,可以调整其流动性。钢具有较高(gāo)的热幅射性(xìng),热(rè)量损失较快,这种特(tè)性使钢液与(yǔ)冷的(de)或湿的铸型接(jiē)触时,会(huì)很快(kuài)降低其流(liú)动(dòng)性(xìng)。
(3)铜合(hé)金,由于(yú)铜合金品(pǐn)种较多,流动性差别很大,因此(cǐ)改进流动性的方法(fǎ)取决(jué)于所(suǒ)采用的合金(jīn)类型。
(4)铝合金,在(zài)铝合金成分中增加硅或(huò)铁的含量,会使其较低的流动(dòng)性得(dé)到改善。含气或(huò)被污染的铝合金,特别易(yì)于产(chǎn)生冷隔。
(5)镁合(hé)金,可(kě)以通过将成分调整到接近于共晶(jīng)成分而改(gǎi)善其流动性。
9. 熔炼
(1)因称重或(huò)加料不严格导致成分错误(wù)。
(2)金属(shǔ)液(yè)熔化温度过低或流动性太差。无论是哪一种金属,其温度(dù)过低是造成浇不足(zú)的基本(běn)原因。
(3)金属液氧化或(huò)含(hán)气。这可能是由于(yú)耐火材料太湿、湍流所造成的,无论(lùn)是何种金属,氧化(huà)或含(hán)气(qì)金属液的流动性都会降低;熔炼操作(zuò)不当,特别容易使有色金属吸附气(qì)体;熔炼灰铸铁(tiě)时,冲天炉底(dǐ)焦(jiāo)高度太低,也(yě)会产生同样的后果。
(4)金属液(yè)还原过分。会(huì)因为吸(xī)氢(qīng)而产生问题,在(zài)所有的金属中这都是应(yīng)予以(yǐ)考虑的因素,对铝合金而言(yán)尤为重要。
(5)浇(jiāo)包内(nèi)添加料过量。这些添加料都具有直接降低温度的作用,因而也就降(jiàng)低了金属液(yè)的流(liú)动性。
(6)浇包(bāo)内添加物(wù)潮湿(shī),会造成温度损耗(hào),导致金属液温度过低(dī)。
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(sù)可(kě)能是浇注(zhù)过程中导(dǎo)致产生缺陷的成因(yīn)。
1)浇(jiāo)注温度过低。
(1)间断浇注会造成金属液(yè)充型(xíng)不(bú)均(jun1)衡,当重新开始浇注后,则易(yì)于产生氧化薄膜或吸(xī)收气体,这都(dōu)会妨碍熔(róng)融(róng)金属(shǔ)的熔(róng)合。
(2)过快减慢(màn)浇(jiāo)注速度,会降低金属(shǔ)液完全充满铸(zhù)型型腔所需的压力(lì),当上箱中有凸(tū)台或上箱太(tài)浅(qiǎn)时(shí),过(guò)快减慢浇注速度铸成的铸件,其缺陷尤(yóu)为严(yán)重。
(3)金属液沸(fèi)腾(téng)。流槽、内(nèi)衬(chèn)、浇包(bāo)嘴太(tài)湿,或(huò)浇包内有(yǒu)废(fèi)渣,都会造成(chéng)金属液沸腾,既降(jiàng)低了熔融金属的温度,又降低了其流动性。
(4)水平(píng)浇注(zhù)薄平(píng)铸件,未(wèi)使其(qí)有一个倾斜度,都容易造成(chéng)冷隔缺陷。
(5)因跑火降低了浇注压力,会(huì)造(zào)成浇注(zhù)间断,其后果和(hé)过快(kuài)降低浇注压头(tóu)一样。
(6)熔渣、脏物或浇包耐火材(cái)料堵住内浇(jiāo)口,其后果(guǒ)与间断浇注或过快减慢浇注速度一样。
(7)若浇注(zhù)的金(jīn)属液短缺,会(huì)降低熔融金属的(de)输送压力。上箱较浅(qiǎn)时,浇注的熔融(róng)金属稍有短缺,会使压力水平低于(yú)铸件的(de)zui高(gāo)点,这样即(jí)便不会造成浇不足,也容易形成侵入(rù)气孔(kǒng)或(huò)缩松。实际上,上箱(xiāng)凸台部位(wèi)产(chǎn)生侵入气孔,通(tōng)常都和浇不足(zú)有关(guān),当浇注短缺是其成因时,这两种缺陷很可能不易识别。
(8)浇注过慢,会使内浇(jiāo)道不能保持有充分(fèn)的金属液(yè),不(bú)能较快地充满铸(zhù)型来防止(zhǐ)冷隔(gé)。浇(jiāo)注过慢还是造成膨(péng)胀缺陷的主要原(yuán)因,上型膨胀的倾向会进一步加大(dà)形(xíng)成冷隔的可能(néng)。
(9)未(wèi)能保(bǎo)持直浇(jiāo)道、横浇道和内浇(jiāo)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(cǐ)外,还会造成包(bāo)封空气,因而降低了金属液的流动性,在一些合金(如(rú)铸(zhù)钢中)会快(kuài)速地形成氧(yǎng)化膜。
11 其他
(1)冷铁和芯撑(chēng)过大时(shí),其后果和激冷一样,使(shǐ)金属液流动性降低(dī)而产生冷隔。冷隔很可能出(chū)现在芯(xīn)撑或距芯撑很(hěn)近的部位。
(2)因铸型压铁过重等原因使铸件截面减薄。若压铁重量(liàng)超过铸型能够承担的负荷时(shí),会发生塌(tā)型。即使截面尺寸改变(biàn)很小,也可能导(dǎo)致(zhì)产生(shēng)浇不(bú)足缺陷。
(3)铸型型腔的(de)薄截(jié)面处产生(shēng)水气凝聚,这会降低金属液(yè)的流动性,同时还会(huì)造成包封气体。
解(jiě)决"冷隔(gé)"缺陷(xiàn)
冷隔缺陷不光表(biǎo)面难看(kàn),且内(nèi)部(bù)金属结合力弱,严重影(yǐng)响铸件的(de)机(jī)械性能,今天(tiān)小编将(jiāng)对其(qí)做简单介绍。
缺陷现(xiàn)象:
温度较低的金属流互相对接但未熔合(hé)而出(chū)现的缝隙(xì),呈不规(guī)则的线形,有穿透的和不穿透(tòu)的两种(zhǒng),在外力的作用(yòng)下有(yǒu)发(fā)展的趋势。
别名:冷接(对(duì)接)、熔(róng)接不良
成因分析:
1、金属液(yè)浇注温度(dù)低(dī)或模(mó)具温度低;
2、合金成分不符合(hé)标准,流动(dòng)性差(chà);
3、金属(shǔ)液分股填充(chōng),熔(róng)合不良;
4、浇口不合理,流程太长;
5、填充速度低或排气不良;
6、压射比压偏低。
对应(yīng)措施:
1、产(chǎn)品发黑,伴有流痕(hén)。适当提高浇注温度和模具温度;观(guān)察模(mó)温减少涂(tú)料喷涂
2、改变合金成(chéng)分,提高流动性(xìng);
3、烫(tàng)模件看铝液流(liú)向(xiàng),金属(shǔ)液碰撞(zhuàng)产生冷隔出(chū)现一般为涡(wō)旋状(zhuàng),伴有流痕(hén)。改进浇注(zhù)系统,改善内(nèi)浇口的填充方向。另(lìng)外可在铸件(jiàn)边缘开设(shè)集渣(zhā)包以改(gǎi)善填充条件;
4、伴有远(yuǎn)端压不(bú)实(shí)。更改浇(jiāo)口位置和截面(miàn)积,改(gǎi)善排溢条件,增大溢(yì)流量;
5、改变金属液流(liú)量,提高压(yā)射速度;
6、铸件整体压不(bú)实(shí)。提(tí)高比压(尽量不(bú)采用),有条件zui好换到大吨(dūn)位(wèi)机台。