知识篇(piān)——怎样(yàng)解决铸(zhù)件浇不(bú)足(zú)和冷隔(gé)缺陷(xiàn)!
发布时间: 2020-04-29 来源:洛阳(yáng)pp电子和顺祥(xiáng)机(jī)械(xiè)有限(xiàn)公司(sī) 点击:2421
浇不足(zú)和冷隔(gé)是(shì)铸造中相当普遍的缺(quē)陷,在很多(duō)情况下,这两类缺(quē)陷在完(wán)全报废铸件中占一或第二位(wèi)。
浇不足是指金属(shǔ)液未能充满(mǎn)铸型型腔而(ér)形成不完整的铸件,这类缺陷(xiàn)的特点是铸件(jiàn)壁(bì)上具(jù)有光滑圆边的(de)穿孔(kǒng),或(huò)者铸件的一个或多个末(mò)端未充满金属(shǔ)液(yè);
冷(lěng)隔是指在两股金属汇(huì)聚处,因其未能完全熔(róng)合(hé)而存在明显的(de)不连续性缺陷的铸件,这类缺(quē)陷(xiàn)的外(wài)观,常呈现为带有(yǒu)光滑圆(yuán)边的裂纹或皱纹。
这两类缺陷的(de)特点(diǎn):一是在铸件(jiàn)检验(yàn)中比较容易发现;二是(shì)除(chú)了清理工序外,其产(chǎn)生原(yuán)因几乎(hū)存在于铸(zhù)造的每一道工(gōng)序(xù)中。下面笔(bǐ)者结合(hé)多(duō)年的生(shēng)产实践并参阅有(yǒu)关资料,谈谈铸件浇(jiāo)不足和冷隔的产生原因及(jí)其防止措施。
1.铸件和模样设计
(1)因(yīn)铸件截面(miàn)厚薄不(bú)均造成(chéng)金属流间断(duàn),在某(mǒu)些(xiē)铸(zhù)件(jiàn)设计中,薄截面位于金属液难以达到(dào)的部位,很难恰当(dāng)地设置浇注系(xì)统。在可能的情况下(xià),应对这类设计进行(háng)修改,当无法更改设(shè)计时,则需采用相(xiàng)当复杂(zá)的浇注系统,以避免产生这类(lèi)缺(quē)陷。
(2)铸件截面相(xiàng)对过薄,这种(zhǒng)设计没能(néng)考虑到金属流动和凝固的规律。如果(guǒ)设计者(zhě)不能加厚这一截面的话,惟一(yī)的(de)补救办法是提高金(jīn)属的浇(jiāo)注温度,或者修改金属(shǔ)的(de)化(huà)学成分,以(yǐ)改善其流(liú)动性。还(hái)有一个较好的弥(mí)补办法(fǎ)是采用不会产生急冷的铸(zhù)型(型芯),但这会使生产成本增(zēng)加,因此在可能的(de)情况下应更改设计。
2. 模样
(1)模(mó)样或芯(xīn)盒磨损造成(chéng)铸件(jiàn)截面过薄,型砂是(shì)磨损力相(xiàng)当强的材料,会(huì)造成模样磨损,进(jìn)而造成铸件截面(miàn)减薄,导致产生浇不足和冷隔缺陷。有效的预防措(cuò)施是(shì)建(jiàn)立正规的检查制度,把有(yǒu)缺陷的模样检查出来。
(2)模(mó)样强度差! 在造型或制芯的(de)压力下(xià),模样由于(yú)强度不够而产生变形,这样(yàng)的模样和芯盒会造(zào)成铸型和型芯变形。这(zhè)样既(jì)会(huì)造(zào)成金(jīn)属液未(wèi)能按预期设想流动,又会形成铸(zhù)件截(jié)面过薄。改正的方(fāng)法(fǎ)是加固模样。
(3)模样或芯(xīn)盒(hé)定位不准,其产生(shēng)原因是定位销和销套已经磨损,定位销数量过少或定位销尺寸过(guò)小都容易产生磨损。在上下模底板上按中心线(xiàn)安装分成两半的模样时,也会出现错(cuò)位的缺陷。如果不试(shì)浇样(yàng)品铸件,则很难证(zhèng)实分装在上、下模底板上的(de)两半模样是否对准。防止产(chǎn)生这类缺陷(xiàn)的首(shǒu)要措施就是(shì)加(jiā)强检(jiǎn)验。
3. 砂箱及其准(zhǔn)备
(1)上下箱错箱(xiāng)造成铸件过薄,造(zào)成这种缺(quē)陷的原(yuán)因(yīn)包括:定(dìng)位(wèi)销磨损(sǔn)、定(dìng)位销(xiāo)弯曲、销(xiāo)套磨损,或在箱耳座内有外来杂物。由于(yú)错箱是造成铸件(jiàn)缺陷的(de)主(zhǔ)要根源之(zhī)一,因而必(bì)须定期对(duì)这些部件进(jìn)行维修(xiū)和保养(yǎng)。
(2)模样安(ān)装(zhuāng)不(bú)当(dāng),这种情况(kuàng)一般是安装模样的工人操作(zuò)疏忽所造成的。模样(yàng)和模(mó)底(dǐ)板上的对(duì)准中心线必须(xū)非常明显(xiǎn),以便安放时易于检查。
(3)薄平铸(zhù)件浇注时倾斜度不(bú)够,对某些(xiē)较薄的铸(zhù)件来(lái)说,要使砂箱在浇注时能(néng)保持一(yī)个倾斜(xié)度,否则(zé)会形成封闭气(qì)体,造成金属液流(liú)间断。砂箱倾斜(xié)后,上箱要保持足够(gòu)的高度,使浇(jiāo)口位置超过铸件的顶点。
(4)砂箱刚度不够或加固(gù)不当,也会使砂型变形(xíng)而产生浇不足或(huò)冷隔,因此必须使用具有足够强度的砂箱,对于(yú)使用(yòng)时间较长(zhǎng)的砂箱应加固(gù)后再(zài)使用。
(5)上箱太浅(qiǎn),可(kě)能会(huì)造成上型下(xià)垂,从而(ér)使(shǐ)铸(zhù)件截面变窄、变薄,以致(zhì)产生浇不足的缺陷。在浇注较厚的铸件时,上箱太浅会因为金(jīn)属压力不足而导致(zhì)产生缩松和侵入(rù)气(qì)孔;而在浇注较薄铸件时,其后果则(zé)是产(chǎn)生掉砂或浇不(bú)足的缺陷。
4.浇(jiāo)冒口(kǒu)系(xì)统
(1)内浇道、横浇道和直(zhí)浇道截面尺寸不当(dāng),为了避免产生金属液流间断的现象,应按以(yǐ)下要求设计浇注(zhù)系统,即必(bì)须使直浇道(dào)和横(héng)浇道(dào)具有(yǒu)足够的(de)尺寸,以保证平稳地向(xiàng)所有内浇道输送金属液。另外,为保证金属液流动(dòng)时能够始(shǐ)终(zhōng)完全充满浇注系统,可减小浇(jiāo)道面积来建(jiàn)立压头(tóu)。浇注系(xì)统设计的基本原则是确保(bǎo)金属液流动平稳,并能够充满(mǎn)浇注系统,防止金属液流(liú)间(jiān)断。
(2)内浇(jiāo)道位置不当,内浇道的(de)位置(zhì)完全取决于铸件(jiàn)结(jié)构。因(yīn)此必须分析(xī)铸型(xíng)型腔是如何被金属液充(chōng)满的,根(gēn)据金属液(yè)充(chōng)满型(xíng)腔的流动(dòng)模式设置内(nèi)浇道。
(3)内浇道分布不(bú)当或不(bú)均衡(héng)! 这是由于没能(néng)正确地预测金属液流动的实际情(qíng)况而造成的。除了(le)要考虑(lǜ)金(jīn)属液(yè)在一般情况下的流(liú)动状(zhuàng)态,还应(yīng)考虑金属液对型壁的摩擦、金属液的冷却情况和(hé)金属液的流动(dòng)性。金属液充型的确切过(guò)程通(tōng)常很难预测,但可以(yǐ)通过试验探索出金属液的流动(dòng)模(mó)式。例(lì)如,某(mǒu)一铸件通常要(yào)20S的浇注(zhù)时间,我们可分别(bié)按5S、10S、15S 浇注同样的铸型(xíng),对这三个(gè)没有浇满的铸件进行落砂和清理(lǐ),并仍使其带着(zhe)内(nèi)浇(jiāo)道(dào),这样就可显示出金属液实际的(de)流动模式,以这些参数作为依据来重新设(shè)计出zui佳的浇注系统。
(4)压(yā)头太低! 这也是造成浇不足的(de)一(yī)个(gè)原因。
5.型砂
(1)型砂水分太高,会造成金属(shǔ)液沸腾而(ér)失去流动性,导致产生浇不足和冷隔。
(2)型砂中挥发物太多,过量的挥发物(wù)在金属液(yè)流(liú)之前充满型腔(qiāng),会使金属液难以(yǐ)完整地(dì)充(chōng)满型腔,从而有可能造成气(qì)隔或气(qì)隔缝,即使金属液(yè)流到了正(zhèng)常部位,也会因此而难以熔合,导致产生冷隔和浇不足。
(3)背(bèi)砂强度低,不管是(shì)因为箱带不足(zú)还是背砂强度(dù)太低(dī)而引(yǐn)起的上型(xíng)下沉,都会(huì)使(shǐ)较薄的型腔截面变得更(gèng)薄,从而(ér)使(shǐ)金属液难以(yǐ)充满铸件薄壁。
(4)透气性太差,砂型(xíng)紧实度过高会造(zào)成透(tòu)气性(xìng)差,则可(kě)能产生气隔。此外,型砂紧实(shí)度高(gāo)还会加快从熔融金(jīn)属液中(zhōng)吸走热量,在金属液未来得及充满铸型(xíng)型腔(qiāng)之前就可能使铸件(jiàn)冷凝了。
(5)造型(xíng)材料导(dǎo)热性过高,造型材料(liào)吸取热量和冷凝金属的速度各有差异,如金属(shǔ)型和砂型之间的差异,石(shí)英砂和锆砂之间(jiān)的差异,都(dōu)会对冷隔缺陷的(de)产生(shēng)有不同的影响。
6.制芯
(1)砂芯(xīn)过硬,金(jīn)属(shǔ)液通常很难(nán)平静地流到(dào)较硬的砂芯(xīn)近旁,而常会在(zài)该处出现翻腾的情况,这样(yàng)会形(xíng)成过早的(de)冷凝。
(2)排气不够充分,任何被包封的气体,都会造成铸件气隔缝。对于会使金属液流产生任何程度间断的浇注系统(tǒng)而言,这一问题则更为严(yán)重。
(3)型芯尺寸(cùn)不正确(què)或(huò)放置不当,型芯(xīn)移位会使铸件截面减薄,如果金属液的流动能力(lì)不够(gòu)高,则会产生浇不足或冷(lěng)隔(gé)。
(4)漂芯或砂芯下(xià)沉,这和下型拱起、上型(xíng)下沉的后(hòu)果完全一样,都会使铸件截面变得(dé)过薄。
(5)偏芯造(zào)成铸件截面过薄,这是(shì)漂芯或砂芯下沉的另一种表现形式(shì)。
(6)砂芯(xīn)变形,因粘结剂的热塑性(xìng)而引(yǐn)起砂芯的(de)变形是造成铸件变形(xíng)的(de)一个原因。因变(biàn)形引起的翘曲(qǔ),在浇(jiāo)注过程中和偏(piān)芯的作用一样,都会使铸件截面(miàn)减薄(báo)。
(7)芯(xīn)骨距砂芯表面过近,这样(yàng)设置的(de)芯骨对金属起(qǐ)着激冷作(zuò)用,因(yīn)而迟滞了金属液的正常(cháng)流动(dòng),降(jiàng)低了金属液的流动性(xìng)。
(8)型芯材料导热性过高,其(qí)后果(guǒ)和(hé)造型材料导热性过高一样。
7.造型
(1)舂砂过实(shí)降低了透气性(xìng)。
(2)舂砂不均时,将造成型砂紧实度(dù)的变(biàn)化,使局部砂型透气(qì)性过低,这(zhè)样会改变金属液的流动(dòng),或者形成局部(bù)截面受激冷(lěng),从而导致产生(shēng)冷(lěng)隔(gé)。
(3)舂砂过松导致上型(xíng)下沉,使铸件(jiàn)截面变薄。
(4)修型或修补过度,其后果(guǒ)和形成金属液的翻腾或改变(biàn)型砂导热性一样(yàng)。
(5)芯撑尺寸错误引(yǐn)起漂芯,会造成铸件截面过薄,使金(jīn)属熔液很难完(wán)满充(chōng)型。
(6)芯撑过(guò)小或(huò)芯(xīn)撑(chēng)数量过少,造成漂芯。
(7)型(xíng)芯或铸(zhù)型的(de)涂(tú)料(liào)涂(tú)层(céng)过厚,都会(huì)使(shǐ)铸件(jiàn)的较薄(báo)截面变得更薄(báo)。
8.金属(shǔ)成分
(1)铸(zhù)铁,碳当(dāng)量对金属液(yè)的流动(dòng)性有影响。一(yī)般来说,低碳当量的金属(shǔ)液会因其流动性差(chà)而容易产(chǎn)生冷(lěng)隔和(hé)浇不足;但碳当量过高又(yòu)会产(chǎn)生石(shí)墨漂浮缺(quē)陷。
(2)铸(zhù)钢(gāng),钢的成(chéng)分(fèn)由低碳到高碳,如果添加各种(zhǒng)合金元(yuán)素,可以调(diào)整其流动性。钢具有较高的热幅射(shè)性,热量损(sǔn)失较快,这种特性使(shǐ)钢(gāng)液与冷(lěng)的或湿的铸型(xíng)接触(chù)时,会很快降低其流动性。
(3)铜合金,由于(yú)铜合金品种较多,流动性差别很大,因此改进流动性的方法(fǎ)取决于所采用的合(hé)金(jīn)类(lèi)型。
(4)铝合金,在铝(lǚ)合金成(chéng)分中(zhōng)增加硅或(huò)铁的(de)含(hán)量,会使其较低的流动性得到改善。含(hán)气或被污染的铝合金,特别(bié)易于产生冷隔(gé)。
(5)镁合金,可以通过将成分调(diào)整到接近于共(gòng)晶成(chéng)分而(ér)改善其(qí)流动性。
9. 熔炼
(1)因称重或加(jiā)料(liào)不严格导致成(chéng)分错误。
(2)金属液熔(róng)化温(wēn)度过低(dī)或流动性太差。无论是哪(nǎ)一种金(jīn)属,其温度过低是造成浇不足的基本(běn)原(yuán)因。
(3)金(jīn)属液氧化或含气(qì)。这可能是由于(yú)耐火材(cái)料太湿、湍流所造(zào)成的,无论是何(hé)种(zhǒng)金属,氧(yǎng)化或(huò)含气(qì)金属液的流动性都(dōu)会降低;熔炼操作不当,特(tè)别容易使有色金属吸附(fù)气体;熔(róng)炼灰铸铁时(shí),冲天炉底焦高(gāo)度太低,也(yě)会产生同样的后果。
(4)金属液还(hái)原过分。会因为吸氢而产生问(wèn)题,在所有的金属(shǔ)中这都(dōu)是应予以考虑(lǜ)的因素,对铝合金而言尤为(wéi)重(chóng)要。
(5)浇包内添加料(liào)过量。这些添加料(liào)都具有直接降低温(wēn)度的作用,因而也就降低了(le)金属液的(de)流动性(xìng)。
(6)浇(jiāo)包内添加(jiā)物潮(cháo)湿,会(huì)造(zào)成温度损(sǔn)耗,导致金属(shǔ)液温(wēn)度过低。
10. 浇注(zhù)
浇注被认为是造成浇不(bú)足缺陷的主要原因之一,以下因素可(kě)能是浇注(zhù)过程中导致产生缺陷的成因。
1)浇注温度过(guò)低。
(1)间断浇(jiāo)注会造(zào)成(chéng)金属液充型不均(jun1)衡,当重新(xīn)开始浇注(zhù)后,则易于产生氧化(huà)薄膜或吸收(shōu)气体,这都(dōu)会妨碍熔融金属的熔合。
(2)过快减(jiǎn)慢浇注(zhù)速度,会降低金属液完全充满(mǎn)铸型(xíng)型腔所(suǒ)需的压力,当(dāng)上箱中有凸台或上(shàng)箱太浅时,过快(kuài)减(jiǎn)慢(màn)浇注速(sù)度(dù)铸成的铸件,其缺陷尤为严重。
(3)金(jīn)属液沸腾。流(liú)槽、内衬(chèn)、浇(jiāo)包嘴太湿,或浇(jiāo)包内有废渣(zhā),都会造成金属(shǔ)液沸腾,既降低了熔(róng)融金属的温度,又降低了其流(liú)动性。
(4)水平浇注薄(báo)平铸件,未(wèi)使其有一个倾斜度,都容易造(zào)成冷隔缺陷。
(5)因跑火降低了浇注压力,会(huì)造成浇注间断,其后(hòu)果(guǒ)和过快降低浇注(zhù)压头一样。
(6)熔渣、脏物或浇包耐(nài)火材料堵(dǔ)住内(nèi)浇口,其(qí)后(hòu)果与间断浇注或过快减慢(màn)浇注速度一样。
(7)若浇注的金属液短(duǎn)缺(quē),会降低熔融金属的输送压力。上(shàng)箱较浅时,浇(jiāo)注的(de)熔融金属稍有(yǒu)短(duǎn)缺,会(huì)使压力水平低于铸件的zui高点,这样即(jí)便不会造成浇(jiāo)不足,也容易形(xíng)成侵入气孔或(huò)缩松(sōng)。实际上,上(shàng)箱凸台部位(wèi)产生侵入气孔(kǒng),通(tōng)常都和(hé)浇不足有关,当浇注短缺是其成因(yīn)时,这两种缺陷很可能不易识别。
(8)浇注(zhù)过慢(màn),会使内浇(jiāo)道(dào)不能保(bǎo)持有充分的金属(shǔ)液,不(bú)能(néng)较快地充满(mǎn)铸型来防(fáng)止冷隔。浇注过慢还是(shì)造成膨胀缺陷的主要原因,上型膨胀的倾向会进一步加大形(xíng)成(chéng)冷隔的可能。
(9)未能保持直浇道、横浇道和内(nèi)浇道充满熔融的金属液,其(qí)结果(guǒ)和间断浇注或压力头不足一样(yàng)。此外,还会造成包(bāo)封空气,因(yīn)而降低了金属液的流(liú)动性,在一些合金(jīn)(如(rú)铸钢中)会快速地(dì)形(xíng)成氧(yǎng)化膜。
11 其(qí)他
(1)冷铁和芯(xīn)撑过大时,其后果和(hé)激(jī)冷一样,使金(jīn)属液流动性降(jiàng)低而产生冷隔。冷隔很可能(néng)出(chū)现(xiàn)在(zài)芯撑(chēng)或距芯撑很近的部位(wèi)。
(2)因铸型(xíng)压铁过重等(děng)原因使铸件截(jié)面减薄。若压铁重量超过铸型能够承担的负荷时,会发生塌型。即使截面尺寸改变很小,也(yě)可能导致产生浇不足缺陷。
(3)铸型型腔(qiāng)的(de)薄(báo)截面处产生水气凝聚,这(zhè)会(huì)降低(dī)金属(shǔ)液的(de)流动性(xìng),同时还会造成包(bāo)封(fēng)气体。
解决"冷隔"缺陷
冷隔缺(quē)陷不光(guāng)表面难看,且(qiě)内部金属结合力弱,严重影响铸件(jiàn)的机(jī)械性能(néng),今(jīn)天小编(biān)将(jiāng)对其做(zuò)简单介绍。
缺陷现象:
温(wēn)度较低的金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙(xì),呈不规(guī)则的线形(xíng),有穿透(tòu)的和(hé)不(bú)穿透的两种,在外力的作用下(xià)有发展的(de)趋势。
别名:冷接(jiē)(对接)、熔接不良(liáng)
成因分(fèn)析:
1、金属液浇注温度低或模具温(wēn)度(dù)低(dī);
2、合金成分不符合标准,流动性差;
3、金属液分股(gǔ)填充,熔合不良;
4、浇口不合理,流程(chéng)太长;
5、填充(chōng)速度(dù)低或(huò)排气不良;
6、压(yā)射比压偏低。
对应措施:
1、产品发(fā)黑,伴(bàn)有流痕。适当提高(gāo)浇注温度和模具(jù)温度;观察模(mó)温减少(shǎo)涂料喷(pēn)涂
2、改变(biàn)合(hé)金成分(fèn),提高流动性;
3、烫(tàng)模件看铝(lǚ)液(yè)流向,金属液碰撞产生冷隔出现一般为涡(wō)旋状(zhuàng),伴有流痕。改(gǎi)进浇注系统,改(gǎi)善(shàn)内浇口的填充(chōng)方向。另(lìng)外可在(zài)铸件边缘开设(shè)集渣包以改善填充条(tiáo)件;
4、伴(bàn)有远端压不(bú)实。更改浇口位置和截(jié)面积,改善(shàn)排溢条件,增大(dà)溢流量;
5、改变金属液流(liú)量,提高压射速度;
6、铸件整体压(yā)不(bú)实。提高比压(尽(jìn)量不采用),有条件(jiàn)zui好(hǎo)换到大吨位机台(tái)。