1. 铸造工艺流程
浇注出来之后一般就是抛丸了,抛丸后就是开始初选了,选完废品后进行热处理,热处理之后就是再抛丸了,抛丸之后就是二次检验了,看缺陷,尺寸等等还有探伤之类的,这些要看具体的零件要求,二次检验合格的就可以入库了,入库之后有特殊要求的就按特殊要求执行,比如刷漆,发黑 发蓝之类的,还有可能是你要供成品的话还要拿出去外协加工后才可以入库,然后就是发货了,在二次检验之后会发现一些废品,有的缺陷是可以修补的,可以胶补,或者焊补之类的,但焊补之后还要热处理,再抛丸再、、、、
热处理也是铸造的一个工序,为什么热处理,一般铸造出来的东西都有铸造应力,一般大家就采取人工时效和自然时效来解决,对于铸铁来说,一般不需要热处理的,特别是灰铁之类的,有也是退火之类的,而对于钢来说就必须要热处理了,因为应力很大,不热处理就是脆的,没法用的,还有一些特殊的材质,比如ZG40Cr之类的,要求硬度高的,就可以通过热处理之中的调质处理把硬度提高,还有有些零件要求金相成份之类的都可以通过热处理来实现,有些铸造做出来硬度高了,没法加工,这是就要降低它的硬度,也需要热处理来完成,总之,热处理可以使铸件组织致密,力学性能得到提高,等等好处,所以需要热处理,希望能帮到你,你可以去翻翻书,这些书上比我说的好的多了,也详细的多
2. 铸造煤粉是什么
标准可查 JB/T 9222-1999 《湿型铸造用煤粉》
铸造用湿型砂中加入煤粉,可以防止铸铁件表面产生粘砂缺陷,改善铸铁件的表面光洁度,减轻抛丸清理工作量,并能减少铸件脉纹、夹砂缺陷。对于湿型铸造球墨铸铁件,型砂中加入煤粉还有利于防止产生皮下气孔
煤粉防止铸铁件粘砂的机理。
1、在铁水的高温作用下铸型表层的煤粉产生大量还原性气体,防止铁水被氧化,并使铁水表面的氧化铁还原,减少金属氧化物和型砂进行化学反应的可能性。型腔中还原性气体主要来自煤粉热解生成的挥发分,也包括碳与水在高温下的水煤气反应生成的氢气。
2、煤粉受热后开始软化,具有可塑性。如果由开始软化至固化之间温度范围比较宽和时间比较长,则可缓冲石英颗粒在该温度区间受热而形成的膨胀应力,从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件缺陷。
3、煤粉受热后产生气、液、固三相的胶质体,胶质体的体积膨胀部分地堵塞砂粒间的孔隙,使铁水不易渗入。
4、煤粉在受热时产生的碳氢化物(主要为芳烃类)的挥发分在650℃―1000℃高温下,于还原性气氛中发生气相热解而在金属液和铸型的界面上析出一层带有光泽的微细结晶碳,称为光亮碳。这层光亮碳使砂型不受铁水浸润和难以向砂粒孔隙中渗透,从而得到表面光洁的铸件③。
防粘砂机理1要求铸造用煤粉应具有较高的挥发分,机理2和机理3要求铸造用煤粉应具有适宜的焦渣特征,机理4要求铸造用煤粉应具有较高的光亮碳。根据煤的特性,有较高挥发分和适宜的焦渣特征的烟煤是焦煤和肥煤。
3. 求砂型铸造论文 先谢了
给你一篇看看做参考,我有部分论文,也有自己写的。
漫谈湿砂型铸件表面缺陷
与其它铸造方法相比,湿型铸件是较容易产生粘砂、砂孔、夹砂、气孔等缺陷的。如果铸造工厂注意控制湿型砂的品质,这些缺陷本来是有可能减少或避免。以下用实例说明型砂性能与铸件表面缺陷的关系。
一.粘砂
研究工作表明,一般湿砂型铸件,不论铸钢还是铸铁,粘砂缺陷都是属于机械粘砂,而不是化学粘砂。机械粘砂的产生原因有多种,最多见的如下的实例:
1.砂粒太粗和透气性过高,金属液容易钻入砂粒间孔隙,使铸件表面粗糙,或将砂粒包裹固定在表面上。江苏某外资工厂的铸铁旧砂中不断混入大量30/50目粗粒芯砂,以致型砂透气性达到220以上,铸件表面极为粗糙。内蒙某工厂铸钢车间的气动微震造型机生产中、小铸件。使用主要集中在40目的40/70粗粒石英砂混制型砂,铸件表面产生严重粘砂。平时不检测型砂透气性,认为已经符合工艺规程规定的≥80。为了找到粘砂原因而专门检测一次,发现透气性居然高达1070左右,表明这就是产生粘砂的原因。因此型砂透气性必须有上限,型砂粒度粗细和透气性应当处于适宜范围内。一般震压机器造型单一砂最适宜的型砂粒度大多为70/140目,透气性大致为70~100,高密度造型的型砂粒度最好是50/140或100/50,透气性为80~140。有些生产发动机的铸造厂大量使用50/100目粗原砂制造砂芯,落砂时不断混入旧砂中,使型砂透气性可能达到180以上,就应加入100/140目细砂,或将旋流分离器中的细颗粒部分返回到旧砂中,以便纠正型砂粒度。
2.铸铁型砂中煤粉含量不足或煤粉品质不良。北京某铸造厂生产高速列车刹车盘,铸件材质符合要求,而表面有严重粘砂,需整体打磨后才能交货。型砂中所用煤粉来自郊区一家关系密切的私营小供应商。粘砂的产生原因可能是煤粉品质太差,还可能是型砂中有效煤粉量也不足够。安徽某阀门总厂使用的“煤粉”是生产焦炭洗选下来的废料,灰分高达76%。使用后整个型砂性能遭破坏,铸件废品超过一半。铸造工厂应该对购入的煤粉品质加强检验。优质煤粉要求灰分≤10%,挥发分30~37%,焦渣特征4~5级。型砂的有效煤粉含量可以用发气量进行检测。中小灰铁铸件震压造型应用普通煤粉的的型砂每1g的发气量大约在22~26mL,折合普通品质有效煤粉量约为6~7%,或优质煤粉5~6%,或增效煤粉4~5%。高紧实度造型用型砂发气量大体在18~24mL,折合增效煤粉含量3~4%。我国一些外资铸造工厂大多用灼减量(LOI)估计铸铁用湿型砂抗粘砂性能。例如江苏一汽车铸件厂的静压造型线规定面砂的灼减量为4.10±0.30%。国内有多家造型材料公司供应各种“煤粉代用品”。铸造厂应先进行浇注试验,与优质煤粉或增效煤粉比较铸件表面效果、型砂性能变化以及铸件生产成本,然后确定是否选用。
二.砂孔
铸件表面的砂孔和渣孔通常合称为“砂眼”。渣孔大多是由于用了稻草灰或干砂当做聚渣剂形成的。关于砂孔的形成原因如以下几个实例:
1.天津某合资铸造厂手工造型生产电机壳等中、小灰铁铸件。主要缺陷是整个铸件上表面都可看到弥散分布的砂粒。分析这种砂孔形成原因是冲砂,是浇注系统和型腔被铁液冲蚀而掉落的零散砂粒漂浮在液面上形成的。该厂平常并不控制型砂品质,据云以前曾检测湿压强度只有25kPa。手工造型用型砂湿压强度最好在70~80kPa左右,震压机器造型应90~120kPa。如果是高密度造型,型砂湿压强度可以是140~180 kPa。大件可以再增高些。为了提高型砂的湿压强度,应避免使用劣质膨润土,0.2g膨润土吸蓝量最好在35mL以上。型砂还需要含有足够的有效膨润土,例如高密度造型的型砂5g吸蓝量大多在55~65mL。折合优质有效膨润土量6~7%。
2.山东某铸造工厂只有一台震压造型机,上班后先造下型铺满地面和下芯。半天以后更换模板制造上型和扣箱合型,准备浇铸。铸件经常出现砂孔等缺陷。其原因是湿砂型表面脱水干燥后表面强度急剧下降,表面砂粒很容易被冲蚀落入铁液中。天气干燥季节中“风干”现象更加严重。湿型砂下箱敞开时间最好不超过半小时。如果发觉砂型表面有干燥脱水的迹象,合型前应用喷雾器向砂型表面喷水使恢复潮湿状态。天津某日资汽车发动机厂过去曾用进口表面强化剂喷涂型腔表面,现也改用喷水。
3.四川某汽车件铸造厂使用静压造型机流水线生产汽缸体和汽缸盖,铸件表面都有多少不等的砂孔。该厂型砂采用本省品质不高的膨润土和煤粉,未对旧砂进行经常性除尘处理,致使旧砂中含泥量有时升高达到24%。为了保持型砂含水量4.0%左右以防止产生气孔缺陷,不得不将型砂紧实率压低在27~32%范围内。型砂的湿压强度并不低,在170~210kPa,不是产生砂孔的原因。由于型砂的灰分过高和紧实率很低,影响韧性不足,破碎指数只有65~75%左右。这种型砂性能太脆,起模性差,砂型的棱角和边缘容易破碎,因而引起砂孔缺陷。该厂应当改用优质膨润土和煤粉;还应使用旧砂除尘设备,将旧砂含泥量控制在12%以下,型砂含泥量不超过13%;将型砂破碎指数控制为80~85%。在造型处的型砂紧实率提高为35~38%,含水量为3.2~3.6%,使(紧实率)/(含水量)的比例在10~12的范围内。这样就能提高型砂韧性和减少砂孔缺陷。上海、北京、哈尔滨有几家工厂在砂子中加入少量α-淀粉用来改善型砂韧性,降低起模摩擦阻力,增强表面风干强度。对防止砂孔缺陷和改善铸件表面光洁程度都有益处。
4.河南某拖拉机厂的发动机铸造分厂由于大量冷芯盒砂芯的混入,使型砂变脆,起模性能越来越差。不但砂型边棱易碎,而且吊砂易断。根据工厂规定,碾轮混砂机的周期时间只有3min,不能加长混砂时间以免影响造型机用砂需要。后来尽最大努力使混砂周期延长了1min,发现型砂的手感起了变化,起模性也有了改善。这说明原来的混砂时间太短,不能混制出优良的型砂性能。
三.夹砂(结疤、起皮)
自从国内有多家公司供应优质活化膨润土以来,湿型铸件表面夹砂缺陷已大为减少。但是个别湿型铸造工厂还会意外地产生夹砂缺陷。
1.江西一家小型汽车修配厂希望用湿型生产摩托车发动机铝铸件。开始时曾借来两只牛皮纸袋的仇山“陶土”供混砂使用。后来又到物资部门购买了两只麻袋包装的陶土。但是发现新购来陶土的型砂粘结力很低,砂型在火炉旁烘烤后开裂起皮,浇注铸件出现严重夹砂缺陷。当时用极为简陋的条件检查两种粘土的泥浆是否能用碱活化变稠。证明麻袋中不是膨润土而是真正陶土,不可用于湿型铸造。出现问题的原因是当初地质部门将呈微弱酸性的钙基膨润土称为“酸性陶土”。而很多铸造工厂又将“酸性陶土”简称为“陶土”。结果把以蒙脱石为主要矿物成分的膨润土与以高岺石为主要矿物成分的真正陶土(即普通粘土)混淆在一起。真正的陶土主要用来烧制陶瓷,不适合湿型铸造使用。铸造工厂也可以用吸蓝量来鉴别两种不同的粘土矿物,0.2g膨润土吸附亚甲基蓝在25~45mL,而普通粘土吸蓝量只有膨润土的十分之一。
2.水质的影响:天津的一家台资铸造工厂,使用挤压造型机生产出口铸铁煎锅。用优质活化膨润土混砂,型砂的湿压强度200~250kPa,紧实率35~38%,含水量3%左右。但是后来铸件靠近内浇道处产生夹砂缺陷,怀疑混砂所用井水有问题。该厂原来混砂用深井水的井管被堵塞。老板为了节约,打了一口20m浅井供混砂加水之用。工人发现这口井的水咸不能喝,洗手搓肥皂也不起泡沫。经化验这种浅井水中含有大量钠、镁、氯离子,对活化膨润土有强烈的反活化作用,用来混砂生产铸件容易产生夹砂缺陷。从邻近工厂引来饮用水混砂后,仍不能完全消除原来水质的影响。江苏有一家挤压造型生产冰箱压缩机铸件工厂,使用流经工厂外面小河中的河水混砂,适逢河水上游有化工厂向水中排废水而引起铸件产生夹砂缺陷,其原因也是由于废水的反活化效应。如果怀疑水质是否适合混砂,可以取2g或3g膨润土分别用纯净水和待试水测定膨润值,或膨胀倍数和自由膨胀量,如果待试水的测试结果比纯净水低很多,就表明待试水的品质不可用。
四. 气孔
铸件的气孔缺陷主要有裹携气孔、侵入气孔、析出气孔和反应气孔四个类型。以下举例说明工厂中常见气孔的生成原因和防止措施。
1.鉴别气孔的类型和生成原因都是不容易的。根据生产经验,提高浇注温度30~50℃经常可以减少任何类型气孔缺陷的发生。应当注意每包铁液浇注最后一两个砂型的温度,因为这时包中铁液温度已然下降而容易产生气孔缺陷。天津某台资铸造厂生产工业缝纫机壳体,每台铁液本可以浇注7个砂型,但是只浇5个砂型。剩在包中铁液倒回电炉中,然后再重新接一满包铁液去浇注砂型,就是为了保持浇注温度,减少气孔缺陷。
2.北京某日资工厂曾发现一个有气孔缺陷的铸件,锯开后看到气孔呈一个个连续上浮状态。估计在产生气孔的界面上背压力超过了铁液的静压力引起侵入气孔,但已无法判断气源是何物。有的工厂将旧砂堆当做垃圾堆,香烟头、冰棍捧、废纸团、瓜籽皮……扔到旧砂,混入型砂中都可能形成气孔缺陷。有些外资铸造工厂严格禁止在厂区中吸烟也是预防气孔的有效措施之一。
3.山东某厂生产中等大小出口阀门铸铁件,用震击造型机造型,冷芯盒制砂芯。该厂采取两天连续造型和下芯、合型,每隔一天冲天炉开炉浇注一次。所生产铸件气孔废品率极高。分析其原因是砂芯吸潮发气进入铁液中造成的侵入气孔。冷芯盒砂芯长时间放置在相对湿度极高的砂型中很容易吸潮。浇注时不仅粘结剂发气,而且砂芯吸收的水分也发出大量水汽,因而容易产生气孔缺陷。应当将隔日开炉攺为每日开炉,或者造型后先合空型,待开炉日再开箱下芯、合箱浇注。既可以防止砂芯吸潮,又可以减少砂型风干脱水,使气孔缺陷大为减少。多开出气冒口,增大排气能力。适当提高浇注速度,迅速建立静压力抵制界面气体侵入,也对防止侵入气孔有好处。
4.从河南、山东、辽宁、吉林…等发动机铸造工厂的气孔缺陷生成情况来看,所遇到的气孔仍多属于砂芯发生气体的侵入气孔缺陷,很少是析出性的氮针孔。因为所用砂芯的粘结剂都改为含氮量较低的树脂,而且必要时在芯砂中和涂料中加入适当的氧化铁。因此首先应当加强砂芯的排气能力。砂芯中间应开通畅的排气孔。对于厚大断面砂芯可以抽成空心或分半挖成网格形内腔而后粘合。树脂自硬砂芯最常用的排气办法是使用尼龙编织管,制芯时可以方便地沿砂芯的任意形状预埋在砂芯中。热芯盒、冷芯盒和壳芯都是整体射制的,不能预埋排气管路,可以安放通气针或棒,在取芯之前或之后抽出。但是更多的是在砂芯硬化后用硬质合金钻头从芯头钻孔帮助排气。例如山西某液压件厂生产形状极为复杂的液压阀,将壳芯所有芯头都角钻头钻盲孔帮助排气。西班牙有一家生产小轿车的铸造工厂,制出气缸盖的水套砂芯用专门多头钻床自下向上地将水套砂芯的各个冷却水通道芯头同时钻出盲孔。较大砂芯下芯时,如果芯头与芯座的间隙过大,会出现铁液钻入砂芯通气孔现象。应当用耐火纤维毡垫、泥条、石棉绳等密封材料围封砂芯芯头。还要注意高温快浇,迅速建立起铁水压力超过发气点背压力使气体不能钻入铁液中成为气泡。即使气体已经钻入铁液中,也能漂浮和随着铁液进入排气冒口排出。另外,采用低发气量粘结剂对防止气孔缺陷是必要的,例如北京某工厂生产英国的煤气炉燃烧圈只有一个芯头,排气困难,就尽量将壳芯的发气量控制在12mL/g以下,而且高温快速浇注。
5.山西某厂使用挤压造型机生产灰铸铁曲轴,在铸件表面和皮下形成宻集的小气孔。一般为直径1~3mm的小孔,大多存在于表皮内1~3mm处,抛丸清理或粗加工时露出。此工厂不用树脂砂芯,不会产生氮气孔,缺陷应当属于反应气孔。即金属液与铸型在界面处发生化学反应,产生的气体溶解在金属液中。冷却时溶解度降低析出成气泡。铸件材质为灰铁,也排除掉铁液中镁或稀土与砂型中水分引起反应。怀疑是炉料和孕育剂有可能将铝、钛带入铁液中。因为铝、钛与水反应放出极易溶入铁液层中的原子态[H]。该层凝固时氢的溶解度降低而以分子态气相析出和长大成氢气泡。由该厂硅铁孕育剂的分析报告中看到含铝量达到1.86%,可能是产生皮下气孔的主要原因。硅铁孕育剂的含铝量最好为1.0%左右,最多不可超过1.5%。对于随流孕育用硅铁,不但要控制较低的含铝量,而且要限制加入量一般不超过0.08~0.10%。为了防止铝、钛等元素与水的反应,挤压造型的型砂含水量也必须控制在不高于4%。
6.球墨铸铁的铁液浇注入湿砂型后,残留镁同水分子中氧强烈反应而产生原子态[H],是产生皮下气孔缺陷的主要原因。必须采取冶炼和工艺两方面的措施才能防止反应气孔的产生。河北某球墨铸铁工厂是生产载重汽车离合器压盘等球墨铸铁件的专业厂,铸件无皮下气孔。从该厂冶炼角度来分析其避免气孔的原因是各项指标都未超出常规范围。例如使用优质铸造焦,冲天炉出炉温度在1480℃以上,球化处理包的内腔深度为直径的1.5~2倍,浇包和型腔表面抖冰晶石粉,铁水含硫0.03~0.04%,残留镁量为0.40~0.46%。但是从工艺角度来分析:面砂含水量高达7.0~7.6%,远远超过通常认为的最多不可超过5.5%。分析其不出气孔的原因可能是:(1)型砂加入了大量煤粉,灼减量高达7.0~7.9%。超过通常的4~5%。未测型砂发气量,估计在35mL/5g以上。浇注后露出的铸件表面呈现深蓝色,表明浇注时型腔中为大量强烈还原性气氛,将型腔中水汽冲淡。(2)砂型透气性100,并扎有大量排气孔,浇注生成的水汽大部分排出型腔以外,减少了可能参与反应的水汽。(3)面砂含水量虽然相当高,但含泥量高达21%。因此测得紧实率只有36%左右,说明型砂并不潮湿。可能泥分吸收了大量水分,减缓了化学反应的速度。因此可以设想产生反应气孔缺陷主要取决于紧实率(即型砂干湿程度),而不是含水量。
五. 讨论
1.获得优质型砂的条件首先是选用优质原材料,也还需要应用优良的混砂过程。一些技术管理比较严格的湿型砂铸造工厂要求在每班结束前将混砂机中的砂子完全清除干净。美国主要的湿型铸造厂大多要求混砂机刮板与底盘的距离为一个硬币厚度。日本几家使用碾轮式混砂机的汽车件铸造工厂的混砂周期都是6min。但是我国有的铸造厂的混砂机碾盘中和碾轮上的砂子都长期不清理,刮板磨损也不调整,碾轮混砂时间最多3min。这怎样能够混制出优良品质的型砂呢?
2.型砂品质表现在于性能如何,加强型砂性能的检测和控制才能制备出优等型砂。江苏某日资汽车件铸造工厂静压造型线用面砂的日常检测项目有二十余种,还未包括背砂和原材料的检测项目在内。我国有的铸造工厂的型砂实验室中仪器设备简陋,湿型砂性能的日常检测项目可能只有三、四种。怎能根据测得结果说明铸件表面缺陷产生原因呢?又怎能用来降低铸件废品率呢?
4. 求铸造高级工考核试卷及答案
铸造工程师技能考试试题
姓名: 岗位: 部门:
注 意 事 项
1、考试时间:90分钟;卷面满分: 100 分。
2、请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写您的答案。
一
二
三
四
总 分
得 分
一、选择题(每题3分,共18分)
1、共晶成分的合金流动性最好,原因是( C )。
A、枝状晶发达 B、结晶温度范围宽
C、在相同浇注条件下,合金保持液态,时间最长 D、密度小
2、浇注温度越高,则( B )收缩越大。
A、凝固 B、液态 C、固态 D、凝固和固态
3、在下列铸造合金中,缩孔倾向最小的是( C )。
A、白口铸铁 B、铸钢 C、灰铸铁 D、球墨铸铁
4、铸造应力的产生主要是因为铸件各部分冷却不一致,以及( B )的结果。
A、砂型排气不畅 B、型芯阻碍收缩 C、铸件浇铸温度低 D、浇注速度快
5、芯头是型芯的重要组成部分,芯头一般( B )形成铸件的形状。
A、直接 B、不直接 C、相对直接 D、有时不直接
6、铸件形成缩孔、缩松倾向主要与以下哪个参数有关(C)。
A、固态收缩 B、凝固收缩 C、液态收缩和凝固收缩 D、凝固收缩和固态收缩
二、填空题(每空2分,共32分)
1、为防止覆膜砂存放期间结块应添加(硬脂酸钙),同时可增加覆膜砂的流动性。
2、铸铁件湿型铸造生产中煤粉主要作用是(防止产生粘砂)。
3、我公司目前铸造工艺流程包括:(制壳)、(制 芯)、(配 箱)(熔 炼)、(浇 注)、(清 理)等工序。
4、铸件的热处理中:
低温退火目的为(消除铸造应力),高温退火目的为(降低铸件硬度)。
5、封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道(下部)且和横浇道具有(同一底面);
开放式浇注系统的内浇道应位于横浇道(上部)且搭接面积要(小)。
6、消除或减弱炉料遗传性的措施有:(提高铁液的过热温度)、(用两种以上的原生铁配料)。
三、判断题(是画√、非画×;每题2分,共20分)
1、中间注入时,可采用公式Hp=H0-Hc/2计算平均压力头高度。(×)
2、金相试样切割过程中应充分冷却,防止试样过热,冷却介质可以为水。(√)
5、孕育处理前原铁液三角试样白口宽度越小越好。(×)
3、横浇道中的金属液以紊流状态流动时,有利于杂质上浮。(×)
4、离心集渣包中液流的出口方向必须与液流旋转方向相同。(×)
6、铸造用膨润土的粘结力比高岭土的高。(√)
7、湿砂造型的优点是生产周期短,生产效率高,铸件成本低。 (√)
8、直浇道与浇口杯的连接处及它与横浇道的连接处应做成圆角。(√)
9、金属液在砂型中的流动性比在金属型中的好。(√)
10、为减小吸动作用区的不利影响,生产中常将横浇道的截面做成扁平梯形。(×)
四、简答题:(共30分)
1、简述铸件浇注位置的选择原则。(每项2分,共14分)
答:(1)铸件的重要部分应尽量置于下部。
(2)重要的加工面应朝下或呈直立状态。
(3)使铸件的大平面朝下,避免产生夹砂结疤类缺陷。
(4)应保证铸件能充满,铸件薄壁部分应置于下半部或内浇道以下,避免产生冷隔、浇不足等缺陷。
(5)应有利于铸件补缩。
(6)应避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯,便于下芯、合箱及检验。
(7)应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致。
2、分析铁碳双重相图,回答以下问题。(每项2分,共16分)
1图中 E’C’F’线为:稳定系结晶终了温度线;
ECF线为:介稳定系结晶终了温度线。
2填出图中方框内缺少的数据:
(1)——(1147)
(2)——(4.26)
(3)——(727)
(4)——(2.11)
(5)——(γ+石墨)
(6)——(α+石墨)
5. 铸件的铸件质量
主要包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差;内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;使用质量指铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。
铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。
市场的拥戴者是消费者,其需求能力也就成为企业进行生产唯一标准,企业要根据市场定产能。因此,企业的市场调查显得尤为重要,它是用以连接消费者的桥梁,是进行最终产品销售的铺路石。
铸件产品的市场调查,可以让铸件企业在安排生产前,充分的了解铸件消费市场的情况。如铸件的需求量、需求种类、需求厂商、产品要求等信息。在大量的信息中,铸件生产企业可以选择适合自己的且消费市场广的领域进行生产;若没有适合的,企业也有足够的时间进行生产调整,生产市场需要的铸件产品,从而有效的防止铸件产能过剩。
影响铸件质量的因素很多,第一是铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。第二要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。第三是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。
铸造生产中,要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验的工艺守则与技术条件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。最后对成品铸件作质量检验。要配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对铸件的外观质量,可用比较样块来判断铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铸件的内部质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
砂型铸造铸件缺陷有:冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
1.冷隔和浇不足 液态金属充型能力不足,或充型条件较差,在型腔被填满之前,金属液便停止流动,将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时,会使铸件不能获得完整的形状;冷隔时,铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔:提高浇注温度与浇注速度。
2.气孔 气体在金属液结壳之前未及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑,明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后,将会减小其有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性,致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外,气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生:降低金属液中的含气量,增大砂型的透气性,以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
3.粘砂 铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观,又增加铸件清理和切削加工的工作量,甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏,泵或发动机等机器零件中若有粘砂,则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动,并会玷污和磨损整个机器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
4.夹砂 在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷,在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方,型腔上表面受金属液辐射热的作用,容易拱起和翘曲,当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎,留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大,型砂体积膨胀越大,形成夹砂的倾向性也越大。
5.砂眼 在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
6.胀砂 浇注时在金属液的压力作用下,铸型型壁移动,铸件局部胀大形成的缺陷。 为了防止胀砂,应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力,并适当降低浇注温度,使金属液的表面提早结壳,以降低金属液对铸型的压力。 铸件的检测主要包括尺寸检查、外观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验,对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件,还需要进行无损检测工作,可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。
1 铸件表面及近表面缺陷的检测
1.1 液体渗透检测
液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷,如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测,它是将具有高渗透能力的有色(一般为红色)液体(渗透剂)浸湿或喷洒在铸件表面上,渗透剂渗入到开口缺陷里面,快速擦去表面渗透液层,再将易干的显示剂(也叫显像剂)喷洒到铸件表面上,待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后,显示剂就被染色,从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是,渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光检测效果越好,磨床磨光的表面检测精确度最高,甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外,荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法,它需要配置紫外光灯进行照射观察,检测灵敏度比着色检测高。
1.2 涡流检测
涡流检测适用于检查表面以下一般不大于6~7MM深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种。当试件被放在通有交变电流的线圈附近时,进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流(涡流),涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场,使线圈中的原磁场有部分减少,从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷,则涡流的电特征会发生畸变,从而检测出缺陷的存在,涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状,一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度,另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。
1.3 磁粉检测
磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷,它需要直流(或交流)磁化设备和磁粉(或磁悬浮液)才能进行检测操作。磁化设备用来在铸件内外表面产生磁场,磁粉或磁悬浮液用来显示缺陷。当在铸件一定范围内产生磁场时,磁化区域内的缺陷就会产生漏磁场,当撒上磁粉或悬浮液时,磁粉被吸住,这样就可以显示出缺陷来。这样显示出的缺陷基本上都是横切磁力线的缺陷,对于平行于磁力线的长条型缺陷则显示不出来,为此,操作时需要不断改变磁化方向,以保证能够检查出未知方向的各个缺陷。
2 铸件内部缺陷的检测
对于内部缺陷,常用的无损检测方法是射线检测和超声检测。其中射线检测效果最好,它能够得到反映内部缺陷种类、形状、大小和分布情况的直观图像,但对于大厚度的大型铸件,超声检测是很有效的,可以比较精确地测出内部缺陷的位置、当量大小和分布情况。
2.1 射线检测(微焦点XRAY)
射线检测,一般用X射线或γ射线作为射线源,因此需要产生射线的设备和其他附属设施,当工件置于射线场照射时,射线的辐射强度就会受到铸件内部缺陷的影响。穿过铸件射出的辐射强度随着缺陷大小、性质的不同而有局部的变化,形成缺陷的射线图像,通过射线胶片予以显像记录,或者通过荧光屏予以实时检测观察,或者通过辐射计数仪检测。其中通过射线胶片显像记录的方法是最常用的方法,也就是通常所说的射线照相检测,射线照相所反映出来的缺陷图像是直观的,缺陷形状、大小、数量、平面位置和分布范围都能呈现出来,只是缺陷深度一般不能反映出来,需要采取特殊措施和计算才能确定。国际铸业网出现应用射线计算机层析照相方法,由于设备比较昂贵,使用成本高,无法普及,但这种新技术代表了高清晰度射线检测技术未来发展的方向。此外,使用近似点源的微焦点X射线系统实际上也可消除较大焦点设备产生的模糊边缘,使图像轮廓清晰。使用数字图像系统可提高图像的信噪比,进一步提高图像清晰度。
2.2 超声检测
超声检测也可用于检查内部缺陷,它是利用具有高频声能的声束在铸件内部的传播中,碰到内部表面或缺陷时产生反射而发现缺陷。反射声能的大小是内表面或缺陷的指向性和性质以及这种反射体的声阻抗的函数,因此可以应用各种缺陷或内表面反射的声能来检测缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超声检测作为一种应用比较广泛的无损检测手段,其主要优势表现在:检测灵敏度高,可以探测细小的裂纹;具有大的穿透能力,可以探测厚截面铸件。其主要局限性在于:对于轮廓尺寸复杂和指向性不好的断开性缺陷的反射波形解释困难;对于不合意的内部结构,例如晶粒大小、组织结构、多孔性、夹杂含量或细小的分散析出物等,同样妨碍波形解释;另外,检测时需要参考标准试块。
铸件缺陷如何修补铸件:
解决铸件缩松缺陷的方法,最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是:
(1)在机床铸件结构形成的厚处与热节处,实行快速凝固,人为地造成机床铸件各处温度场的基本平衡。采用内外冷铁,局部采用蓄热量大的锆英砂,铬铁矿砂或特种涂料。
(2)合理的工艺设计。内浇道设在机床铸件相对溥壁处,数时多且分散。使最早进入厚壁处的金属液率先凝固,薄壁处后凝固,使各处基本达到均衡凝固。对于壁厚均匀的机床铸件,采用多个内浇道和出气孔。内浇道多,分散与均布,使整体热量均衡。出气孔细且多,即排气通畅又起散热作用。
(3)改变内浇道的位置
(4)选用蓄热量大的造型材料,这对用消失模生产抗磨产品极为重要!铬铁矿砂取代石英砂等蓄热量小的其它砂种,会取得良好的效果,浇毕微震更优!
(5)低温快烧,开放式浇注系统。使金属液快速,平稳,均衡地充满铸型。这要因件制宜。
(6)球铁的机床铸型强度大,表面硬度≧90,砂箱刚性大,对消除缩松有利。
(7)需要冒口时,当首迁热冒口,且离开热节。若将冒口置于热节上,必将加大冒口尺寸,形成“热上加热”。弄不好,非但缩松难除,还会产生集中性缩孔,又降低了工艺出品率。
(8)铸型倾斜摆放与合金化,都获益。消除机床铸件缩松缺陷是一个复杂的认识与实施过程。应以“热平衡”为基本原则,对雎体铸件做科学分析,制订合理的工艺方案,迁择好适宜的造型材料,工装及正确操作且标准化。那么任何机床铸件的缩松缺陷都可以解决。
由于多种因素影响,常常会出现气孔、针孔、夹渣、裂纹、凹坑等缺陷。常用的修补设备为氩弧焊机、电阻焊机、冷焊机等。对于质量与外观要求不高的铸件缺陷可以用氩弧焊机等发热量大、速度快的焊机来修补。但在精密铸件缺陷修补领域,由于氩焊热影响大,修补时会造成铸件变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等二次缺陷。冷焊机正好克服了以上缺点,其优点主要表现在热影响区域小,铸件无需预热,常温冷焊修补,因而无变形、咬边和残余应力,不会产生局部退火,不改变铸件的金属组织状态。因而冷焊机适用于精密铸件的表面缺陷修补。冷焊的焊补范围为Φ1.5-Φ1.2mm焊补点反复熔化堆积的过程,在大面积缺陷修补过程中,修复效率是制约其广泛推广应用的唯一因素。对于大缺陷,推荐传统焊补工艺与铸造缺陷修补机的复合应用。可有时我们的缺陷没有很多,就不必要投入较大的成本,我们用一些修补剂就可以修补好的,方便简单,例如铁质材料的,我们可以用(劲素成)JS902修补一下就可以了,用不完可以放到以后再用,这样可以为我们的厂家节省成本啊,让我们的铸造厂家把更多的资金投入到提高产品本身质量上,让使用者创造更多的财富。
3.铸件质量检验结果
铸件质量检验结果通常分为三类:合格品、返修品、废品。
3.1合格品指外观质量和内在质量都符合有关标准或交货验收技术条件的铸件;
3.2返修品指外观质量和内在质量不完全符合标准和验收条件,但允许返修,返修后能达到标准和铸件交货验收技术条件要求的铸件;
3.3废品指外观质量和内在质量都不合格,不允许返修或返修后仍达不到标准和铸造交货验收技术条件要求的铸件。废品又分为内废和外废两种。内废指在铸造厂内或铸造车间内发现的废品铸件;外废指铸件在交付后发现的废品,其所造成的经济损失远比内废大。 影响铸件凝固方式的因素
铸件的凝固方法有很多种。铸件在凝固的过程中,其断面上一般分为三个区:1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式。第一,中间凝固:大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。第二,逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心。第三,糊状凝固:合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化。相关专家表示,影响铸件凝固方式的因素总结:第一,铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小,凝固区愈宽。(内外温差大,冷却快,凝固区窄)。第二,合金的结晶温度范围。范围小:凝固区窄,愈倾向于逐层凝固。如:砂型铸造,低碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固。
铸造缺陷修补剂是双组分、胶泥状、室温固化高分子树脂胶,以金属及合金为强化填充剂的聚合金属复合型冷焊修补材料。与金属具有较高的结合强度,并基本可保存颜色一致,具有耐磨抗蚀与耐老化的特性。固化后的材料具有较高的强度,无收缩,可进行各类机械加工。具有抗磨损、耐油、防水、耐各种化学腐蚀等优异性能,同时可耐高温120℃。
用途
铸造缺陷修补剂是由多种合金材料和改性增韧耐热树脂进行复合得到的高性能聚合金属材料,适用于各种金属铸件的修补及缺陷大于2mm的各种铸件气孔、砂眼、麻坑、裂纹、磨损、腐蚀的修复与粘接。通用于对颜色要求不太严格的各种铸造缺陷的修复,具有较高的强度,并可与基材一起进行各类机械加工。 铸件本身的属性直接影响加工的品质,其中硬度值是决定铸件加工的一项重要指标。
1.布氏硬度:主要用来测定铸件、锻件、有色金属制件、热轧坯料及退火件的硬度,测定范围≯HB450。
2.洛氏硬度:HRA主要用于高硬度试件,测定硬度高于HRC67以上的材料和表面硬度,如硬质合金、氮化钢等,测定范围HRA>70。HRC主要用于钢制件(如碳钢、工具钢、合金钢等)淬火或回火后的硬度测定,测定范围HRC20~67。
3.维氏硬度:用来测定薄件和钢板制件的硬度,也可用来测定渗碳、氰化、氮化等表面硬化制件的硬度。
6. 煤粉细度R200是什么意思
R200是可煤粉通过孔径为200微米的筛子。
煤粉细度一般指的是试验时留在筛子上的煤粉占试验煤粉的比例,筛子孔径不变的话,留在上面的越多,细度越大,煤粉越粗。对于煤粉细度的测定,系称取一定质量的煤粉置于规定的标准试验筛中,在振筛机上筛分完全,根据筛上物残留煤粉量计算出煤粉细度。
通常说提高煤粉细度是使煤粉变细,这样会使煤粉更容易着火、燃烧完全、飞灰含碳量降低、减少二次燃烧的可能性;同时炉膛火焰中心相对降低、炉效相对升高。
但是提高煤粉细度,制粉系统的电耗增加,磨煤机内磨煤部件磨损增大(特别是钢球磨),增加维护量。所以对电厂而言,调试单位会根据设计煤种的可磨系数给出磨煤机正常运行中煤量和电流的参考值。
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(6)湿型铸造用煤粉怎么检验焦渣性扩展阅读
理化指标
挥发份:
煤粉在限定条件下隔绝空气加热后,挥发性有机物质的产率称为挥发份,主要是由水份、碳氢的氧化物和碳氢化合物组成,但是煤粉中的物理吸附水和二氧化碳不属挥发份之列。
煤粉挥发份的高低是衡量煤粉质量好坏的主要指标之一,质量好的煤粉,挥发份含量较高,浇注铸件时,在型腔内易形成还原性气体,析出大量光亮碳,可以得到表面光洁的铸件,但挥发份并非越高越好,挥发份含量超过40%,
易导致型砂发气量增大,铸件易产生气孔,浇不足等缺陷,挥发份含量一般应控制在32-38%。煤粉在规定条件下完全燃烧后的残留物,是煤矿物质在一定条件下经一系列分解,化合等复杂反应而形成的,是煤矿中矿物质的衍生物。
灰分:
含量的高低,直接反映出煤粉中残留矸石含量的多少,如果煤粉灰分含量超过15%,导致煤粉补加量增大,长期使用,就会影响型砂的各项性能指标,一般应控制在10%以下或更低。
水份:
包括化合水和游离水,游离水在常压下105度-110度的温度下,经过短时间干燥即可全部蒸发,而化合水通常在200度-500度才能析出,因此在测定煤粉水份时,我们只是测定出游离水煤粉中的水份也是煤的杂质,在高炉喷吹煤粉中对水份要求比较严格,
而在铸造行业中煤粉中带入的水份比例远远不及混砂时加入的水份,因此一般控制不太严格,应控制在6%以下,企业在选用煤粉时,不应该把水份指标作为衡量煤粉好坏的质量指标。
硫份:
通常分为有机硫和无机硫两大类,煤粉中的硫主要以硫酸盐硫,硫化铁硫和有机硫三种形态存在。硫在煤粉中是一种极为有害的物质,控制的越低越好,
硫份超过1.5%的煤粉,浇注时易生产大量的SO2和SO3物质,危害人体健康,显著阻碍铸件石墨化,易使铸件形成白口倾向,因此一般应控制在1.0%以下或更低。
焦渣特征:
测定挥发份后坩埚中的残留物,焦渣特征共分为8级,它反映煤粉在加热干榴过程中软化,熔融形成胶质体,胶质体的体积膨胀可部分堵塞砂型表面砂粒间的空隙,使铁液不易渗入。
但是,高结渣的煤粉容易以焦炭形势与死粘土一起烧结在砂粒表面,形成多孔性薄壳,影响型砂其他性能。因此实际生产中各单位应根据自己的实际情况和使用效果,手工造型应控制在4-5级,高压造型应控制在2-3级。
光亮碳:
煤粉在受热时产生的碳氢挥发物在400度以上的高温下裂解而在金属和煤粉截面上析出一层带有光泽的碳称为光亮碳,其结构与石墨相似。近年许多铸造专家深入队煤粉的研究,以及对煤粉重视,
对光亮碳这个引起了高度重视。光亮碳的析出量与材料与材料本身的挥发份有关,煤粉的光亮碳析出量一般应控制在8-13%,一般企业光亮碳含量控制在4-5%左右,就可获得满意的铸件。
7. 铸造煤粉的使用对铸件有什么好处呢
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铸造用湿型砂中加入煤粉,可以防止铸铁件表面产生粘砂缺陷,改善铸铁件的表面光洁度,减轻抛丸清理工作量,并能减少铸件脉纹、夹砂缺陷。对于湿型铸造球墨铸铁件,型砂中加入煤粉还有利于防止产生皮下气孔
煤粉防止铸铁件粘砂的机理。
1、在铁水的高温作用下铸型表层的煤粉产生大量还原性气体,防止铁水被氧化,并使铁水表面的氧化铁还原,减少金属氧化物和型砂进行化学反应的可能性。型腔中还原性气体主要来自煤粉热解生成的挥发分,也包括碳与水在高温下的水煤气反应生成的氢气。
2、煤粉受热后开始软化,具有可塑性。如果由开始软化至固化之间温度范围比较宽和时间比较长,则可缓冲石英颗粒在该温度区间受热而形成的膨胀应力,从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件缺陷。
3、煤粉受热后产生气、液、固三相的胶质体,胶质体的体积膨胀部分地堵塞砂粒间的孔隙,使铁水不易渗入。
4、煤粉在受热时产生的碳氢化物(主要为芳烃类)的挥发分在650℃―1000℃高温下,于还原性气氛中发生气相热解而在金属液和铸型的界面上析出一层带有光泽的微细结晶碳,称为光亮碳。这层光亮碳使砂型不受铁水浸润和难以向砂粒孔隙中渗透,从而得到表面光洁的铸件③。
防粘砂机理1要求铸造用煤粉应具有较高的挥发分,机理2和机理3要求铸造用煤粉应具有适宜的焦渣特征,机理4要求铸造用煤粉应具有较高的光亮碳。根据煤的特性,有较高挥发分和适宜的焦渣特征的烟煤是焦煤和肥煤。