1. 砂型鑄造中,怎麼解決砂眼的問題
您鑄造的是甚麼產品?如果是灰鐵250解決方法是:根據產品重量設計澆道尺寸,充型速度,操作工必須嚴格按照操作規程操作,還與沙箱大小、型砂的強度有直接關系
2. 砂型鑄造怎麼預防砂和鑄件粘到一起
⑴預防機械粘砂可採用如下措施
①避免較高的金屬液靜壓力頭。上式亦說明。如該壓力超過砂粒間隙之間毛細現象形成的抵抗壓力。
③砂型應緊實良好,也可能是數毫米的厚層,必要時輔以震動、耐火度有很大差異,致使內腔阻塞,多數會產生機械粘砂、煤粉或代用品加人不足,芯盒通氣孔(塞)不得堵塞。盡量為型和芯開好出氣孔,混砂中加入1%一2%的煤粉也有助於防止粘砂,即砂粒粒度越粗,鑄件不得不報廢,多扎氣眼。
②化學粘砂,你要從產生原因採取相對應的工藝措施加於解決,除非上塗料。
(2)預防化學粘砂可採用如下措施,即P=σ×cosθ/,必須採用塗料,直到滲透金屬液前沿凝固。混砂中硅酸鈉和舊砂不應過多、石英砂不純;避免澆包處於高位直接澆到直澆道內。機器造型不可超載:r越大,每個生產周期應淘汰一些舊砂並加人一些新材料,厚壁鑄件生產取上限。
③水玻璃砂由於混合物燒結點低。這時就會形成機械粘砂,即便壓力減小,要保證緊實... 塗料很重要,再就是沙子的耐火度要高!
3. 關於砂型鑄造的問題
砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙,靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起,沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物,主要產物是氧化亞鐵FeO,其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵(即鐵橄欖石FeO•SiO2),化學反應如下:
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低,僅有1220℃,因此流動性很好,即使鑄件表面已有凝固殼,新生成的硅酸亞鐵仍呈液態,易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性,能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂,而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳,不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉,澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明,使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂,用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的,通常可用以下方法區分:
⑴顯微觀查:從粘砂層上敲取一小塊,用液體樹脂固定並磨製成試樣,用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂,可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線,不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致(見圖2)。如果是化學粘砂,則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連(見圖3)。
⑵電測:機械粘砂中連結物是金屬,具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔,用一個電極接觸鑄件,另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零,表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻,表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵,屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別:用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊,浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡,一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失,試管底部留下少數單個砂粒,說明是機械粘砂,鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為:
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂,則氣泡產生很少,酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明,濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克,壁厚大多不超過50mm,型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固,對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英(熔點1715℃)以外,還含有相當數量熔點較低的長石(熔點1170~1550℃)、雲母(熔點1150~1400℃)及其它礦物質,但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成,因而不致引起化學反應。生產經驗表明,濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂,而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件,而且所用硅砂含SiO2較高,鑄件對型砂的熱作用並不嚴重,不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素:
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低,則砂型表面的砂粒比較疏鬆,砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深,將使鑄件表面顯得粗糙;鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆,則取決於型砂流動性如何,因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外,也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂,使用進口靜壓造型機,一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當,砂箱的壓實比壓較低;而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50~60,邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢,另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高,以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔,而且往往採用面砂,砂粒可以細些,面砂透氣率40~60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目,透氣率大多在60~90的范圍內。高密度砂型比較密實,則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目,透氣率較多集中在100~140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗,例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目,長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上,甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料,否則鑄件表面變得粗糙,甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5%來糾正型砂變粗現象,使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高,機械粘砂就越嚴重。因此,高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高,流動性好,就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮,澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件,可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料,點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料,因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料,其強度不可太高,必須與砂型強度匹配,否則可能使塗層開裂翹皮,並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯,為了防止金屬液鑽入砂芯,可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處,塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏,涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件(如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等)時,必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時,常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液,晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙,又不被鐵液潤濕,鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體,其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤,使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量,以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%,主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響,可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間,高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙,而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處,可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色,但較為粗糙,可能有效煤粉量已夠,而型砂透氣性偏高,或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件,如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷,因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品,其真實的具體配方不詳,使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂(不可用舊砂,以免干擾試驗結果)和膨潤土、水,再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近,造型硬度相同,澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度,然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類:①增效煤粉(高效煤粉):在煤粉中加入20~40%高軟化點石油瀝青,使其光亮碳含量提高到12~20%,抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物:是優質膨潤土與優質煤粉的混合物,也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近,膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理,設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間,氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何,同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1%光亮碳形成物(即有效煤粉)的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物(煤粉)補加量在0.14~0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1,澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂,型砂中補加18kg ECOSIL煤粉,摺合混砂時煤粉補加量為0.18%,如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右,則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30%。根據鑄造手冊「造型材料」(第2版103~104頁)介紹,我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3~4%,最低者0.3~0.5%。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3~5%,最低者1~1.25%。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明,一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15~0.3%之間,個別厚大件為0.5%。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1,同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1,兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08~0.12%。由此可見,即使優質和增效煤粉價格稍高(不到普通煤粉的兩倍),但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降,還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降,韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔,而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上,經常看到澆注後,幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸,這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸,稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷,與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同,爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面,當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸,產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈,金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象:
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低,例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80%左右,原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時,鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉,燒結砂層容易脫落被清理掉,不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠,平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來,經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面,表明鐵液並未鑽入砂型中,不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低,因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑,能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。
4. 砂型鑄造問題
砂型鑄造一般都需要模具的。它的型當然是用砂子的,要不怎麼是砂型鑄造呢?
5. 砂型鑄造常見的缺陷
砂型鑄造鑄件缺陷有:冷隔、澆不足、氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂等。
1)冷隔和澆不足
液態金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動,將使鑄件產生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時,會使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時,鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學性能嚴重受損。
防止澆不足和冷隔:提高澆注溫度與澆注速度。
2)氣孔
氣體在金屬液結殼之前未及時逸出,在鑄件內生成的孔洞類缺陷。氣孔的內壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產生氣孔後,將會減小其有效承載面積,且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的緻密性,致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的最高處增設出氣冒口等。
3)粘砂
鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至會影響機器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞,泵或發動機等機器零件中若有粘砂,則將影響燃料油、氣體、潤滑油和冷卻水等流體的流動,並會玷污和磨損整個機器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在鑄型表面塗刷防粘砂塗料等。
4)夾砂
在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產生。
鑄件中產生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方,型腔上表面受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。
5)砂眼
在鑄件內部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
6)脹砂
澆注時在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動,鑄件局部脹大形成的缺陷。為了防止脹砂,應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力,並適當降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結殼,以降低金屬液對鑄型的壓力。
6. 砂型鑄造 怎麼提高鑄件表面質量
其實影響鑄造表面光潔度的原因有很多:
1.原材料,比如型砂的形狀,分為圓形方形和三角形,最差的是三角形,縫隙特別大(如果是樹脂砂造型,還會增加樹脂的加入量,當然也會同時增加發氣量,如果排氣不好就容易形成氣孔),最好的是圓形砂.如果是煤粉砂也分砂的配比(砂子的強度和濕度).如果是二氧化碳的硬化砂,那就主要是看塗料了
2.材質,如果鑄件的材質要求不符合,比如錳低,容易產生疏鬆,表面材質粗大
3.澆鑄系統,如果澆鑄系統不合理,也容易造成鑄件疏鬆,嚴重的會發生鑄件澆不到的情況,甚至做不成完整的鑄件.憋渣系統不合理會使渣質進入型腔產生渣眼
4.造渣,如果鐵水中的渣質沒有清理干凈或者澆鑄時沒有擋住渣質,始渣跑到型腔里,那必然會出現渣眼
5.人為,由於馬虎大意,合箱時砂子沒有清理干凈或者掉進砂子,造型是砂子沒有橦實,或是砂子配比不合理,砂子強度不夠,鑄件就會產生砂眼
6.硫磷超標,會使鑄件產生裂紋
在生產或指導生產時,這都是必須要注意的事項,才能保證鑄件的質量.我說的也只是其中很小的一部分,由於鑄造的生產千變萬化,深奧異常,在生產時遇到的問題也會經常出現,有時出現一個問題很久都找不到原因.所以經驗就非常重要了
7. 砂型鑄造 粘砂怎麼處理
粘砂主要是想辦法防止,一旦形成,處理起來非常麻煩,消耗大、效率低。處理手段一般為電焊刺、氣割吹、砂輪磨、風、電鏟鏟。
8. 砂型鑄造對鑄件結構設計有什麼要求
砂型造型鑄件設計,不僅要考慮工作功能和力學性能的要求,還必須考慮合金鑄造性能、鑄造工藝對鑄件結構的要求.鑄件結構設計是否合理,對鑄件質量、生產率和製造成本都有很大影響.鑄件的結構,假如不能滿意合金鑄造性能的要求,將可能產生澆不到、冷隔、縮孔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷.
流動性好的合金,充型能力強,鑄造時就不易產生澆不到、冷隔等缺陷,而且能鑄出鑄件的最小壁厚也小.不同的合金,在一定的鑄造條件下能鑄出的最小壁厚也不同.設計鑄件的壁厚時,一定要大寸:該合金的「最小答應壁厚」,以保證鑄件質量.鑄件的「最小允許壁厚「主要取決於合金種類、鑄造方法和鑄件的大小等.表5—1為鑄件最小允許壁厚值.但是,鑄件壁也不宜太厚.厚壁鑄件晶粒粗大,組織疏鬆,易產生縮孔和縮松,力學性能下降.鑄件艱載能力並不是隨截面積增大成比例地增加.設計過厚的鑄件壁,將會造成金屬浪費.為了提高鑄件承載能力而不增加壁厚,鑄件的結構設計應選用合理的截面形狀.
此外,鑄件內部的筋或壁,散熱條件比外壁差,冷卻速度慢.為防止內壁的晶粒變粗和產生內應力,一般內壁的厚度應小於外壁.表5—2為鑄鐵件外壁、內壁和加強筋的最大臨界壁厚.鑄件各部分壁厚若相差過大,厚壁處會產生金屬局部積聚形成熱節,凝固收縮時在熱節處易形成縮孔、縮松等缺陷.此外,各部分冷卻速度不同,易形成熱應力,致使鑄件薄壁與厚壁連接處產生裂紋.因此在設計鑄件時,應盡可能使壁厚均勻,以防止上述缺陷產生.
檢查鑄件壁厚是否均勻時,應將鑄件的加工餘量考慮在內.如果零件圖上各處壁厚是均勻的,加上加工餘量後,加工面上的鑄造厚度將增加,鑄件熱節卻很大.
9. 怎樣解決砂型鑄造透氣不好
1:盡量減少型砂中粉塵含量;2:合理扎置排氣孔:3:合理設置排氣通道;4:在型砂中加入透氣性好的物質,5:保持澆注過程型腔為開放狀態