⑴ 砂型鑄造,型砂的緊實情況的有哪些優缺點特種鑄造包括哪幾種
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砂型鑄造的特點:
①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多,而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜,不需要修型。因而,鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀,在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。
②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高,很易與砂粒混勻,混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高,砂處理工作部分可簡化。
③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性,造型時型砂很易舂實,因而不需要龐大而復雜的造型機。
④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。
⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂,砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間,砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。
⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散;用過的舊砂不能直接回收使用,須經再生處理,而水玻璃砂的再生又比較困難。
⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少,而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
⑵ 鋁合金重力鑄造冒口處硬度偏低,為什麼該怎行解決》
是什麼材質,一般冒口處溫度高容易偏析,還有你的熱處理工藝參數,鋁液的變質細化以及材質成份都有關系,控制好鎂,銅,含量助於提高硬度,冒口處可能比較厚,可適當延長固溶時間,這不是什麼大問題我們做美國歐洲汽車廠的鋁鑄件要求很嚴也不會有問題,有問題可以再聯系。 ZL107合金銅含量高,可以將銅硅控制在上限,鈦的含量控制在0.15至0.2%,鍶控制在0.08到0.2之間太高鋁水容易氧化,固熔可加高10度,人工時效300度太高,可做試驗210度應該可以了試試看應該沒問題。
⑶ 為什麼一些鑄鋼件的表面或局部硬度很高
原因與鑄造過程有關,有時為改善鋼的抗機械粘砂性能會在型砂中添加一定的煤粉(主要是C),在澆注過程中可能形成活性的C原子而滲入鑄鋼件的表面,從而得到碳含量高的高碳鋼,那麼硬度就可能很高了..也可能是局部冷卻速度過快,得到的組織更細,其硬度也會很高的.
⑷ 砂型鑄造的特點
砂型鑄造的特點:
①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多,而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜,不需要修型。因而,鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀,在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。
②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高,很易與砂粒混勻,混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高,砂處理工作部分可簡化。
③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性,造型時型砂很易舂實,因而不需要龐大而復雜的造型機。
④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。
⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂,砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間,砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。
⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散;用過的舊砂不能直接回收使用,須經再生處理,而水玻璃砂的再生又比較困難。
⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少,而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
⑸ 什麼是鑄造型砂緊實度
就是型砂混合料造型時,被緊實的程度,可以用硬度間接的表示,B型硬度計,所測硬度值越高,說明緊實度越好
⑹ 鑄造硬點問題怎麼解決
沒聽說過鑄造硬點,可以咨詢下周邊的鑄造廠,看其他廠家是怎麼處理的、
⑺ 型砂對鑄造的重要性
砂型 製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度,在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞,一般要在鑄造中加入型砂粘結劑,將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土,也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂型 以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑,製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久,應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度,經舂實製成砂型後,即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
粘土濕砂型鑄造的優點是:①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後,絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞,對拔模和下芯都非常有利。缺點是:①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備,否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動,難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧,用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
20世紀初鑄造業開始採用輾輪式混砂機混砂,使粘土濕型砂的質量大為改善。新型大功率混砂機可使混砂工作達到高效率、高質量。以震實為主的震擊壓實式造型機的出現,又顯著提高了鑄型的緊實度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和表面質量要求的提高,又出現了以壓實為主的高壓造型機。用高壓造型機製造粘土濕砂型,不但可使鑄件尺寸精度提高,表面質量改善,而且使緊實鑄型的動作簡化、周期縮短,使造型、合型全工序實現高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機,利用粘土漿的觸變性,可由瞬時施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。這些進展是粘土濕砂型鑄造能適應現代工業要求的重要條件。因而這種傳統的工藝方法一直被用來生產大量優質鑄件。
粘土干砂型 製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後,型腔表面要塗以耐火塗料,再置於烘爐中烘乾,待其冷卻後即可合型和澆注。烘乾粘土砂型需很長時間,要耗用大量燃料,而且砂型在烘乾過程中易產生變形,使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學硬化砂得到廣泛採用後,干砂型已趨於淘汰。
化學硬化砂型 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質,常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後,粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型,但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物,先不加硬化劑。造型或制芯後,吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑,使其彌散於砂型或型芯中,導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯,有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後,將其加熱,這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應,生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑,從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外,主要用於制芯。
化學硬化砂型鑄造工藝的特點是:①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多,而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜,不需要修型。因而,鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀,在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高,很易與砂粒混勻,混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高,砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性,造型時型砂很易舂實,因而不需要龐大而復雜的造型機。④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂,砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間,砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散;用過的舊砂不能直接回收使用,須經再生處理,而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少,而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 為了保證鑄件的質量,砂型鑄造中所用的型芯一般為干態型芯。根據型芯所用的粘結劑不同,型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。
粘土砂芯 用粘土砂製造的簡單的型芯。
油砂芯 用乾性油或半乾性油作粘結劑的芯砂所製作的型芯,應用較廣。油類的粘度低,混好的芯砂流動性好,制芯時很易緊實。但剛製成的型芯強度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然後在200~300℃的烘爐內烘數小時,借空氣將油氧化而使其硬化。這種造芯方法的缺點是:型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形,導致鑄件尺寸精度降低;烘烤時間長,耗能多。
樹脂砂芯 用樹脂砂製造的各種型芯。型芯在芯盒內硬化後再將其取出,能保證型芯的形狀和尺寸的正確。根據硬化方法不同,樹脂砂芯的製造一般分為熱芯盒制芯和冷芯盒制芯兩種方法。①熱芯盒法制芯:50年代末期出現。通常以呋喃樹脂為芯砂粘結劑,其中還加入潛硬化劑(如氯化銨)。制芯時,使芯盒保持在200~300℃,芯砂射入芯盒中後,氯化銨在較高的溫度下與樹脂中的游離甲醛反應生成酸,從而使型芯很快硬化。建立脫模強度約需10~100秒鍾。用熱芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比較高,但工藝裝置復雜而昂貴,能耗多,排出有刺激性的氣體,工人的勞動條件也很差。②冷芯盒法制芯:60年代末出現。用尿烷樹脂作為芯砂粘結劑。用此法制芯時,芯盒不加熱,向其中吹入胺蒸汽幾秒鍾就可使型芯硬化。這種方法在能源、環境、生產效率等方面均優於熱芯盒法。70年代中期又出現吹二氧化硫硬化的呋喃樹脂冷芯盒法。其硬化機理完全不同於尿烷冷芯盒法,但工藝方面的特點,如硬化快、型芯強度高等,則與尿烷冷芯盒法大致相同。 砂型 製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度,在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞,一般要在鑄造中加入型砂粘結劑,將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土,也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂型 以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑,製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久,應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度,經舂實製成砂型後,即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
粘土濕砂型鑄造的優點是:①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後,絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞,對拔模和下芯都非常有利。缺點是:①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備,否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動,難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧,用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
20世紀初鑄造業開始採用輾輪式混砂機混砂,使粘土濕型砂的質量大為改善。新型大功率混砂機可使混砂工作達到高效率、高質量。以震實為主的震擊壓實式造型機的出現,又顯著提高了鑄型的緊實度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和表面質量要求的提高,又出現了以壓實為主的高壓造型機。用高壓造型機製造粘土濕砂型,不但可使鑄件尺寸精度提高,表面質量改善,而且使緊實鑄型的動作簡化、周期縮短,使造型、合型全工序實現高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機,利用粘土漿的觸變性,可由瞬時施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。這些進展是粘土濕砂型鑄造能適應現代工業要求的重要條件。因而這種傳統的工藝方法一直被用來生產大量優質鑄件。
粘土干砂型 製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後,型腔表面要塗以耐火塗料,再置於烘爐中烘乾,待其冷卻後即可合型和澆注。烘乾粘土砂型需很長時間,要耗用大量燃料,而且砂型在烘乾過程中易產生變形,使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學硬化砂得到廣泛採用後,干砂型已趨於淘汰。
化學硬化砂型 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質,常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後,粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型,但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物,先不加硬化劑。造型或制芯後,吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑,使其彌散於砂型或型芯中,導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯,有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後,將其加熱,這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應,生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑,從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外,主要用於制芯。
化學硬化砂型鑄造工藝的特點是:①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多,而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜,不需要修型。因而,鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀,在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高,很易與砂粒混勻,混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高,砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性,造型時型砂很易舂實,因而不需要龐大而復雜的造型機。④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂,砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間,砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散;用過的舊砂不能直接回收使用,須經再生處理,而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少,而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 為了保證鑄件的質量,砂型鑄造中所用的型芯一般為干態型芯。根據型芯所用的粘結劑不同,型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。
粘土砂芯 用粘土砂製造的簡單的型芯。
油砂芯 用乾性油或半乾性油作粘結劑的芯砂所製作的型芯,應用較廣。油類的粘度低,混好的芯砂流動性好,制芯時很易緊實。但剛製成的型芯強度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然後在200~300℃的烘爐內烘數小時,借空氣將油氧化而使其硬化。這種造芯方法的缺點是:型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形,導致鑄件尺寸精度降低;烘烤時間長,耗能多。
樹脂砂芯 用樹脂砂製造的各種型芯。型芯在芯盒內硬化後再將其取出,能保證型芯的形狀和尺寸的正確。根據硬化方法不同,樹脂砂芯的製造一般分為熱芯盒制芯和冷芯盒制芯兩種方法。①熱芯盒法制芯:50年代末期出現。通常以呋喃樹脂為芯砂粘結劑,其中還加入潛硬化劑(如氯化銨)。制芯時,使芯盒保持在200~300℃,芯砂射入芯盒中後,氯化銨在較高的溫度下與樹脂中的游離甲醛反應生成酸,從而使型芯很快硬化。建立脫模強度約需10~100秒鍾。用熱芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比較高,但工藝裝置復雜而昂貴,能耗多,排出有刺激性的氣體,工人的勞動條件也很差。②冷芯盒法制芯:60年代末出現。用尿烷樹脂作為芯砂粘結劑。用此法制芯時,芯盒不加熱,向其中吹入胺蒸汽幾秒鍾就可使型芯硬化。這種方法在能源、環境、生產效率等方面均優於熱芯盒法。70年代中期又出現吹二氧化硫硬化的呋喃樹脂冷芯盒法。其硬化機理完全不同於尿烷冷芯盒法,但工藝方面的特點,如硬化快、型芯強度高等,則與尿烷冷芯盒法大致相同。
⑻ 灰鐵鑄件高密度造型型砂的基本特點是什麼
1、鑄件結構方面的原因鑄件結構方面的原因鑄件結構方面的原因鑄件結構方面的原因 由於鑄件斷面過厚,造成補縮不良形成縮孔。鑄件壁厚不均勻,在壁厚部分熱節處產生縮孔或縮松。 由於鑄孔直徑太小形成鑄孔的砂芯被高溫金屬液加熱後,長期處於高溫狀態,降低了鑄孔表面金屬的凝固速度,同時,砂芯為氣體或大氣壓提供了信道,導致了孔壁產生縮孔和綉松。 鑄件的凹角圓角半徑太小,使尖角處型砂傳熱能力降低,凹角處凝固速度下降,同時由於尖角處型砂受熱作用強,發氣壓力大,析出的氣體可向未凝固的金屬液滲入,導致鑄件產生氣縮孔。 2、熔煉方面的原因熔煉方面的原因熔煉方面的原因熔煉方面的原因 液體金屬的含氣量太高,導致在鑄件冷卻過程中以氣泡形式析出,阻止鄰近的液體金屬向該處流動進行補縮,產生縮孔或縮松。 當灰鑄鐵碳當量太低時,將使鐵水凝固時共晶石墨析出量減少,降低了石墨化膨脹的作用,使凝固收縮增加,同時也降低鐵水的流動性。認而降低鐵水的自補縮能力,使鑄件容易產生縮孔或縮松。 當鐵水含磷量或含硫量偏高時,磷是擴大凝固溫度范圍的元素,同時形成大量的低熔點磷共晶,凝固時減少了補縮能力。硫是阻礙石墨化的元素,硫還能降低鐵水的流動性。同時,鐵水氧化嚴重,也降低液體金屬的流動性,使鑄件產生縮孔或縮松。 孕育鑄鐵或球墨鑄鐵在澆注前用硅鐵等孕育劑進行孕育處理時,如果孕育不良,將導致鐵水凝固時析出大量的滲碳體,從而使凝固收縮增加,產生縮孔或縮松。 3、工藝設計的原因工藝設計的原因工藝設計的原因工藝設計的原因 (1)澆注系統設計不合理 澆注系統設計與鑄件的凝固原則相矛盾時,可能會導致鑄件產生縮孔或縮松。主要表現為澆注位置不合適,不利於順序凝固,內澆口的位置及尺寸不正確。對於灰鑄鐵和球墨鑄鐵,如果將內澆口開在鑄件厚壁處,同時內澆口尺寸較厚,澆注後,內澆口則長時間處於液體狀態。在鐵水凝固發生石墨化膨脹的作用下,鐵水會經內澆口倒流回直澆道,從而使鑄件產生縮孔和縮松。 (2)冒口設計不合理 冒口位置、數量、尺寸及冒口頸尺寸未能促進鑄件順序凝固,都可能導致鑄件產生縮孔和縮松。如果在暗冒口頂部未放置出氣冒口,或冷鐵使用不當,也會導致鑄件產生縮孔和縮松。 (3)型砂、芯砂方面的原因 型砂(芯砂)的耐火度及高溫強度太低,熱變形量太大。當在金屬液的靜壓力或石墨化膨脹力的作用下,型壁或芯壁會產生移動。使鑄件實際需要的補縮量增加或在膨脹部位出現新的熱節,導致鑄件產生縮孔和縮松。這種現象對大中型鑄件是很敏感的。另外,如果型砂中水分含量太高,將使型壁表面的乾燥層厚度減少和水分凝聚區的水分增加,范圍擴大,從而使型壁的移動能力增加,導致縮孔及縮松的產生。 (4)澆注方面的原因 澆注溫度太高,使液態金屬的液態收縮量增加;太低時,又會降低冒口的補縮能力,特別是採用底注式澆注系統時更明顯,鑄件往往在下部產生縮孔和縮松。當冒口沒有澆滿或對大中型鑄件沒有用金屬液對明冒口進行補澆時,這將降低冒口的補縮能力,引起鑄件產生縮孔或縮松。 鑄件的縮孔和縮松的特徵鑄件的縮孔和縮松的特徵鑄件的縮孔和縮松的特徵鑄件的縮孔和縮松的特徵 鑄件形成後,在最後凝固部位,由於收縮出現的集中孔洞稱為縮孔,分散而細小的孔洞稱為縮松。縮孔和縮鬆通常發生在鑄件內部。 由於縮孔、縮松的存在,將減少鑄件的有效承載截面積,甚至造成應力集中而大大降低鑄件的物理和力學性能。由於鑄件的連續性被破壞,使鑄件的氣密性、抗蝕性等性能顯著降低;加工後鑄件表面的粗糙度提高。所以,縮孔和縮松是鑄件的主要缺陷之一,應予以防止。 金屬在凝固過程中,當液態收縮與凝固收縮之和大於固態收縮時,就有可能在鑄件內部留下孔洞。由於金屬性質和凝固條件的不同引起的縮孔、縮松類缺陷。
⑼ 對鑄造使用的型砂或芯砂性能有什麼要求
型砂應具有:強度、耐火性、透氣性、退讓性、成型性、可塑性。
芯砂因受金屬液的包圍因此芯砂的性能要求一般比型砂性能高。
再看看別人怎麼說的。
⑽ 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。