㈠ 消失模鑄造的缺陷
皺皮缺陷是由於聚苯乙烯泡沫塑料遇高溫金屬熱解形成大量的碳來不及排出型腔外而保存在磨球上,常出現在金屬液最後流到或液流的冷端,一般在磨球的上面。解決途徑:
1)發泡磨球模樣時選擇適宜的材料。低密度的鑄造專用泡沫塑料EPS氣化快、殘留物少。
2)提高澆注溫度和澆注速度。將磨球澆注溫度提高50%-80%,可加快氣化。提高澆注速度可減少熱損失。
3)提高真空度。有利於排煙、排氣,改善氣化條件,使殘留物、氣化產物迅速逸出。
4)提高鑄型透氣性。選用粗砂和透氣性好的塗料。 炭黑直接原因是由於球墨鑄鐵磨球中的含碳量高造成的,一般磨球的C%=3.3%~3.8%。就會有該缺陷。解決途徑:
在澆注和造型條件相同的情況下,工藝上應採用潤濕性、透氣性良好的塗料,澆注時加大抽氣量並使用可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒EPMMA材料,嚴格控制模樣粘結劑的用量,可有效防止炭黑的形成。 夾雜和夾渣缺陷的造成是因為:
1)球墨鑄鐵內殘余鎂量偏高,它提高了球墨鑄鐵鐵液表面氧化膜的生成溫度,在較高的溫度下就形成了氧化膜,澆注過程中鐵液受到二次氧化而形成夾渣。
2)原鐵液含硫高,生成的硫化物(MgS、Ce3S4、CeS)多,促使夾雜形成。
3)澆注溫度低,不利於夾渣的上浮、清除。
解決途徑:
1.保證澆注溫度>1300℃,有利於夾雜物聚集上浮,便於清除。
2.在保證球化的前提下,盡量降低殘余鎂量,降低原鐵液硫含量。
3.採用稀土鎂合金作球化劑,利用稀土降低鐵液氧化膜的結膜溫度。
4.澆注時在澆道中加過濾網集渣包。 ①消失模裂解時的發氣過程,其氣體進入鑄件而產生氣孔。充型過程中,產生紊流,或頂注、側注情況下,部分模樣被金屬液體包圍後進行裂解,產生的氣體不能從金屬中排出,就會產生氣孔,此種氣孔大而多且伴有炭黑。
防治措施:改進工藝,使澆注充型過程中逐層置換,不出現紊流,提高澆注溫度;提高塗層和砂型透氣性。
②模樣、塗料層乾燥不良引起氣孔。模樣含有水分、塗料乾燥不良或發泡劑含量過高,澆注時回產生大量氣體極易產生反噴,此種情況下最易產生氣孔;若塗層烘乾不夠,水分含量偏多,此時極易形成侵入性氣孔。
防治措施:模樣必須乾燥;塗層必須乾燥。
③模樣黏結劑過多引起氣孔,模樣組合粘結時採用的黏結劑發氣量過大,在液體金屬澆注充型時,局部產生大量氣體,可使金屬液在充型過程中翻滾,此時氣體又不能及時排出去,鑄件就要產生氣孔。
防治措施:選用低發氣量的模樣黏結劑;在保證粘牢前提下,粘結劑用量越少越好。
④澆注時捲入空氣形成氣孔,消失模鑄造澆注過程中,直澆道不能充滿,就會捲入空氣,這些捲入的空氣,若不能及時的排出,鑄件就會產生氣孔。
防治措施:採用封閉式澆注系統,澆注時,保持交口杯內有一定的金屬液,以保證直澆道處於充滿狀態。 鑄件粘砂缺陷的產生有兩個方面的原因:
a.塗料塗層脫落或者開裂,金屬液趁此滲入型砂中,容易形成機械粘砂;當塗料選擇和金屬液不匹配,而干砂中又存在細小沙粒灰塵時,會形成化學粘砂。b.澆注時負壓度大小對金屬液流動能力的影響。負壓度越大,金屬液流動性越好,越容易形成粘砂。
解決途徑:
對於消失模鑄件粘砂缺陷而言,其一般可在不同情況下出現在鑄件的各個部分:在無負壓情況下,粘砂多出現在鑄件底部或者是側面,以及鑄件熱節區和型砂不易緊實區;在負壓澆鑄時,各面均可出現,尤其是鑄件轉角處和組串鑄件澆注時的過熱處。
㈡ 鑄造缺陷都有哪些種類類型
鑄造鑄鐵件常見的缺陷有:氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂、冷隔、澆不足、縮松、縮孔、缺肉,肉瘤等。
1、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。
球墨鑄鐵件皮下氣孔缺陷:
球墨鑄鐵件的生產過程中,在熱處理、拋丸清理後或機加工時常會發現一些直徑大約為0、5-3mm,形狀為球形、橢圓狀或針孔狀內壁光滑的孔洞,這些孔洞一般在鑄件表皮下2-3mm分布,這就是所謂的皮下氣孔。
皮下氣孔的形成是由於含鎂鐵液表面的張力大,容易形成氧化膜,這對阻礙析出氣體和入侵氣體的排出有一定影響,這些氣體滯留於皮下就會形成氣孔。另外,球墨鑄鐵糊狀凝固特點使氣體通道較早被堵塞,也會促進皮下氣孔缺陷的形成。
2、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。
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。
消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入,此種情況形成是由於金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力,金屬液滲入砂粒空隙而導致,如果在泡沫塑料模外表面塗掛一層緻密塗層,方可起到阻止金屬液滲入的作用,從而有效防止鑄件產生機械粘砂。化學粘砂的產生多由於型料耐火度不高、熔融溫度較低所致,當澆入高溫金屬液後很容易被金屬液所熔融,形成節瘤等缺陷,因此,在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗料,對於防止化學粘砂很有利。
3、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。
4、砂眼
在鑄件內部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
5、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、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。
7、孔眼類缺陷
就消失模鑄造中的孔眼類缺陷而言,其一般可以分為渣孔和砂孔,其中渣孔是液態金屬帶入熔渣及模樣裂解的固相產物不能排除,漂浮在鑄件表面,鑄件冷卻後形成的,因此在熔煉時除渣要徹底,嚴格擋渣操作,澆注系統設計要利於除渣,提升澆注溫度,選取除渣性好的澆包及設置過濾網擋渣;砂孔缺陷是澆注時干砂進入液態金屬,最後積聚到鑄件表面噴丸處理掉砂子後留下的孔眼,要防止砂孔缺陷產生要求模樣組合粘結要緊密,直澆道密封要好,避免模樣在砂箱中粘結,澆冒口連接處和模樣轉角處要圓滑過渡。
8、塌箱缺陷
塌箱缺陷有時也被稱為塌型缺陷或者鑄型潰散,隨著消失模鑄造工藝應用的日趨成熟,有關塌箱缺陷的產生原因和防治辦法已經有了相對詳盡的研究結果,研究結果證實,塌箱缺陷的產生原因並非單方面的,下面就塌箱缺陷的產生原因做出以下總結:
a、在澆注過程中,消失模模樣分解產生的氣體量太多且急,鑄型排氣速度趕不上,加上真空泵吸氣不足,容易導致鑄型潰散、坍塌;
b、金屬液「閃流」是造成塌型缺陷產生的原因之一,所謂金屬液「閃流」就是在澆注中,部分已經流入填充消失模模樣位置的金屬液在受到外界作用的情況下改流到其他部位,使得原來置換出來的位置無金屬液或者金屬充填占據。該類問題多發生在頂注、鑄件存在大平面、一型多模樣這幾種情況;
c、如果金屬液的浮力過大,會使鑄型上部型砂容易變形,可能導致局部潰散;一般情況下,鑄型頂部吃砂量小,負壓度不夠,可能造成鑄件成型不良,甚至不能成型;
d、塗料的耐火度、高溫強度不夠,極容易產生消失模鑄件塌箱缺陷。消失模模樣在澆注過程中有緩沖金屬液充型和降溫的作用,同時可減弱金屬液沖刷鑄型。當金屬液置換消失模模樣而充型腔後,干砂主要就依靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型會發生潰散、坍塌,特別是大件內澆道上方極容易發生坍塌。
就消失模鑄件缺陷中塌箱缺陷而言,其一般多發生在澆注或者凝固環節,主要特徵是鑄型局部塌陷、潰型使鑄件不能成型或者局部多肉,要使消失模鑄件塌箱缺陷得到防治可以從以下幾個方面展開實施:
a、如果金屬液產生的浮力過大,會使得鑄型上部型砂容易變形從而產生局部潰散,要防止金屬液浮力大造成塌箱可以採取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法;
b、澆注過程中消失模模樣分解產生氣體量太多且急,鑄型排氣速度來不及會導致鑄型潰散,因此要選用低密度模料製作模樣,減少發氣量;
c、金屬液置換消失模模樣而充型腔後,干砂就靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型就會潰散,因此要盡量選擇強度高、耐火度高、透氣性好的塗料;
d、合理設計澆注系統,直澆道與內澆道面積要適宜;澆注工藝要合理,盡量降低澆注溫度、控制澆注速度、不可斷流;
e、為了避免金屬液「閃流」造成塌箱,企業可以採取對金屬液沖刷劇烈區用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。
㈢ 消失模鑄造的缺陷
1. 皺皮缺陷通常是由於聚苯乙烯泡沫塑料在高溫下熱解產生大量碳,這些碳無法及時排出模具外,而是被保留在磨球內部,導致磨球表面出現缺陷。這種缺陷通常出現在金屬液流動的最後部分或液流的冷端,常見於磨球頂部。
2. 解決皺皮缺陷的方法包括:選擇合適的材料製作模具;提高澆注溫度和速度;增加真空度以改善氣化條件;提高鑄型的透氣性,例如使用粗砂和透氣性好的塗料。
3. 炭黑缺陷的主要原因是球墨鑄鐵磨球中的碳含量過高。在相同的澆注和造型條件下,採用潤濕性好、透氣性強的塗料,增加抽氣量,並使用可發性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂珠粒(EPMMA)材料,嚴格控制粘結劑用量,可以有效防止炭黑的形成。
4. 夾雜和夾渣缺陷的形成原因包括:球墨鑄鐵中殘余鎂量過高,原鐵液含硫量高,以及澆注溫度過低。解決方法包括:確保澆注溫度超過1300℃,降低殘余鎂量和原鐵液硫含量,使用稀土鎂合金作為球化劑,以及在澆注時在澆道中加入過濾網和集渣包。
5. 氣孔缺陷可能由以下原因引起:消失模在裂解時產生的氣體進入鑄件;澆注過程中產生的紊流;模樣和塗料層乾燥不良;模樣粘結劑使用過多;澆注時捲入空氣。防止措施包括:改進工藝,提高澆注溫度,提高塗層和砂型的透氣性,確保模樣和塗料層的乾燥,選擇低發氣量的粘結劑,以及採用封閉式澆注系統。
6. 鑄件粘砂缺陷的形成原因包括:塗料層脫落或開裂,金屬液滲入型砂中;塗料與金屬液不匹配,干砂中存在細小沙粒或灰塵;澆注時負壓度過大。粘砂缺陷可能出現在無負壓情況下的鑄件底部、側面、熱節區和型砂不易緊實區,以及在負壓澆注時的鑄件各個面,尤其是轉角處和組串澆注時的過熱處。
㈣ 有時候壓鑄件會產生氣孔,這是什原因,如何處理
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金屬液在充填型腔時是在高速下在極短的時間(通常10~30ms)完成充型動作的,型腔內的氣體根本來不及排出去就被捲入合金液中並滯留在壓鑄件內,形成氣孔。
1、選擇適宜的模型材料
採用共聚泡沫作模型材料,由於共聚物是拉鏈式分解,一次性氣化程度高,液相比例小,小分子氣體很容易從塗層溢出。白模密度在強度和光潔度保證的前提下盡可能小一些,減少發氣總量,澆注系統採用空心直澆道並加設過濾器,對金屬液進行機械擋渣、吸附梳流,使充型更平穩。
2、澆注系統及保溫冒口的使用
內澆道的開設要有利於合金的順利平穩快速充型,不形成死角區,在鑄件的頂部設置大氣壓力保溫冒口,集渣補縮於一體,相關部位設置隨形隔砂冷鐵,實現鑄件的順序凝固,把金屬液內的氣體、渣質及氣化殘留物快浮到冒口部位,減少氣孔、渣孔、縮孔產生的機率。
3、提高塗料的透氣性
耐火骨料的粒度要適宜,採用復合懸浮劑粘結劑,配製的塗料具有高低溫強度好,耐磨損,易塗刷,不開裂,排氣能力大,透氣性好,燒結均勻,開箱易脫落剝離,不與金屬液潤濕及化學反應,一般鑄件塗刷2遍,塗層厚度2mm左右。
消失模塗料的質量管理十分關鍵。在大量生產時,定期檢渣塗料的透氣性,及時調整骨料的粒度。由於塗料的粘結劑、懸浮劑中含有機物質,夏秋季節特別應該注意塗料的發酵酶變,合格的鑄件離不開最佳的塗料,控制塗料的質量不可輕心。
4、澆注溫度要適宜
由於消失模的充型過程中要放熱氣化泡沫,鋼鐵的澆注溫度較砂型鑄造高30-50℃。金屬液與泡沫的熱作用受澆注溫度的制約,澆注溫度適宜熱解充分,模樣的熱解產物主要呈小分子氣態,在負壓場的作用下容易排出型腔,當澆注溫度低時,模樣的熱解不充分,液相殘留物會堵塞塗料層,熱解氣體排出受阻,型腔內形成反壓力,充型流動性由此下降,再加上凝固速度快,液體附近的氣渣來不及浮集到冒口內,生成氣孔的機率增大。當然澆注溫度要與冶煉的材料相匹配,以避免因溫度高或底而產生的其他鑄造缺陷。
5、鋼液的最終脫氧和包內鎮靜
消失模鑄造也要遵循高溫出爐低溫快澆的原則。高溫出爐是為包內鎮靜留下適宜的時間,鋼水最終脫氧除渣是減少三孔缺陷的先決條件,出爐前取樣觀察鋼水的收縮狀況,如果試樣不收縮不允許出爐,爐襯、包襯、爐台要保持清潔衛生。
6、合理的澆注位置
鑄件的最佳澆注位置是充型時獲得良好的氣化條件及排氣條件,便於氣化除渣,選擇立澆或斜澆,也即遵循側表面積最大化的原則,澆注系統應具備擋渣集氣及補縮功能。
7、合理的澆注工藝和負壓度
消失模的澆注工藝是以充滿澆杯封閉直澆口為原則,如果澆注穩定中間的速度忽快忽慢,會使充型造成劇烈的紊亂並在型腔內劇烈沸騰,將來不及氣化的泡沫包挾在合金液體內形成氣孔,特別不允許暴露直澆道使渣、氣侵入,理想的澆注速度是金屬液的充型速度等於或略小於模型的氣化速度。
㈤ 消失模鑄造工藝孔的作用
降低負壓對軸承座內部結構影響。消失模鑄造(又稱實型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇,消失模鑄造工藝孔的作用是降低負壓對軸承座內部結構影響,刷塗耐火塗料並烘乾後,埋在干石英砂中振動造型,在負壓下澆注,使模型氣化,液體金屬占據模型位置,凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。