详情咨询热线（xiàn）：
15037927235
0379-69581002
夹砂是一种“膨胀缺陷”，有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结（jié）疤”三种形式，其特征是：铸铁表面有夹（jiá）着砂子的细小纹路．条（tiáo）状沟槽以及（jí）结疤状（zhuàng）凸（tū）起物高温铁水的冲刷和烘烤的热作用（yòng）使砂（shā）型发生水（shuǐ）分迁（qiān）移和体积膨胀，致（zhì）使表层翘起，挑起和（hé）开裂，这就是夹砂形成（chéng）的（de）机理。 1、制型砂的（de）质量 型砂的质量必须控制。在这方面（miàn）防止夹砂（shā）的对策有：选（xuǎn）用粒度分散、形状不规则（zé）的原砂，湿（shī）型（xíng）采（cǎi）用（yòng）钠质膨润（rùn）土或对（duì）钙质膨（péng）润土（tǔ）进行活化处理，适（shì）当增加膨润土（tǔ）的（de）用量和减少型（xíng）砂的含水量，加入适量的煤粉、重油、沥青粉、细木屑等（děng）“缓冲剂”、去除旧砂（shā）中的粉尘、保证型砂的混辗质量等。 2、选择（zé）合理的造型工（gōng）艺（yì） 造型工艺是否合理对铸件产生夹砂有很大影响。铸件（jiàn）的浇铸时间和浇铸（zhù）位置、铁水的上升速度（dù）、铸型的种类等（děng）必须（xū）选择适（shì）当。 （1）采用快速浇铸 砂型的表面总是要（yào）发（fā）生膨胀的， 因此防止（zhǐ）夹（jiá）砂的决（jué）定因（yīn）素（sù）是铁水（shuǐ）是（shì）否能迅速（sù）覆盖和触及砂型（xíng）的表面，并对砂（shā）型产生一定的压力。快速浇注能使（shǐ）铁水在（zài）铸（zhù）件产生夹砂的“临界（jiè）时问（wèn）”之（zhī）前充满铸型，不给（gěi）予砂型（xíng）产生（shēng）膨胀和形（xíng）成高水区的充分时间。有人用高速摄影机观察到（dào）：如果上砂型受烘烤（kǎo）后在局（jú）部发（fā）生垂下（xià）的瞬间（jiān），铁水能立刻触及（jí），则铁水有可能把垂下的砂（shā）块（kuài）托（tuō）回原处。由此可见， 快速浇铸能利用铁水的压力来对付砂型的膨胀。 浇铸速度的快慢主（zhǔ）要取决于浇口截面的大（dà）小。灰（huī）铸铁件浇口截（jié）面如用下面的简易计算公式（shì）计算，能（néng）实现快（kuài）速（sù）浇（jiāo）注。 平面较（jiào）大的铸件M取0.8~1.2；平面很大、薄壁（bì）的铸件（jiàn）取（qǔ）1.2~1.5；湿型件宜取中、上限。 生产实践征实，上述公（gōng）式是可靠的，如果铸件存在夹砂缺陷，必须检查（chá）该铸件所用的（de）浇（jiāo）口（kǒu）截面积是否（fǒu）在“快浇”的范围之中。对（duì）于大平面的（de）铸件宜用（yòng）尺寸较（jiào）大的浇口杯，多道薄片状的内浇口（kǒu）或是缝隙（xì）浇口．使（shǐ）铁水迅速、平稳、不间（jiān）断地盖住所浇到的平（píng）面，避免砂型局部（bù）过热。浇口比例常用（yòng）半封闭或（huò）开放式。 （2）提高（gāo）铁（tiě）水（shuǐ）的（de）上升速（sù）度（dù） 铁（tiě）水在砂型中应（yīng）有较高的上（shàng）升速度，以减低上砂型受烘烤的程（chéng）度铁水（shuǐ）的上升速（sù）度与浇注方（fāng）案有关。自（zì）下而上（shàng）充型（xíng）的倾斜浇铸（zhù）方法（一（yī）般倾斜3°--15°）。能（néng）避免分散的铁水流，利于砂型的排（pái）气（qì）、减少铁水对砂（shā）型的热幅（fú）射和提高（gāo）铁水（shuǐ）的（de）上升速度。而（ér）平傲立（lì）浇（jiāo）的工艺则更能显（xiǎn）著提高铁水的上（shàng）升（shēng）速度。 （3）选用恰当的浇铸（zhù）位置 铸件的浇铸位置必须（xū）有利于（yú）铁水平稳充型和（hé）型腔气体的排除（chú），否则，会导（dǎo）致（zhì）夹砂的（de）缺陷。 （4）采用适宜的铸型 根据铸件的（de）大（dà）小（xiǎo）选择适宜的铸型。湿型（xíng）一般适用（yòng）于小（xiǎo）件（jiàn）和平面不大、壁不厚的中（zhōng）件对于（yú）中、大（dà）的（de）板类和厚壁（bì）件宜采用（yòng）表干型和千型。一（yī）些大型平（píng）板可用（yòng）热膨胀小、导热性好和热（rè）容量高和石墨粉砂（shā）或耐火砖作下型（xíng），既能重复使用，又能（néng）有效地防（fáng）止夹砂。 （5）增加砂（shā）型的（de）排（pái）气 及（jí）时地（dì）排除型（xíng）腔（qiāng）的水（shuǐ）蒸汽（qì）及其它气体能（néng）有（yǒu）利于铁水的（de）快速充填和减（jiǎn）轻高温气流对砂表层的起拱作用，有益于降低水分凝聚区的水量和使其位置内移。因此在（zài）砂（shā）型上多放明出气冒口，分散排气（qì）是（shì）十分重要的。 3、确保砂（shā）型的制造质量 砂型的制（zhì）造质量涉及产生夹砂的“临界时间”。如何精细地造（zào）型，提高砂型的整体强度，是防止夹砂的关键（jiàn）。 （1）舂砂要紧实和均（jun1）匀 砂型应舂得紧（jǐn）实均匀，避免局部过紧和（hé）分层。湿（shī）型不要求过高的紧实度，而表（biǎo）干型和下型（xíng）应有足够的紧实度。大型铸铁件防止夹砂的（de）经验是：“人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无（wú）法插进砂（shā）型（xíng）”。由（yóu）此可见防止夹砂要注重砂型（xíng）的刚（gāng）性当然（rán）增加砂型紧实度会影响砂型排气，与之相应的重要手段是多扎（zhā）气眼， 并尽可能接近砂型表层造型时要注意砂箱的箱带和挂钩不能离型面太近，芯骨也不能距砂芯表面过近，因（yīn）为会（huì）引起舂砂不均舂砂（shā）时首层填砂不可过薄，特别是在模型表层木板较薄时（shí），木板的弹性会使砂型分层（céng）。刮板的造型（xíng）操作（zuò）要特别小心， 以墁刀（dāo）削砂（shā）成型为主，刮板刮砂时不能过分（fèn）用力， 以免使砂（shā）型分层。 （2）细心修型和上好涂料（liào） 修型时不能（néng）过度地修（xiū）磨砂型（xíng）， 这样易把水分（fèn）引到（dào）砂型表面，形成硬块且与本体分离。砂型（xíng）损坏之处要划毛（máo）后修补（bǔ），不宜刷（shuā）水（shuǐ）过多（duō）。浇口附近、凸台边缘、大平面及铁水断续（xù）流经的部位应插钉加固。插（chā）钉（dìng）呈梅花状，使砂型有一（yī）个整体（tǐ）的强度。涂料是（shì）砂型的保（bǎo）护层，要（yào）上（shàng）好。修型后宜让砂型阴干一段时间再上涂料，以利涂（tú）料的渗透。涂料刷两遍，上浓涂料，并用墁刀（dāo）压（yā）一（yī）遍，第（dì）二遗上较稀（xī）一点的涂料。 （3）控制烘干范（fàn）围（wéi） 砂型干燥（zào）不（bú）好也容易产（chǎn）生夹（jiá）砂。为此砂型应有正确的烘干范（fàn）围。干燥炉开始不能升温过快（kuài），否则会使砂型外层存（cún）在较大的温度差，以致开（kāi）裂（liè）。保（bǎo）温（wēn）要有充（chōng）裕（yù）的时间，以确保砂型（xíng）烘干透彻。配箱后应尽快浇注， 以免返（fǎn）潮（cháo）。 4、搞（gǎo）好浇铸（zhù）工艺和操（cāo）作 为了（le）防止夹砂缺陷，在浇（jiāo）铸工艺方面（miàn），应在保证不出现其（qí）它缺陷（xiàn）的（de）前提下，力求用较低（dī）的浇铸温度，在浇铸（zhù）操作上，应避（bì）免断流（liú）和尽量（liàng）用较快的（de）速（sù）度（dù）浇铸。
+查（chá）看（kàn）全文27 2020-04
对目前国内（nèi）精铸行业中广泛应（yīng）用（yòng）的4种制壳（ké）工艺的特点进行（háng）了分析对（duì）比（bǐ）。从（cóng）精（jīng）铸件质（zhì）量比较，水玻（bō）璃型壳较（jiào）差，复合（hé）型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之，硅溶胶一中温蜡型壳zui好。而（ér）从制壳成本比较，水（shuǐ）玻璃（lí）型壳zui低，硅溶胶一（yī）中温蜡型壳zui高。对这4种制（zhì）壳工（gōng）艺分（fèn）别提出了（le）改进措施。 目前国内（nèi）精（jīng）铸（zhù）件生产中广泛采用的制壳工艺有（yǒu）以下4种： A．水（shuǐ）玻璃型壳； B．复合型壳； C．硅溶胶型壳(低温蜡)； D．硅溶胶型（xíng）壳(中（zhōng）温蜡)。前3种（zhǒng）方（fāng）案均使用低温（wēn）蜡(模)。 我公司4种工艺兼有，以充分（fèn）满足市场对精（jīng）铸件质量、价位的不同需求、增加（jiā）市场竞争力和适（shì）应力（lì）。 1、水（shuǐ）玻璃型壳 这一（yī）工艺（yì）在国内已有（yǒu）近50年的生产历史，其厂点（diǎn）数至今仍占我国精铸厂家的（de）75%以上。经过精铸界同仁（rén）个半世纪的不（bú）懈努力，水玻璃型壳工艺的（de）应用和研究已达（dá）到了很高水（shuǐ）平（píng）。 多（duō）年来由于背层型壳耐火材料的改进和（hé）新型硬（yìng）化（huà）剂的推（tuī）广（guǎng）应用，水玻（bō）璃型壳强（qiáng）度（dù）有了成倍增长。铸件表面质量、尺寸精度（dù）及成品率有了很大提高，目前仍占（zhàn）很大的市场份额（é），并（bìng）替代国（guó）外砂（shā）铸件成批出口。 低廉的成本、zui短的生产周期、优（yōu）良（liáng）的脱壳性（xìng）能（néng）及高（gāo）透气性至今（jīn）仍是（shì）其他（tā）任何型壳工（gōng）艺所不及的（de）优点（diǎn）。但铸件的质量，包括表面粗糙度（dù）、缺陷（xiàn）数量、尺寸精度、成（chéng）品率、返修率等均比其（qí）他3种工艺要差 1.1存在的主（zhǔ）要问题 (1)水玻璃粘结剂固有的缺点是Na2O含量高（gāo），型壳高（gāo）温强度、抗蠕变能力远（yuǎn）不及硅溶剂型（xíng）壳(只有它的1/30-1/50)。加（jiā）之面层耐火料采用了价低质（zhì）次、粒（lì）度级（jí）配不良的石（shí）英砂(粉)，硬化剂至今（jīn）仍限于使用氯化氨，因而必然不能获得高质量的精铸件。 (2)型壳生产条件差，缺乏严格的（de）生产（chǎn）过程及参（cān）数的控制。由（yóu）于硬化剂的强腐蚀性，除尘设备（bèi）的简陋，很少车间有恒（héng）温、恒湿（shī）、除（chú）尘的生产（chǎn）环境。影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱（tuō）蜡等工序，极少按行业规定的（de）操作规（guī）范严格控（kòng）制。如定期检测涂料粘度、涂（tú）片重、硬化剂（jì）浓度（dù）、pH值等。型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控（kòng）制，故常在高、低温或梅（méi）雨季节发生（shēng）批（pī）量报废的质量事故（gù）。总之，大部分工厂停留在（zài）手工（gōng）作坊（fāng）阶段，靠技艺（yì）而（ér）不是（shì）靠科学（xué）的质量（liàng）管理进行生产。这是水（shuǐ）玻璃型壳数十年（nián）来铸件质量（liàng）不稳定、废品率、返（fǎn）修率高的重要原因（yīn）之一。 1.2改进方向 (1)采用高纯（chún）度的（de）硅微粉(脉石英)代替常用的低品（pǐn）位（wèi）的石英砂粉作面层耐火材料，并应用“双峰”型粒度级配的圆形（xíng）石英粉配制面（miàn）层涂（tú）料。不仅可提高面层型壳（ké）的热（rè）化学稳定性，而且可以获得高粉液比（bǐ）涂料。我厂用模数为3.4、密度（dù）为1.28g/cm3的水玻璃配料，粉液比可达到1.4。硅微粉的技（jì）术（shù）要（yào）求见。 经湿（shī）法球磨、单槽沉（chén）淀、磁选及离子（zǐ）高纯水处理，自然形成圆形，双（shuāng）峰（fēng）粒度级配，这种高（gāo）纯低（dī）杂质的粉粒，比人工级配（pèi）更理想。已在我（wǒ）公（gōng）司（sī）实际（jì）应用，效果良好。 (2)加（jiā）强（qiáng）制壳工序的现场（chǎng）质量管理，按行业标准操作。同时应将涂料、撒砂、硬（yìng）化场地与型壳干燥间隔离。后者控制（zhì）温（wēn）度、湿度（dù），前者加强（qiáng）除尘（chén）、防腐（fǔ），从而有（yǒu）利于型（xíng）壳（ké）质量的（de）稳定及（jí）改善操作（zuò）环境。 (3)采用（yòng）石（shí）英-硅溶胶（jiāo）型壳（ké）代替一、二层石英（yīng）-水玻璃型壳，彻底取（qǔ）消面层和（hé）过渡层的水玻璃及氯化氨（ān）硬化剂。计（jì）算表（biǎo）明铸件成本仅（jǐn）增加0.46元/kg，而制壳生（shēng）产周期与水（shuǐ）玻璃型壳基本相同。 2、复合型（xíng）壳 为克服上述水玻璃型（xíng）壳的缺点，目前（qián）不少工厂将（jiāng）一、二层改用锆英石及莫来石-硅（guī）溶胶型壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺（yì）。它（tā）是（shì）结合硅（guī）胶型（xíng）壳的优（yōu）良（liáng）的表（biǎo）面质量和水玻璃低（dī）成本（běn）、短（duǎn）周期的优点（diǎn）的一种改进方（fāng）案。与水玻璃型（xíng）壳相比（bǐ），其（qí）铸件表面质量有（yǒu）了很大提高，表面粗糙度（dù）降低（dī）、表（biǎo）面缺（quē）陷减少、返修率下降。可应用于不（bú）锈（xiù）钢、耐热钢等（děng）高合金钢。生产（chǎn）周期（qī）则比低温蜡（là）-硅溶（róng）胶型壳（ké）短（duǎn）得多，与水（shuǐ）玻（bō）璃型壳相近。 2.1存在的主要问题 (1)由于（yú）背（bèi）层保（bǎo）留了水玻璃（lí）粘结（jié）剂，故其型（xíng）壳整体高温强度、抗蠕变能力比硅（guī）溶胶型壳低。其型焙烧（shāo）温度（dù）只限于950℃以下。900℃以后型壳变形量增加了30%。而硅溶胶（jiāo）型壳（ké）焙烧温度可达1000-1200℃，在1000℃以前型壳（ké）不变形（xíng）。故（gù）复合型（xíng）壳浇注的铸件尺寸精度(包括形（xíng）位（wèi）公差)均比不上（shàng）硅溶胶（jiāo）型壳。往往在浇注大型（xíng）(10kg以上)铸件时要采取增加硅（guī）溶胶型壳层数的方法(一般至（zhì）少增（zēng）加2层)以求获得高的高温（wēn）强（qiáng）度及防止铸件变形。 (2)由于型壳前2层是影响型壳透气性的主因（yīn），由水玻（bō）璃（lí）型壳改（gǎi）为硅溶胶后（hòu），型壳（ké）的整体透（tòu）气性大幅降低，在焙烧温度较低、保温时间不（bú）够（gòu）长时，常会造成（chéng）铸件气孔及浇（jiāo）不足、冷隔等（děng）缺陷，故复（fù）合型（xíng）壳较难应用于薄壁(δ≤3mm)件、小件（jiàn）及特小件(小（xiǎo）于50g)。又因型壳高温强度（dù）不及硅（guī）溶胶型壳，更易（yì）造（zào）成上述废品。总之，复合型壳的透气（qì）性不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型（xíng）壳。 (3)复合型壳铸件质（zhì）量稳定性比水（shuǐ）玻璃好，但远（yuǎn）不如（rú）硅（guī）溶胶型壳。其背层仍保（bǎo）留水玻（bō）璃粘结剂，为降低成本仍（réng）采用价格（gé）较低、质量不稳定（dìng）的（de）耐火材料（liào），如粘土、颗粒粒砂等，且在制壳工艺控制方面与水玻璃型壳相（xiàng）同（tóng），导致铸（zhù）件（jiàn）质量稳（wěn）定性差。尤其是（shì）10kg以上的大（dà）件及1kg以（yǐ）下（xià）的小件，废品率及返修（xiū）率均比硅溶（róng）胶型壳高。 (4)复合型壳由（yóu）于采（cǎi）用价昂的锆英石（shí）作面层（céng），其型壳成本是水玻璃型壳的4.5倍，若背层采用莫（mò）来石砂粉，其型壳成本与硅溶胶型壳成本相差无（wú）几，每kg铸件成本仅相差1元。其（qí）成本低的优势并不明显。 (5)复合型（xíng）壳不能使用中温蜡料（liào）。中温蜡不能使（shǐ）用（yòng）热水（shuǐ）脱蜡。在高压釜中脱蜡时，由于高温、高压(170℃，0.7MPa)中（zhōng）温蜡液会与背层（céng）中的（de）水玻璃及残留硬化剂产生剧烈的皂化反应(白（bái）色泡沫状（zhuàng）皂化物（wù）)，不经回收处理（lǐ）无法回用。而（ér）硅溶胶（jiāo）型壳，则（zé）可以（yǐ）应用低（dī）、中温蜡，无此弊（bì）病。 综上所（suǒ）述，复合（hé）型壳是水玻璃（lí）型壳的改进，在铸（zhù）件表（biǎo）面质量、成品率（lǜ）及返修率方面比前者（zhě）优越，但与硅溶（róng）胶型壳（ké）仍有本质差别。除生（shēng）产周期较（jiào）短，制壳成本稍低之外其铸件质量及稳定性（xìng）不及硅溶胶型壳。 2.2改进方向 (1)采用石英代替锆英砂用于面层型壳（ké）耐火材（cái）料。铸件表面（miàn）质量不完全取（qǔ）决于面层型壳耐火材料（liào），而与粘结剂有密切（qiē）关系，也与蜡（là）料有关(蜡模表面（miàn）粗糙度、皂化物残留等)。复合型壳只能（néng）采（cǎi）用低温（wēn）蜡，大部分应用于表面粗（cū）糙度中等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精（jīng）度不甚高(CT4-CT6)的精铸件（jiàn），实践证明（míng）采用石英-硅溶胶面层代替锆英石-硅溶（róng）胶是完全可行的。 这（zhè）一措施使每t铸件型壳成本（běn）由原4150-4830元下降到1360元，与（yǔ）水玻璃型壳比仅增（zēng）加460元。 (2)加强制壳工序尤其是背（bèi）层制壳的质量管理及环境（jìng）改善(详（xiáng）见本文1，2节)。 (3)背层应当采用质量稳定（dìng）、高温性能优良（liáng）而成本相对低廉的耐火材料，同时要兼顾（gù）与面层型壳耐火（huǒ）材料膨胀率相匹（pǐ）配。推荐下列2种常用的背层材（cái）料。 ①耐火粘土（tǔ）-石英粉涂料(各50%)，撒颗粒（lì）砂(耐（nài）火砖废料（liào）破（pò）碎过筛而制成)，其优点（diǎn）是来源广、价格（gé）低，其型壳高温强度和抗蠕变能力均高于莫来石、铝矾土。价格（gé）仅为铝矾土的1/2-1/3。它（tā）适用于（yú）锆（gào）英石或（huò）石（shí）英石作面层的（de）复合型壳。 ②耐火粘土-颗粒（lì）粉涂料(体积比为3：7)，撒颗粒砂。此方案只适用于锆英（yīng）石复（fù）合型壳。有（yǒu）些工（gōng）厂复合型壳背层（céng）采用莫来石（shí）砂粉或铝矾土，其涂料（liào）性能较稳定，壳薄、易（yì）焙烧，但成本过（guò）高且其（qí）型壳高温性（xìng）能不及上2种型壳。铝矾土脱壳（ké）性能较差。至于废陶（táo）瓷器皿（mǐn）、硫璃瓦、地砖等破碎而成的（de）材（cái）料价（jià）格（gé）虽低，但未经高温烧成，成分复杂，型壳（ké）高温开裂倾向大，耐火度偏低。浇注（zhù）后(尤其（qí）是厚大件)脱壳困难，不宜采（cǎi）用。 3、硅溶胶（jiāo）（低（dī）温蜡）型壳 这（zhè）一工（gōng）艺符合国（guó）情，在铸造1kg以上，特（tè）别是5kg以上中（zhōng）大件铸件时（shí），具（jù）有（yǒu）更大的（de）适（shì）应性和优越性(与中温蜡相比)。 一般（bān）来（lái）说，中大铸件的质量要求，特别是表面粗糙度、尺寸精度以及形位公差的（de）要求不会太高（gāo），采用高熔点中温蜡并无必要。中温蜡需要高压（yā）(大于6-7MPa)或液态蜡压注蜡模（mó），设备投（tóu）资大（dà）。中温蜡厚大蜡（là）模易缩陷（xiàn）、变形（xíng）、成本高。低温蜡成（chéng）型容易（yì）、设备简单，而蜡模表面粗（cū）糙度相（xiàng）差不大。 这一工（gōng）艺比（bǐ）复（fù）合型壳质量稳定，尤其是铸（zhù）件尺寸精（jīng）度高，因它没有（yǒu）水玻璃存（cún）在，型（xíng）壳高温性能好，在1000-1200℃焙（bèi）烧后（hòu）型（xíng）壳（ké）透（tòu）气性高（gāo），抗蠕（rú）变能（néng）力强（qiáng），既可适用于薄壁件，复杂结构（gòu）的中小件，又（yòu）可生产重达50-100kg的特大件，如（rú）水泵、叶（yè）轮、导流壳、泵体、球阀（fá）体（tǐ）、阀板等。对于薄壁中（zhōng）小件或大件可以采用叉（chā）壳或（huò）抬壳（ké）在（zài）炉前（qián）直接浇（jiāo）注，更可获（huò）得（dé）高成品率（lǜ）。 3.1存（cún）在（zài）问题 (1)由于采用低温蜡（là），大部分型壳在（zài）水中脱蜡，难免（miǎn）有（yǒu）皂（zào）化物残（cán）留（liú）进入型壳中（zhōng）(尤其是（shì）复合型壳及水玻（bō）璃型壳（ké）同时脱蜡时)易产生铸（zhù）件表面夹杂，返修率稍（shāo）高，这是其（qí）缺点之一。 (2)制壳生产周期长是它的（de）zui大缺点（diǎn）和不足，尤其在生（shēng）产大件，有（yǒu）深（shēn）孔、深（shēn）槽件时，每（měi）层干（gàn）燥常要24-48h。以（yǐ）50kg双流道叶轮为例，常须10-15d 制壳时间（jiān），稍（shāo）有未干透之死角，在水脱蜡时会造（zào）成硅溶胶回溶（róng），型壳裂纹。 (3)硅溶胶型壳(低温蜡（là）)型壳成本（běn）较水玻（bō）璃（lí）型壳高5倍(每t铸件制壳成本为5000元（yuán）)，比复（fù）合型壳（ké）高17%。铸件成本相应较（jiào）高。 3.2改进方（fāng）向（xiàng） (1)为防（fáng）止（zhǐ）因低（dī）温蜡回收处（chù）理不彻底及用（yòng）水脱蜡时与复合型壳或水玻（bō）璃型壳共用同一热水（shuǐ）槽，易产生铸件皂化物（wù）夹杂（zá）缺陷应采取以下措（cuò）施。 ①采用蒸气脱蜡(蒸气压力（lì）0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水脱蜡，不（bú）仅可以防（fáng）止皂化物夹杂（zá）而且型壳不易产生裂纹，对铸（zhù）件的（de）质量稳定（dìng）更有（yǒu）保障。 ②若（ruò）采用热水脱蜡，应在（zài）水中加人体积分数为（wéi）1%-3%的工业盐酸，脱蜡（là）后再用含（hán）盐酸的热（rè）水冲洗每组型壳以减少皂化（huà）物残留。尽可能不要与水（shuǐ）玻璃型壳、复合型壳共用同一槽（cáo）水（shuǐ）脱（tuō）蜡，也可（kě）更换水液，单（dān）独集中（zhōng）脱蜡，以减少皂（zào）化物入壳。 ③回收蜡处理可用盐酸的体积分数（shù）为3%-5%的酸化水，沸腾及沉淀（diàn）时间（jiān）要足够（gòu）长。冬季硬化水温度低，水玻璃及复合型壳中Na2O的残留量高，蜡（là）料皂化也较严重，应多加（jiā）盐酸（suān）处理回收蜡，减（jiǎn）少皂化物。蜡料处（chù）理后，及（jí）时（shí）补（bǔ）加硬（yìng）脂酸也很重要。 (2)为（wéi）缩短制壳生产周期，可采用“快干硅（guī）溶胶”制壳，此工（gōng）艺（yì）已日渐成熟，其（qí）各层型（xíng）壳干燥时间可（kě）缩短1/2以上（shàng）。小件各层(除zui后层外)干燥仅须3h，制壳（ké）时（shí）间由原63h缩短为24h。中大件也较（jiào）一般（bān）硅溶胶（jiāo）缩（suō）短50%。而其市场价（jià）只提高20-30%，完全可由（yóu）场（chǎng）地、电耗（hào）的减少及生产（chǎn）率（lǜ）的提高来弥补。快干（gàn）硅溶（róng）胶的推广应用是硅（guī）溶（róng）胶制壳工艺的改革必由之路，将会逐步扩大应用。 (3)为（wéi）降低硅溶（róng）胶型（xíng）壳的成本（běn），zui有（yǒu）效的方法是采用石英石代替锆英（yīng）石作（zuò）面（miàn）层型壳耐火（huǒ）材料（liào）。目前（qián）锆（gào）英（yīng）石（shí）耐火材料（liào）占（zhàn）整（zhěng）个（gè）硅溶胶（jiāo）制壳成本的（de）60%，改用石英后（hòu）每t铸件制壳成本由5000元降为2210元，下降55.8%。中大件可采（cǎi）用（yòng）熔融石英砂(粉)取代（dài）锆英砂(粉)已逐（zhú）步在（zài）推广（guǎng）应（yīng）用（yòng）。 4、硅溶胶（中（zhōng）温蜡）型壳（ké） 这是国际上（shàng）通（tōng）用的精铸件生产工艺，它具有zui高的铸件质量、zui低的返修率，特别适合（hé）于表面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高(CT3-CT5级)的中小件、特小件(2-1000g)。但由于设备及成本***，较少应用（yòng）于中大件(5-100kg)。 4.1存在（zài）问题 (1)成本高，其（qí）型壳生（shēng）产成（chéng）本是水玻璃型（xíng）壳的8倍。比低温蜡-硅（guī）溶胶型（xíng）壳也高出25%。主（zhǔ）要原因是其制（zhì）壳、蜡模材料成本高，且设备耗电（diàn）也大得多，设备投资也大。 (2)生（shēng）产周期与低（dī）温蜡-硅溶胶型壳相同，比水玻璃及复合型壳（ké）长得多。 (3)生产5-50kg的中大件往往（wǎng）要采用中温液（yè）态蜡(65-70℃)及高（gāo）压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模易缩凹（āo），铸件尺寸精度并不太高，中（zhōng）大件对尺寸精（jīng）度、表面（miàn）粗（cū）糙度（dù）要求也没（méi）有（yǒu）小件那么高，故中（zhōng）大件较少采用（yòng）硅溶胶(中（zhōng）温蜡)型（xíng）壳。 4.2改进方向 (1)为降低成（chéng）本，保证质量，在解决了石英对中（zhōng）温蜡润湿性很差（chà）的难题后（hòu），采用石英石或（huò）熔融（róng）石英代替锆英石（shí）无（wú）疑（yí）是一方（fāng）向。熔融石英其热膨胀系（xì）数（shù）仅为5×10-7/℃，且其（qí）价格（gé）只有锆英石的1/6。在国外，熔融石英已逐步在扩大应用范（fàn）围。 (2)采用快干硅溶胶缩短制壳周期是国内外同行共（gòng）同努力的方向（xiàng）(见（jiàn）前（qián）述（shù）)。 (3)研制国产的中温（wēn）蜡或改进石蜡（là）一硬脂酸低温蜡（là）是我（wǒ）国精铸（zhù）界的（de）重要任务。如何解决国产中温（wēn）蜡或改进（jìn）型（xíng）的（de）低温蜡（là）回收处理（lǐ）的难题（tí），使（shǐ）其在生产（chǎn）中能长期保持蜡料（liào）性能不变化是能（néng）否推广应用的关键。 5、结束语 (1)各种型壳（ké）工艺有其（qí）不同的适用对象，选择的依据（jù）是：铸件的（de）质量要求、价位及交货期（qī）。综合考（kǎo）虑（lǜ），正确选用zui经济合理（lǐ）的制壳工艺方案（àn）是保证生产优（yōu）质、低成本铸件的基础。 (2)水玻璃型（xíng）壳虽有不少优点但粘结剂（jì）本身固有（yǒu）的缺点使铸（zhù）件质量难以提高，质量稳定性也差。今后将会逐步被复（fù）合型壳（ké），尤其是成本（běn）低的石英一硅（guī）溶胶复合壳所（suǒ）取代。 (3)硅（guī）溶胶是理想的粘结剂，其（qí）型（xíng）壳（ké）质（zhì）量高，铸（zhù）件质量稳定，返修（xiū）率（lǜ）低，是今后的发展方向。石英石、熔融石英耐火料在面层型壳中（zhōng）的应用，快干硅溶胶（jiāo）的推广，将其生产（chǎn）成本及制壳（ké）周期大大降低和缩（suō）短，克服了这2点不足，硅溶胶型壳(低（dī）温（wēn）蜡或（huò）中温（wēn）蜡（là）)将在我国精铸界得到广泛应用（yòng），毕竟（jìng）高的铸件质（zhì）量是zui重要的指标（biāo）。
+查看全文24 2020-04
1、铸件（jiàn）“桔皮”缺陷的（de）特征 铸（zhù）件“桔皮”是生产中反复出现（xiàn）的一种铸造缺陷，它对铸件质量的（de）影（yǐng）响较大，缺陷出（chū）现（xiàn）在（zài）铸件肥厚部位（wèi）、热节及内浇道附近以（yǐ）及（jí）受（shòu）热（rè）集中而冷却（què）又慢的部位。铸件表面有微凸的小圆斑，呈“眼圈”状（zhuàng），这些表面粗糙，看起来象“桔子（zǐ）皮”的斑点（diǎn），在多种铸件中反复出（chū）现，有时整批铸件均（jun1）有，其在每个铸件上的数量少（shǎo）则几个，多至整个（gè）平面（miàn）；小圆斑有（yǒu）的（de）较大，有的小至麻（má）点；有时是单个分散（sàn）的，有时也呈（chéng）密（mì）集的片状凸起物，高出（chū）铸（zhù）件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公司（sī）统计，废品中的15%是“桔（jú）皮”缺陷造（zào）成的（de），而且碳钢（gāng）件产生桔皮缺陷的（de）机会更多一些。 2、“桔皮”缺（quē）陷产生的原因分析 导致（zhì）“桔（jú）皮（pí）”产生（shēng）的根本的原因是涂料表面堆积（jī）、硬化不充（chōng）分。型壳在焙烧（shāo）后（hòu），其表面上（shàng）形成黄色或黄绿色玻璃体（tǐ），浇（jiāo）注后与钢液反应而形（xíng）成硅酸盐瘤粘附于铸件表面（miàn）。单纯（chún）地延长硬化时（shí）间，无助于zui终解（jiě）决“桔（jú）皮”问（wèn）题。通过实践，有以（yǐ）下几方面的（de）原（yuán）因。 2.1原材（cái）料（liào）方面的影响 众所周知，水玻（bō）璃涂料的粉液比低，粉料分布不均匀。水玻璃的模数愈（yù）高，密（mì）度（dù）愈（yù）大，则涂料的粉（fěn）液比愈低（dī），粉料的分布（bù）愈不均匀，也zui不易充分硬化。 (1)水玻璃的（de）影响 水玻璃的模数、密度以及（jí）杂质的多少（shǎo）对涂料的流动性影响极大。随着模数的增大，水玻璃中亚胶粒子比例增加，其（qí）粘度会随（suí）之增（zēng）加，涂料的流变性恶化，当模组涂挂时极易在表层造成（chéng）局部涂（tú）料堆积。 水玻璃（lí）参数（shù）不一致（zhì）对涂料性能的影响是很大的，这一点（diǎn）很容（róng）易被忽（hū）视。参数的不一（yī）致性表现在两（liǎng）个方面。 其一是模数的不一致性，刚进（jìn）厂的水玻璃只有经过长时间的静置（zhì）扩（kuò）散（sàn）(分散)后（hòu）才能使同一批（pī）模数趋于一致，达到稳（wěn）定的分散状态；这一过程所需时（shí）间（jiān）在一星期以上，如果急于使用（yòng）则不可能获得理想（xiǎng）的涂料流变（biàn）性能（néng）。 其二是溶液（yè）密（mì）度的不一致性（xìng），在配涂（tú）料前通常要对水玻（bō）璃溶液的密度（dù）进行调整（zhěng），应该特（tè）别注意（yì）加水搅拌后马上（shàng）测（cè）得的密度是不真实的，因为液体分散稳（wěn）定的过程尚未完（wán）成，与所希望的密度有一定的（de）误差，据（jù）此配制（zhì）的涂料，其（qí）粘（zhān）度和流（liú）动性都有误差。 (2)耐火粉料的影响 耐火粉（fěn）料颗粒（lì）的（de）分布和形状对涂料流变性的影响较大，双峰粉（fěn）涂料具有较好的流变性是大（dà）家公认的；但即便是粒度分布基（jī）本相同的双峰粉（fěn），当耐火粉料颗料形状分别为（wéi）多（duō）角（jiǎo）、尖（jiān）角（jiǎo）和片（piàn）状的粉配制涂料时，在（zài）粉液比和水（shuǐ）玻璃模数（shù）相同的条件（jiàn）下其流变性也会有很大的差异。 当（dāng）粉料（liào）形状越接近片状时，其比表面积也越大，颗粒间的摩擦力和作用力增大，涂料（liào）的（de）粘度将（jiāng）大于多角形（xíng）的粉料。 (3)水玻（bō）璃密度和粉液比的综（zōng）合（hé）影响 水玻璃密度和粉液比的（de）变化对表层涂料流变性的影响是非常直（zhí）观的，水（shuǐ）玻（bō）璃密度和粉液比过大时（shí）涂料粘度增加、流变性变（biàn）差（chà）、涂层变厚（hòu）会引（yǐn）起涂料（liào）在型壳表面局部堆积，型壳硬化（huà）不良zui终（zhōng）导致“桔（jú）皮”问（wèn）题。 2.2工艺方（fāng）面（miàn）的影响 (1)表面层（céng）风干不（bú）充（chōng）分。表面层风干是（shì）涂（tú）料的再均匀化过程（chéng），同时，也是水玻璃脱水固化过程，如风干时间过短，表面层涂料在熔模表面（miàn）分布不均匀，造成其（qí）后的硬化不充分（fèn），脱蜡后（hòu）将在型（xíng）壳（ké）内表面形成团状聚（jù）集物，局部形成钠盐杂（zá）质。 (2)过度滴控。过度滴控指表面层浸挂涂料时，单（dān）方（fāng）向流动（dòng）未能及时粘（zhān）砂，将导致涂料在熔模表面局部（bù）方（fāng）向上的堆积，造成其后的硬化不（bú）完全。 (3)型壳层间硬化不（bú）良。由于涂料层（céng）尤其（qí）是前两层中存在未硬化（huà）部（bù）分，未硬化的涂料（liào）在脱蜡和（hé）焙烧（shāo）后造（zào）成型壳内表（biǎo）面的钠（nà）盐聚集，与钢（gāng）水反应后生成“桔皮”缺陷。 2.3环境方面的（de）影响（xiǎng） 在寒（hán）冷的（de）冬（dōng）季，过低（dī）的（de）室温使涂料流（liú）动性变（biàn）差造成（chéng）涂（tú）料堆（duī）积，过（guò）厚堆积的（de）涂料又（yòu）不能完全硬化（huà）；此（cǐ）外硬化液的温度随（suí）室温的降（jiàng）低也会造成硬化过程的（de）缓（huǎn）慢和（hé）不完全。环境湿度的影响则主（zhǔ）要（yào）发（fā）生在雨季（jì），空气湿度的（de）增加（jiā）会影响风干过程，常因（yīn）为风干不足而出现“桔皮”问题。 3、避免“桔皮（pí）”缺（quē）陷的措（cuò）施 3.1原料选（xuǎn）用 (l)水玻璃在模数（shù）合（hé）适的情（qíng）况下，必须严格控制杂质含量；应根据环境的温度（dù）、湿度、铸件（jiàn）的结构（gòu）特点以（yǐ）及所（suǒ）配粉料的特点（diǎn）调整水玻璃密度。 (2)粉料在粒度符合使用要（yào）求的条件下（xià），其粒形至关重要，球形和多角形粉料是较理想（xiǎng）的，而片状（zhuàng）粉料不能使用。 3.2工艺对策 (1)水（shuǐ）玻（bō）璃密度的调整。密度的合适与否将（jiāng）直接影响铸件的表面质量，密度过大（dà）会（huì）导致涂料流（liú）动性差而造成分层和（hé）“桔皮”缺（quē）陷，密（mì）度过（guò）小又（yòu）会（huì）形成（chéng）铸（zhù）件表面的黄瓜刺；合适的密度通常（cháng）与环境温度、粉料的粒度、微观（guān）形状及（jí）铸（zhù）件的结构特（tè）点有（yǒu）关系。密度（dù）一般控制在1.27-1.29g/cm3之间，其调整（zhěng）原则是: ①环境温度高时增加密度，低时（shí）减小密度； ②粉料粗且片状比例小时增加密度，粉料细且片状比例大时减小密度； ③结构简单涂料易流动的铸件可适当增加（jiā）密（mì）度，反（fǎn）之减小（xiǎo）密（mì）度（dù）。 (2)粉液比（bǐ）的确定。粉液比也是影响铸件表面质量的重要（yào）因素之（zhī）一，比例过大则会因涂料（liào）的流动性（xìng）差导（dǎo）致涂挂（guà）不均匀而产（chǎn）生分层和涂料堆积；而太小则会产生铸件表面的黄（huáng）瓜刺。其配（pèi）比原则是在保（bǎo）证涂料流动性的前提（tí）下（xià）尽量提高粉液比。 (3)硬化液的浓（nóng）度、温度与硬化（huà）时间。一般情（qíng）况下，氯化氨质量（liàng）分数在（zài）25%以上的硬化剂才会有较好的硬化效（xiào）果；如果（guǒ）氯化铵含（hán）量低，靠延长时间是不能改善硬化（huà）效（xiào）果的。 (4)涂挂操作方式。实际生产中有相当（dāng）一部分“桔皮”问题是由于操作不（bú）当造成的，涂料的单（dān）方（fāng）向流动极（jí）易产生（shēng）堆积而（ér）造成硬化不充分，所以在蜡模浸挂涂（tú）料之后的滴（dī）控直到撒砂完毕的整个过程中，必须不断改变（biàn）模组的方（fāng）向（xiàng）。 (5)脱蜡工艺。在脱蜡热水中补充适当的硬化剂，由于（yú）硬（yìng）化（huà）剂的吸热作用和反（fǎn）应，会进一步使得表面层所滞留（liú）的反（fǎn）应产物NaCl溶于（yú）脱蜡水中而大部分去除，此时，型壳表（biǎo）面（miàn）形（xíng）成的是一层低钠硅胶层，有利于防止“桔（jú）皮”缺（quē）陷的产生。 (6)环境温度。环境温度偏低（dī）会导致涂料流动（dòng）性差，造（zào）成（chéng）涂挂不均（jun1）匀而形成桔皮及其（qí）他制壳（ké）缺陷，制（zhì）壳工序的环境温度应控制（zhì）在15℃以（yǐ）上（shàng）。
+查看（kàn）全（quán）文23 2020-04
气泡是铸件常见问题（tí）之（zhī）一，而且一旦铸件出现了气泡问题，也等（děng）于产品报（bào）废了（le）。那么（me）如（rú）何（hé）避免铸件（jiàn）产生（shēng）气泡？看看下面这7条。 【缺陷现象】 铸（zhù）件（jiàn）表皮（pí）下（xià），聚集气体（tǐ）鼓胀所形成的泡，有（yǒu）时会崩裂（liè），存在贯通和（hé）非贯通（tōng）两种。 别名：鼓泡、起泡【原因分析】 模具温度太高，开模过早。 填充速度太高，金属流卷入气体过多（duō）。 涂料发气量大，用量过多，浇注前未燃尽（jìn），使（shǐ）挥发气体被包在铸件表层，另（lìng）涂料（liào）含水（shuǐ）量（liàng）大。 型腔内气体（tǐ）没有（yǒu）排出（chū），排气不顺（shùn）。 合金熔炼温度过高。 铝（lǚ）合金液（yè）体除气不彻（chè）底，吸有较多气体，铸件凝固时析出留在铸件内 填充时产生紊流。 【对应措施】 1、测温枪测试模具表面温度，显示（shì）数值超过工艺规定范围。降（jiàng）低模具表面温度，增加保压时间； 2、铸件表（biǎo）面内浇口压入的金属流明显比其它（tā）部（bù）位亮很多。填（tián）充速度高产生（shēng）原因一方面是设备本（běn）身的压射速度高，另（lìng）一方面可（kě）能是内浇口太薄造成。降低（dī）压（yā）射速度，适当增加内浇口厚度（dù）；判断内浇口薄的方（fāng）法：是否（fǒu）有浇口易粘现象（xiàng），降低二快速度看远（yuǎn）端是否有严重压不实现象，不给压打（dǎ）件，看是否有多股铝液（yè）流（liú）； 3、喷（pēn）涂时察看雾的颜色是（shì）否呈（chéng）白（bái）色，合模前察看型（xíng）腔是否还有（yǒu）气体（tǐ）残留。更换涂料或增大涂料与水的配比； 4、在烫模（mó）阶（jiē）段，铸件表面有明显的漩涡和（hé）涂料堆（duī）积。判断及解决方法（fǎ）：调开档，人为（wéi）产生涨模，如果（guǒ）解决，需（xū）开排气道； 5、铸件表面内浇口压入的金（jīn）属流特别亮并伴有（yǒu）粘结。适（shì）当降低浇注温（wēn）度； 6、取样块测密度（dù），看是否符合要求。重新（xīn）进行（háng）除（chú）气处理或在保温炉内进（jìn）行再次精炼； 7、烫模阶段铸件表面明显有各（gè）流溶（róng）接不到一起的痕迹伴有涂料堆积。 判断及解决方法（fǎ）：涂（tú）黑油生产，看痕迹是否有堆积，分析堆积部位，解决方法（fǎ）： a、开设或加大相应部位的（de）集渣（zhā）包， b、调整内浇口流（liú）向、位置或填充方向。
+查看全（quán）文22 2020-04
1．冒口设计（jì）的基本原理 铸件（jiàn）冒口主要是在铸钢件上使用。铸铁件只用于（yú）个别的厚大件的灰铸铁件和球铁件上。金属液在液（yè）态降（jiàng）温和凝固（gù）过程中，体积要收缩（suō）。铸件（jiàn）的体收缩大约为线（xiàn）收缩的3倍（bèi）。因此，铸钢（gāng）的体（tǐ）收（shōu）缩通常按（àn）3---6%考虑，灰铸铁（tiě）按2---3%，不过由于灰铸铁和球墨铸铁凝固（gù）时的石墨化（huà）膨胀，可以（yǐ）抵消部分体（tǐ）积收（shōu）缩，所以如（rú）果壁厚均匀，铸型紧实度高（gāo），通常不需要设计冒口。铸件（jiàn）的体收缩如果得不到补充（chōng），就会在铸件上或者内部形成缩孔、缩陷或（huò）者缩松。严重（chóng）时常常造（zào）成铸件报废（fèi）。 冒（mào）口尺寸计算原则是，首先计算需要补（bǔ）缩的（de）金属液需要（yào）多少。通常把（bǎ）这（zhè）一部分（fèn）金（jīn）属液（yè）假设成球体，并求（qiú）出直径（设为d0）用（yòng）于冒口计算。冒口补缩铸件是有一（yī）定的范围------叫有效补缩距离（lí），设为L，对厚度为h的板状（zhuàng）零件通常L=3~5h 。对棒状零件（jiàn）L=（25~30）√h 式子中（zhōng），h------铸件厚度 2．冒（mào）口尺（chǐ）寸的基本计算方法 冒（mào）口计算的公式、图线、表格（gé）等有很多。介绍如下。 zui常用的方法是，冒口直径 D=d0+h 理由是假定冒（mào）口（kǒu）和铸件（jiàn）以（yǐ）相（xiàng）同的（de）速度凝固，凝固过程是从铸（zhù）件的两个表面（miàn）向内层进行，当铸件完全凝固终了，正好冒口凝固了同样的厚度，这时还剩下中间的（de）空心的缩孔，体积正好等于补缩球的体积，这部分金属液（yè）在凝固过程中正好补缩进了铸件。 当铸件存在热节时（shí），可以把h换成热节的直径T即可。 即D=do+T 。 另（lìng）外设计冒口，还有个重（chóng）要的部位，就是冒（mào）口颈，所谓冒（mào）口（kǒu）颈就（jiù）是（shì）冒口和铸件的连接通道，冒口里的金属液（yè）都是（shì）经（jīng）由冒口颈补缩（suō）到铸件里的（de）。所以（yǐ）对冒口颈的截面是有要（yào）求的（de），通常取冒口颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应（yīng）该考虑要高（gāo）于（yú）需（xū）要补缩部位的高度，否则就成了反补缩了（le），铸件补缩了冒口，这（zhè）是要避免的。 3．其它（tā）计算方法 常用的经验计（jì）算方法还（hái）有不计（jì）算需要（yào）估算补缩的金属液（yè），直（zhí）接将热（rè）节园的直（zhí）径乘个系数（shù）得出冒口直径。例如 简单（dān）铸件 D=（1.05~1.15）T 外（wài）形简单，热（rè）节比（bǐ）较集中。 复（fù）杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外形复（fù）杂，例（lì）如有许多筋条和（hé）铸件的其（qí）余部分连接。 中（zhōng）间类型（xíng） D=（1.15~1.40）T 介于（yú）以上两种之（zhī）间。 铸造生产的条件（jiàn）千（qiān）差万（wàn）别（bié），因素太多（duō），以（yǐ）至于所有的计算公式都是（shì）近似的有条件（jiàn）的。往往一（yī）个公式不一定适用（yòng）于所有（yǒu）的（de）场合。所（suǒ）以公式中往往有取（qǔ）值范围较大的系（xì）数供用户结合本单位的情况选择。
+查看全文21 2020-04
型砂的配制包括三（sān）个方面（miàn），即原材料的（de）准备、型砂的混制和（hé）将混制好的型砂（shā）调匀及松砂等工艺环节。铸造生产（chǎn）中所使用（yòng）的型砂，有的是由回（huí）用砂加适量的新砂、粘土和水经混合均（jun1）匀配制成的，有的（de）全部是由新的材料配制成的。为了确保新砂质量，所有的原材（cái）料都（dōu）须根（gēn）据技术要求经验收合格后才能使（shǐ）用。为此，在（zài）配砂（shā）前都（dōu）必须进行加工（gōng）准备。 （1） 新砂 新砂在（zài）采购（gòu）、运输过程中常（cháng）混有草根、煤屑及泥块等杂物，同时含有一定数（shù）量的分分。潮湿（shī）的原砂不易（yì）过筛，配砂时不便（biàn）于控（kòng）制型（xíng）砂的水分。因（yīn）此，除含水量低（dī）、用于（yú）手工造型的湿型砂可直（zhí）接配制外，新（xīn）砂在使用前必须进行烘干和过（guò）筛（shāi）。新（xīn）砂（shā）的（de）烘干（gàn）用立式或卧式烘干滚筒，也可采用气流烘（hōng）干的办法。常用的筛砂设备有手工筛、滚筒筛和振动筛等（děng）。 （2） 粘土 刚开采的粘（zhān）土往往含有（yǒu）较多的水（shuǐ）分（fèn）具多为（wéi）块状，因（yīn）此使用（yòng）前必（bì）须烘干、破碎并磨成粘（zhān）土粉，主要由专门的工（gōng）厂进行加工，包装（zhuāng）万（wàn）袋供应。有的工厂（chǎng）事先（xiān）将膨润土或（huò）粘土（tǔ）与煤粉按比例制成粘土—煤粉粉浆，使粘土（tǔ）充分（fèn）吸水膨胀（zhàng），混砂时与原砂一（yī）起加入（rù）到混（hún）砂机（jī）里混合均匀（yún）。这种做法可简化（huà）混砂（shā）操（cāo）作，便于运输，改善劳动条（tiáo）件，提（tí）高型砂质量。但必须严格（gé）控制粉浆的（de）含水量，否（fǒu）则会影（yǐng）响型砂性（xìng）能（néng）。 （3） 附加物 煤粉、硼配（pèi）、氟（fú）化物（wù）和硫（liú）黄等附加（jiā）物都必须（xū）粉碎、过筛后再使用。 （4） 旧砂 为了节（jiē）省造型材料，降低铸件成本，旧砂应（yīng）回用（yòng）。旧砂在型砂（shā）所（suǒ）占（zhàn）比例很大，它对型砂的成分及性能有着很大的影响。旧砂中常（cháng）混有各种杂物，如钉子、铁块（kuài）和砂团等（děng），在回用前必须进行处（chù）理，包括将砂块粉碎，用电磁分离器除去（qù）其中（zhōng）的铁（tiě）质杂（zá）物（wù）然（rán）后过（guò）筛，必要时（shí）进行冷却。 在机械（xiè）化程度高（gāo）的铸（zhù）造车间，型砂需求量大，周转速度很（hěn）快，往往旧砂的温（wēn）度还比较高，有的回用砂温度高达60摄氏度以上，如（rú）果采用这（zhè）种型砂造型，容（róng）易（yì）粘（zhān）附模样、芯盒及砂斗（dòu）。由于型（xíng）砂温度过高，会（huì）使水分蒸发（fā）太快，使型砂性能不稳定（dìng），同时影响铸件表面质量，影响造型劳动生产率。因此必须在铸件落砂、旧砂过筛、运输和（hé）混砂过程中加强通风冷却，降（jiàng）低型砂温度。 （5） 混砂 混砂的任务（wù）是将各（gè）种原（yuán）材（cái）料混合均匀，使粘结（jié）剂包覆在砂粒表面（miàn）上，混砂的质量（liàng）主要取决于混砂工（gōng）艺和混（hún）砂机的形（xíng）式。 一、混砂机（jī）的形（xíng）式。生产（chǎn）中常（cháng）用的混砂设备有辗轮式（shì）、摆轮式（shì）和叶片式混砂机。辗轮（lún）式混砂机除有搅（jiǎo）拌作用外，还有（yǒu）辗压搓揉作（zuò）用，型砂的质量（liàng）较好，但生（shēng）产（chǎn）效率（lǜ）较低，主要用来混制面（miàn）砂（shā）和单（dān）一砂（shā）。摆式混砂机的生产效（xiào）率（lǜ）比辗（niǎn）轮式高几倍，且（qiě）可边混（hún）砂边鼓（gǔ）风（fēng）冷却，并有一定的搓揉作用，但型砂质量不如辗（niǎn）轮式（shì）混砂好，主要用于机械化程度高、生产量（liàng）大的铸造（zào）车间混（hún）制单一砂及背砂（shā）。叶片式混砂机是一种连续作业式的设备，各种原是否无误混（hún）砂机的（de）一端进入（rù），混好的型砂从混（hún）砂机的另一端出来，生产效率高。叶片式（shì）混砂机有混合作用（yòng），但搓揉（róu）作用很差，主（zhǔ）要用于混制背（bèi）砂和粘土含量低的单（dān）一（yī）砂。 二（èr）、加料顺序（xù）与混砂（shā）时间。混制（zhì）粘土型（xíng）砂（shā）的加顺序一般（bān）是先加回用砂、原砂、粘土（tǔ）粉和附加物等（děng）干料（liào），干混均匀后再加水湿混（hún），均匀后即可（kě）使用。如果型砂中含（hán）有渣油液以及其他（tā）液态粘结剂，则应先加水将型砂混合均匀后再加（jiā）入（rù）油类（lèi）粘结剂。这种（zhǒng）先加干粉后加水的混砂加料顺序存在的缺点是，在（zài）混砂机的辗（niǎn）盘（pán）边缘遗留一（yī）些（xiē）粉料，这些粉料吸（xī）水后（hòu）粘（zhān）附在混砂机壁上，直到混（hún）辗后（hòu）期或卸砂（shā）时才脱落下来，使（shǐ）型砂里含（hán）有混合（hé）不均匀的粘土或煤粉团块，恶化了型砂性能。同（tóng）时（shí）干混时（shí）粉尘飞扬，劳（láo）动条件差。因此，有的（de）工厂采用先在回用砂里（lǐ）加水混合，然后加（jiā）粘（zhān）土及煤粉（fěn）混合均匀，zui后再加少量水分调节到所需要的含水量的混砂工艺。试（shì）验结果表明，后面这种加料顺序可缩短（duǎn）混砂（shā）时间，提（tí）高型（xíng）砂质量，改善劳（láo）动条件。 为了使（shǐ）各种原材料混合均（jun1）匀，混砂（shā）时（shí）间不能太短，否则（zé）影响型砂（shā）性能，但混砂时间也（yě）不（bú）宜过长（zhǎng）。否（fǒu）则将（jiāng）使型砂温度升高，水分过（guò）多挥发，型砂结成块状，性能（néng）变坏（huài）且生（shēng）产效率低。混砂时（shí）间（jiān）主要根（gēn）据（jù）混砂机（jī）的形式、粘土含量、对型砂性能（néng）要（yào）求等来决定。一般（bān）来说，粘土（tǔ）含量越多，对（duì）型砂（shā）质（zhì）量要求越高（gāo），混砂时间越长。采用辗轮式混砂机混制面（miàn）砂时，混砂时间一般为6—12分钟，北砂（shā）为3—6分（fèn）钟，单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀 型砂的调（diào）匀又称回性（xìng）、渗（shèn）匀，是（shì）指（zhǐ）将混好（hǎo）的型砂在不失去水分的条件下放置一段时间（jiān），使水分均匀渗透到型砂（shā）中，让粘（zhān）土充（chōng）分（fèn）吸（xī）水膨胀，以提高型砂的强度和透气性等性（xìng）能。调匀时（shí）间主要根据粘土种类（lèi）及加入量而定。型砂（shā）中粘土含（hán）量（liàng）越（yuè）多（duō），原砂的颗（kē）粒越细，调（diào）匀时间越长。调（diào）匀时间（jiān）应（yīng）适当，否（fǒu）则型砂性能难（nán）以（yǐ）满（mǎn）足（zú）要注。单一砂一般为2—3小（xiǎo）时，面砂为（wéi）4—5小时。机械化铸造（zào）厂（chǎng）间型砂调匀是（shì）在型砂调匀斗里（lǐ）进行，非机械（xiè）化的手工造（zào）型车间（jiān）是将混好（hǎo）的型（xíng）砂堆放在（zài）轩间地面上（shàng），并用湿（shī）麻（má）袋覆盖进行调匀（yún）。 型砂（shā）经（jīng）混辗和调匀后（hòu）会被（bèi）压（yā）实，有（yǒu）的被压成团块（kuài）。如果采用这种型（xíng）砂直（zhí）接造型，型砂的（de）坚实度（dù）不（bú）均匀，透气性等性能差。因此，调（diào）匀后的型砂（shā）必须经（jīng）松砂或过筛（shāi）才能使用。在机（jī）械化的铸造车间一般采用圆棒式或叶片式（shì）松砂机（jī）进（jìn）行松砂处理。在百机械化的手（shǒu）工（gōng）造型车间，常用移动式松砂（shā）机或用筛（shāi）孔为5—8毫米的筛子（zǐ）过筛（shāi）。
+查看（kàn）全（quán）文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸造（zào）领（lǐng）域已有相当长的历（lì）史，铸（zhù）件的（de）产量也相当大；但采用覆膜（mó）砂铸（zhù）造（zào）生产（chǎn）精（jīng）密铸钢（gāng）件时面临（lín）很多（duō）难题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如（rú）何解决这些问题有待于我们去进一步探讨。 一、对覆膜砂的（de）认识与了解（覆（fù）膜砂属于有机粘结（jié）剂型、芯砂） （1）覆膜砂的特（tè）点：具（jù）有适（shì）宜的强度性能；流动性好（hǎo），制出的砂型、砂芯轮廓清晰（xī），组织（zhī）致密，能够制造出复杂的砂芯；砂型（xíng）（芯）表面质（zhì）量好（hǎo），表（biǎo）面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺（chǐ）寸精度可达CT7～CT9级；溃散性好，铸件（jiàn）容易清（qīng）理（lǐ）。 （2）适用范围：覆膜砂（shā）既可制作（zuò）铸型又可制（zhì）作（zuò）砂芯（xīn），覆膜砂的型或芯既可互相（xiàng）配合使用又可（kě）与其它砂型（芯）配合使用；不仅可以用于金属型重力铸造（zào）或低压铸造（zào），也可以（yǐ）用（yòng）于铁（tiě）型覆砂铸造（zào），还可（kě）以（yǐ）用（yòng）于热法离心铸造（zào）；不仅可（kě）以用于铸（zhù）铁、非铁合金铸件的生（shēng）产，还可以用于铸钢（gāng）件的生产。 二、覆膜砂的制备 1．覆膜砂组（zǔ）成（chéng） 一（yī）般由（yóu）耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂及（jí）特殊（shū）添加剂组成（chéng）。 （1）耐火材料是构成覆膜砂的主体。对（duì）耐火材（cái）料的要（yào）求是（shì）：耐火（huǒ）度（dù）高、挥发（fā）物少、颗粒（lì）较圆（yuán）整、坚实（shí）等。一般选用天然（rán）擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸（zhù）铁及非铁合金（jīn）铸件要求（qiú）大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥（ní）量不（bú）大于0.3%（为（wéi）擦洗砂）--[水（shuǐ）洗砂含泥（ní）量规定小于；粒度①分（fèn）布在相（xiàng）邻3～5个筛号上；粒（lì）形圆整，角形因素应不大于（yú）1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂（jì）普遍采用酚醛树脂。 （3）固化剂通常采用乌洛托品（pǐn）；润滑（huá）剂一般采用硬（yìng）脂（zhī）酸钙，其作（zuò）用是（shì）防止覆膜（mó）砂结块，增加流动性（xìng）。添加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能（néng）。 （4）覆膜砂的（de）基本配比 成分 配比（质量分数，%）说明：原（yuán）砂 100 擦洗砂， 酚（fēn）醛树脂 1.0～3.0 占原（yuán）砂重（chóng） ，乌洛托品（水（shuǐ）溶液（yè）2）10～15 占树脂重，硬（yìng）脂酸钙 5～7 占（zhàn）树脂（zhī）重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬（yìng）脂酸钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。 ２．覆膜砂的生（shēng）产（chǎn）工艺 覆膜砂（shā）的制备工艺主要有冷法覆膜、温法（fǎ）覆膜、热法覆膜三（sān）种，目前覆膜砂的生产几乎都（dōu）是采用（yòng）热覆膜法。热法覆膜工艺是先将原砂加热到一定（dìng）温度，然后分别与树脂、乌洛（luò）托品水溶液和（hé）硬脂（zhī）酸（suān）钙（gài）混合（hé）搅拌，经冷却破碎和（hé）筛（shāi）分（fèn）而成。由于配方的差异，混（hún）制工艺有所（suǒ）不同。目前国内（nèi）覆膜砂生（shēng）产线的种类很多，手工加料的半自（zì）动生产线约有（yǒu）2000~2300条，电（diàn）脑控制（zhì）的全自动生产线也已经有将近50条，有效（xiào）提高了生产效率和产品稳定性。例如xx铸（zhù）造有限（xiàn）公司的自动化可视生产线，其加料时间控制精确到0.1秒，加热温度（dù）控制精确到1/10℃，并且可（kě）以通过视频（pín）时时（shí）观（guān）察混砂状态，生（shēng）产（chǎn）效率达（dá）到6吨（dūn）/小时。 ３．覆膜砂（shā）的（de）主要（yào）产品（pǐn）类（lèi）型 （1） 普通（tōng）类覆膜砂 普通覆膜（mó）砂即传统覆膜砂，其组成（chéng）通常由石英砂（shā），热塑性酚醛树（shù）脂（zhī），乌洛托品（pǐn）和硬脂酸钙构成，不加（jiā）有关添加剂，其（qí）树脂加入量通（tōng）常在一（yī）定强度要求下相对较高，不具备耐高温，低膨胀（zhàng）、低（dī）发（fā）气等特（tè）性，适用于（yú）要求不高（gāo）的铸件生产 （2） 高（gāo）强度低（dī）发气类覆（fù）膜砂 特点：高强度、低膨（péng）胀、低发气、慢发气、抗（kàng）氧化 简介（jiè）:高强度低发气覆膜砂是普（pǔ）通覆膜砂（shā）的（de）更（gèng）新换（huàn）代产（chǎn）品，通过加入有关特性（xìng）的“添（tiān）加剂”和（hé）采用（yòng）新的配制工艺，使树脂用（yòng）量大幅（fú）度下降（jiàng），其强度比普通覆膜砂高30%以（yǐ）上（shàng），发气（qì）量显（xiǎn）著（zhe）降低，并能延缓发气速度，能更好地（dì）适（shì）应铸件生产的需要。该类（lèi）覆膜砂主要适（shì）用于铸铁件中，中小（xiǎo）铸钢、合（hé）金铸钢件（jiàn）的生产。目前该（gāi）类（lèi）覆（fù）膜砂有（yǒu）三个系列：GD-1高强（qiáng）度（dù）低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀（zhàng）低发气覆膜砂；GD-3高强度低膨（péng）胀低发（fā）气（qì）抗氧化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特点（diǎn）：耐（nài）高温、高（gāo）强度、低膨胀、低发气、慢（màn）发气、易（yì）溃散、抗（kàng）氧化 简介:耐（nài）高温（wēn）覆膜砂是通过特（tè）殊工艺配方技术生产出的（de）具有优异高温性能(高温下（xià）强度高、耐热时（shí）间长、热（rè）膨胀量（liàng）小、发气量低)和综合铸造（zào）性能的新型覆膜砂。该类覆膜（mó）砂特别适用于复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车（chē）发（fā）动机缸体、缸盖等)以及高要求的（de）铸钢件(如集装箱（xiāng）角和火车刹车缓；中器壳件（jiàn）等)的生产，可有效消除粘砂、变形、热裂和气（qì）孔（kǒng）等（děng）铸造（zào）缺陷。目前（qián）该覆（fù）膜（mó）砂有四（sì）个系列：VND-1耐高温覆膜（mó）砂. ND-2耐（nài）高温低膨胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温（wēn）低膨胀低（dī）发气抗氧（yǎng）化覆膜砂 ND-4耐高温高强（qiáng）底低膨胀低发气（qì）覆膜 （4） 易溃散类覆膜砂 具（jù）有较（jiào）好的强度，同时具有优异的（de）低温溃散性能，适用（yòng）于生（shēng）产有色金属铸件。 （5） 其它特（tè）殊要求覆膜砂 为适应（yīng）不同（tóng）产品的需（xū）要，开发出了（le）系列特种覆膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激冷覆膜砂、湿（shī）态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂（shā）等。 三、覆膜砂制芯主要工艺过程 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单（dān）的砂芯、流（liú）动性好（hǎo）的（de）覆膜（mó）砂可选用较低的射砂压力，细薄砂芯（xīn）选择较低（dī）的加热温度（dù），加热温度低时（shí）可适当延长固化时（shí）间等。覆膜砂（shā）所使用的树脂是（shì）酚醛类树脂。制（zhì）芯工艺的（de）优点：具（jù）有适宜（yí）的强度性能（néng）；流动性好；砂芯表面（miàn）质量（liàng）好（Ra=6.3-12.5μm）；砂（shā）芯抗吸湿性强；溃散性好，铸件容（róng）易清理。 1、铸型（模具（jù））温度 铸型（xíng）温度（dù）是影响壳层厚度及强（qiáng）度的主（zhǔ）要因（yīn）素（sù）之一,一（yī）般控制在220～260℃,并根据下列原（yuán）则选定: （1）保证覆膜砂上的树脂软化及固化所需的足够热量； （2）保证形成需要的（de）壳厚且壳型（芯）表面不焦化； （3）尽量缩短结壳及硬化时（shí）间，以提高生产率。 2、射砂压力（lì）及（jí）时间 射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则（zé）砂型（芯（xīn））不能成型。射砂压力一般为0.6MPa左右；压力过低时，易（yì）造成（chéng）射不足（zú）或疏（shū）松（sōng）现象。3、硬化时间：硬（yìng）化（huà）时间的（de）长（zhǎng）短主要取（qǔ）决于砂型（芯）的（de）厚（hòu）度与铸型（xíng）的温度（dù），一般在60～120s左右（yòu）。时间过短，壳层（céng）未完（wán）全固化则强度低；时间过长，砂（shā）型（xíng）（芯）表面层易（yì）烧焦影响铸件质量。覆膜砂造型（芯）工（gōng）艺参数实例：序（xù）号图号（hào） 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸（zhù）型温度（℃） 射砂时间（s）硬化（huà）时间（s） 1 （导（dǎo）向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀（fá）体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜砂应用中存在（zài）的问题及解（jiě）决（jué）对策 制（zhì）芯的方法种（zhǒng）类很多，总的（de）可以划分为热固性方法和冷（lěng）固性方（fāng）法两大类，覆膜砂制芯属于（yú）热（rè）固（gù）性方法类。任何一种（zhǒng）制芯方法都有其自身的优点和缺点，这主要（yào）取决于产品的质量（liàng）要（yào）求、复杂（zá）程（chéng）度（dù）、生产批量（liàng）、生产成本、产品价格等综合因素来决定采用何种制芯方法。对铸件内腔表面质量要求高，尺寸（cùn）精度要求（qiú）高、形状（zhuàng）复杂的砂（shā）芯采（cǎi）用覆膜砂制芯是非常有效的。例（lì）如：轿车发动机气缸盖的（de）进排（pái）气道砂芯、水道砂（shā）芯、油道（dào）砂（shā）芯，气（qì）缸（gāng）体的水道砂芯、油道砂芯，进气岐管、排气岐管的（de）壳芯砂芯，液压阀的（de）流道砂芯，汽车涡轮增压（yā）器气道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还（hái）常（cháng）遇到（dào）一些问题，这里仅就工作（zuò）中的体会略谈（tán）一二。 1、覆膜砂的强度和发气量的（de）确定方法 在原砂质量和树（shù）脂（zhī）质量一定的前（qián）提下，影响覆（fù）膜（mó）砂强度的（de）关键（jiàn）因素主（zhǔ）要（yào）取于酚醛树脂的加入（rù）量。酚醛树脂（zhī）加入量（liàng）多，则强度就提高，但发气量也增（zēng）加，溃散性就（jiù）降（jiàng）低（dī）。因此在生产应用（yòng）中一定要控（kòng）制覆膜砂的强度来减少发气量，提高溃散性，在强度标准的制订时定要找到一个（gè）平衡点（diǎn）。这个平衡点就是保（bǎo）证砂芯的表面质量及（jí）在浇注时不（bú）产生变（biàn）形、不产（chǎn）生断芯前提下的强度。这样才能保证铸件的表面质量和尺寸精度，又可以（yǐ）减（jiǎn）少发气量，减（jiǎn）少铸造件气孔缺陷，提高砂芯的出（chū）砂性能。对（duì）砂芯存（cún）放，搬运过程中可以采用工位器具、砂芯小车，并在其上面（miàn）铺有（yǒu）10ｍｍ～15ｍｍ厚的（de）海绵，这样可以减少砂芯的（de）损耗率。 2、覆膜砂（shā）砂芯（xīn）的存放期（qī） 任何砂（shā）芯都会吸湿，特（tè）别（bié）是南方（fāng）地区空（kōng）气相对湿度大，必须（xū）对砂芯存放（fàng）期在工艺（yì）文件上加以规定，利用（yòng）精益生产先进先出的生产方式减（jiǎn）少砂芯的存（cún）放（fàng）量和存放周期。各企业应结合自己的（de）厂房条件和当地的气候条件来确定砂芯的（de）存放周期。 3、控制好覆膜砂的供货质量 覆（fù）膜砂进厂时必须附有供应商（shāng）的质量保证资料（liào），并且企业根据抽样标（biāo）准进行检查，检（jiǎn）查合格（gé）后方（fāng）可入（rù）库（kù）。企业取样检测不（bú）合（hé）格时由质保（bǎo）和技术部门做（zuò）出处理结果，是让（ràng）步接（jiē）受或向供应商退货。 4、合（hé）格的（de）覆（fù）膜砂在制芯时发现砂芯断裂变形 制芯时砂芯（xīn）的断裂变（biàn）形通常（cháng）会认为覆膜砂（shā）强度（dù）低造成的。实际上砂芯断裂和变形会涉（shè）及到（dào）许多生产过程。出现不正（zhèng）常情况（kuàng），必须要查到真正的（de）原因才能彻底解决。具（jù）体（tǐ）原因如下： （１）制芯时模具的温度和（hé）留（liú）模时间，关系到砂芯结（jié）壳硬化厚度（dù）是（shì）否满（mǎn）足工艺要求（qiú）。工艺上所规定的工艺参（cān）数都（dōu）需要有一个范围，这个范围需靠（kào）操作人（rén）员的技能来进行调整。在模具温度上限（xiàn）时留模时间可以取下限，模具（jù）温度在下（xià）限（xiàn）时留模时（shí）间取上限。对操作（zuò）人员需要不（bú）断（duàn）地（dì）培训提高操作技（jì）能。 （２）制芯时在模具上会粘有（yǒu）酚醛树（shù）脂和砂（shā）粒，必（bì）须（xū）进行及时清理并喷上脱模剂，否则会（huì）越积（jī）越多开模时会把砂芯拉断（duàn）或（huò）变形。 （３）热芯盒（hé）模具静模上的弹（dàn）簧顶杆，由于长期（qī）在高温状态下工作会（huì）产（chǎn）生（shēng）弹性失效而造成砂芯断裂或（huò）变形。必须及时更换弹簧。 （４）动模和静模不平行或不在同一中心线（xiàn）上，合模时在油（yóu）缸（gāng）或气缸的（de）压力作用下，定位销（xiāo）前端有（yǒu）一段斜度，模具还（hái）是会（huì）合紧，但在开模（mó）时（shí）动模和静模仍会（huì）恢复到原始状态使砂芯断裂或变形（xíng）。在这种（zhǒng）情况下射砂（shā）时会跑砂，砂芯（xīn）的尺寸会变（biàn）大。解决对（duì）策是及时调整（zhěng）模具（jù）的平行度（dù）和同（tóng）轴度（dù）。 （５）在壳芯机上（shàng）生（shēng）产空心砂芯（xīn）时，从砂（shā）芯中倒（dǎo）出尚未硬化（huà）的覆膜砂需（xū）要（yào）重新使用时，必须进行过筛并未用过的覆膜（mó）砂按３：７比例（lì）混合后使用（yòng），这（zhè）样才能保证壳芯砂芯的（de）表面质（zhì）量和砂芯强（qiáng）度。
+查看全文18 2020-04
什么（me）叫淬火？ 钢的淬（cuì）火是将钢加热到（dào）临界温度Ac3（亚（yà）共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全（quán）部或部分奥氏体化，然后以大于（yú）临界冷却（què）速度的冷速快（kuài）冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体（tǐ））转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜（tóng）合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固（gù）溶处（chù）理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为（wéi）淬火。 淬火的目的： 1）提高金属（shǔ）成材或（huò）零件的机械性能。例如：提（tí）高工具、轴承等的（de）硬度和耐磨性，提（tí）高弹簧的弹性极限，提高轴类零（líng）件的综合机械性能等。 2）改（gǎi）善某些特（tè）殊（shū）钢的材料性能或化学性能。如提高不（bú）锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。 淬火冷却时，除需合理选（xuǎn）用（yòng）淬火介质外（wài），还要有正（zhèng）确的淬（cuì）火（huǒ）方法，常用的淬火（huǒ）方（fāng）法，主要有（yǒu）单（dān）液淬火，双液淬火（huǒ），分级淬（cuì）火（huǒ）、等（děng）温淬（cuì）火，局部淬火等。 钢铁工件在淬火后具有以下（xià）特点： ① 得（dé）到了马氏体、贝氏体（tǐ）、残余（yú）奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。 ② 存在（zài）较（jiào）大内应（yīng）力。 ③ 力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬（cuì）火后（hòu）一般（bān）都（dōu）要经过回火 什么叫回火（huǒ）？ 回火（huǒ）是（shì）将淬（cuì）火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间（jiān）后，以一定（dìng）方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进（jìn）行的一（yī）种操作，通常也是工件进行热处（chù）理的zui后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为zui终处理。淬火与回火（huǒ）的（de）主要目（mù）的是： 1）减少内应（yīng）力和降低脆性（xìng），淬火（huǒ）件存在着很大的应（yīng）力（lì）和脆性，如（rú）没有及时回（huí）火往往（wǎng）会产生变（biàn）形甚至开裂。 2）调整（zhěng）工件的机械性能，工件淬火后，硬度（dù）高，脆性大，为了满（mǎn）足各种工件不同的性能要求，可以通过回火（huǒ）来调整，硬度（dù），强度，塑（sù）性和韧性。 3）稳定工件尺寸（cùn）。通过回火可使金相组（zǔ）织趋于稳定，以保证（zhèng）在（zài）以后的使用过程中不再发生变形（xíng）。 4）改善（shàn）某（mǒu）些合金钢的切削性能。 回火的作用在（zài）于： ① 提（tí）高组织稳（wěn）定性，使（shǐ）工件在使用过程中不再发生组（zǔ）织转（zhuǎn）变，从而使工件几何尺寸和性能保持（chí）稳定。 ② 消除内应力（lì），以（yǐ）便改（gǎi）善工件的使用性能（néng）并稳定工件几何尺寸（cùn）。 ③ 调整钢铁的力学性能以满足使用要求。 回火之所以具有这些作用（yòng），是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁（tiě）中的（de）铁、碳和（hé）其他合金元素的原子可以较快地进行扩散（sàn），实现原子的（de）重新排列组（zǔ）合，从而使不稳定的不平衡（héng）组（zǔ）织逐步转变（biàn）为稳（wěn）定的平衡（héng）组织。内应力的消除还（hái）与温度升高时（shí）金属强度降低有（yǒu）关。一般钢铁回火时，硬（yìng）度和强（qiáng）度下降，塑性提高（gāo）。回火温度（dù）越高，这些（xiē）力学性（xìng）能的变（biàn）化（huà）越大。有（yǒu）些合金（jīn）元素含量（liàng）较（jiào）高的合金钢，在某一温度范围（wéi）回火时，会析出一些（xiē）颗粒细小的（de）金（jīn）属化合（hé）物，使强度和硬度上升（shēng）。这种（zhǒng）现（xiàn）象（xiàng）称为二（èr）次硬化。 回火要求：用途不（bú）同的（de）工件应在不同温度下（xià）回火，以满足（zú）使用中的（de）要（yào）求（qiú）。 ① 刀具、轴承、渗碳淬（cuì）火（huǒ）零件（jiàn）、表面淬火零（líng）件通常在250℃以下进行低温回火。低温（wēn）回火后硬度变化不大（dà），内应力减小，韧性稍有（yǒu）提（tí）高（gāo）。 ② 弹簧在350～500℃下中温回火，可获得较高（gāo）的（de）弹性和必要的韧（rèn）性。 ③ 中（zhōng）碳结构钢制作的零件通（tōng）常在500～600℃进行高温回火，以获得（dé）适宜的强度与韧（rèn）性的（de）良好配合。 钢在300℃左右回火时，常使其脆性增（zēng）大，这（zhè）种（zhǒng）现象称为首类回火脆性。一般（bān）不应在（zài）这个温度（dù）区间（jiān）回火（huǒ）。某些中碳（tàn）合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至（zhì）室温，也易（yì）于（yú）变（biàn）脆。这（zhè）种（zhǒng）现象称（chēng）为第二类回火脆性。在（zài）钢中加入钼，或回（huí）火时在油或水中冷（lěng）却，都可以防止第二（èr）类回（huí）火脆性。将（jiāng）第二类（lèi）回火脆（cuì）性的钢重新（xīn）加（jiā）热至（zhì）原来的回火温（wēn）度，便可以消除这种脆性（xìng）。 在生产（chǎn）中，常根据对工（gōng）件（jiàn）性（xìng）能（néng）的要求。按（àn）加热温度的不同，把回火分为低（dī）温回（huí）火，中温回（huí）火，和高温回火。淬火和随后的高温（wēn）回火相（xiàng）结（jié）合的热处（chù）理（lǐ）工（gōng）艺称为（wéi）调质，即在具有高度强度（dù）的同（tóng）时，又（yòu）有（yǒu）好的塑性韧性。 1、低温回火（huǒ）：150-250℃ ，M回（huí），减少内（nèi）应力和脆性，提高塑韧性，有较高（gāo）的硬度和耐磨（mó）性。用于制作量具、刀具（jù）和滚（gǔn）动轴承等。 2、中温回火：350-500℃ ，T回，具有较高的弹性，有一定的塑（sù）性和硬度。用（yòng）于制（zhì）作弹簧（huáng）、锻模等。 3、高温回火：500-650℃ ，S回（huí），具有良好的综合力（lì）学性能。用于制作（zuò）齿轮、曲轴等（děng）。 什么是正火? 正（zhèng）火是—种改（gǎi）善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度（dù）以上30〜50℃后（hòu），保（bǎo）温（wēn）一段时间出炉空冷。主要特点（diǎn）是冷却速度快于退火而低于淬（cuì）火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶（jīng）粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值），降低（dī）构件的开裂（liè）倾向。—些低合金热轧钢板、低合（hé）金（jīn）钢（gāng）锻件与（yǔ）铸造件经正火处（chù）理（lǐ）后，材料的综合力学性能（néng）可以大大改善（shàn），而（ér）且也改（gǎi）善（shàn）了切削性能。 正火有（yǒu）以（yǐ）下目的和用（yòng）途： ① 对亚共析钢，正火用以消除铸、锻、焊件的过热（rè）粗晶组织和魏氏（shì）组织，轧（zhá）材中的带状（zhuàng）组织（zhī）；细化晶粒；并（bìng）可作（zuò）为（wéi）淬火前的预先热处理（lǐ）。 ② 对过共析钢，正火可以消除网（wǎng）状二（èr）次渗碳体，并使（shǐ）珠光体细化，不但改善（shàn）机械性能，而且有利于以后的球化退（tuì）火（huǒ）。 ③ 对低（dī）碳深冲薄钢板，正火可（kě）以（yǐ）消除晶界的游离渗碳（tàn）体，以改善其（qí）深冲性能。 ④ 对低碳（tàn）钢和低碳低合（hé）金（jīn）钢，采用正（zhèng）火，可得到较多的细片（piàn）状珠光（guāng）体组织，使硬度（dù）增（zēng）高到HB140-190，避免切削时的“粘刀（dāo）”现象，改善切削（xuē）加工（gōng）性。对中碳（tàn）钢，在既可用（yòng）正（zhèng）火又可用退火的场合下，用正火更为（wéi）经（jīng）济（jì）和方便。 ⑤ 对普（pǔ）通中（zhōng）碳结（jié）构钢，在力学性（xìng）能要求不高的场合下，可用正火代替淬火加高温回（huí）火，不仅操作简（jiǎn）便（biàn），而且使钢材的组（zǔ）织和尺（chǐ）寸（cùn）稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150～200℃)由（yóu）于高温下扩（kuò）散速度较高,可以减少铸件和锻件的（de）成分偏（piān）析。高温（wēn）正火后的粗大晶粒可通过随后第二次较（jiào）低温度（dù）的（de）正火予以细（xì）化。 ⑦ 对某（mǒu）些用（yòng）于汽轮机和（hé）锅炉的低、中碳合金钢，常采（cǎi）用（yòng）正火以（yǐ）获得贝氏体组织，再经高（gāo）温回火（huǒ），用于400～550℃时具（jù）有良（liáng）好的抗（kàng）蠕（rú）变能力（lì）。 ⑧ 除（chú）钢件和钢（gāng）材以外，正火（huǒ）还广泛用于球（qiú）墨铸铁（tiě）热处理，使其获得珠光体基体，提高（gāo）球墨（mò）铸铁的强度（dù）。 由于正（zhèng）火的特点是空（kōng）气（qì）冷却，因而环境气温、堆放（fàng）方（fāng）式、气流及（jí）工件尺寸（cùn）对正火后（hòu）的组织和（hé）性能均有影响。正火（huǒ）组织（zhī）还可作为合金钢的一种分类方法。通常（cháng）根据（jù）直径（jìng）为25毫（háo）米（mǐ）的试样加（jiā）热（rè）到900℃后,空冷得（dé）到的组（zǔ）织（zhī），将合金钢分为珠光体（tǐ）钢（gāng）、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。 什么是退火？ 退火是将金属缓慢（màn）加热（rè）到一定（dìng）温度，保持（chí）足够（gòu）时间，然（rán）后以适宜速度冷（lěng）却（què）的一种（zhǒng）金属热处理工（gōng）艺。退火热处理（lǐ）分（fèn）为完全退火，不完（wán）全退火和去（qù）应力（lì）退火。退火材（cái）料的力学性能可以用拉伸试验来检测，也（yě）可以用（yòng）硬度试验来检测。许多钢材都是以退火热处理状态供货的，钢材硬度检测可以采（cǎi）用洛氏硬度计，测试HRB硬度，对于（yú）较薄的钢板（bǎn）、钢带（dài）以及薄壁（bì）钢管，可以采（cǎi）用表面洛（luò）氏硬度计，检测（cè）HRT硬度。 退（tuì）火（huǒ）的目的在于： ① 改善或消除钢（gāng）铁（tiě）在铸造、锻压（yā）、轧制和焊接过（guò）程（chéng）中所造成的（de）各种（zhǒng）组织缺陷（xiàn）以及残（cán）余应（yīng）力，防止工件（jiàn）变形、开裂。 ② 软（ruǎn）化工件以便进行（háng）切削加（jiā）工。 ③ 细化（huà）晶（jīng）粒，改善组（zǔ）织（zhī）以提高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理（淬火、回火（huǒ））作好组织准备。 常用（yòng）的退火工艺有： ① 完全退火。用以细化中、低碳钢经（jīng）铸造、锻压和（hé）焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件（jiàn）加热到铁素（sù）体全部转变（biàn）为（wéi）奥氏体的温度以（yǐ）上30～50℃，保温一（yī）段时间，然后（hòu）随炉缓慢冷却（què），在（zài）冷却过程中奥氏（shì）体再次发生转变，即可使钢（gāng）的（de）组织变（biàn）细（xì）。 ② 球化退火。用以降低（dī）工（gōng）具钢和轴承钢锻压后的偏（piān）高硬度。将工（gōng）件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保（bǎo）温后缓慢冷（lěng）却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降（jiàng）低了硬（yìng）度。 ③ 等（děng）温退（tuì）火（huǒ）。用以降低某些（xiē）镍、铬含量（liàng）较高的合金（jīn）结构钢的高硬度（dù），以进行切削加工。一般（bān）先以较快速度冷却（què）到奥氏体zui不（bú）稳定的温度，保温（wēn）适当（dāng）时（shí）间，奥氏（shì）体转变（biàn）为（wéi）托氏体或索氏体，硬度即可（kě）降低。 ④ 再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。加热（rè）温度一般为钢开始形成奥氏体的（de）温（wēn）度（dù）以下50～150℃ ，只有这（zhè）样才（cái）能消除加（jiā）工（gōng）硬化（huà）效应使（shǐ）金属软化。 ⑤ 石墨化退火（huǒ）。用以（yǐ）使含有大量渗碳体（tǐ）的铸铁变成塑（sù）性良好的可锻铸铁。工艺操作（zuò）是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后（hòu）适当冷却，使渗（shèn）碳体分解（jiě）形成团（tuán）絮（xù）状石墨。 ⑥ 扩散（sàn）退（tuì）火。用以使合金铸件（jiàn）化学成分均匀化，提高其使用性能。方法（fǎ）是在不发生（shēng）熔化的前提下，将铸件加热到尽可能（néng）高的温（wēn）度，并长时间保温，待合（hé）金中各种元素扩（kuò）散趋（qū）于均匀分布后缓冷。 ⑦ 去应力（lì）退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应（yīng）力。对于（yú）钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100～200℃，保温后在空气中冷却，即可消除内应（yīng）力。
+查看全文16 2020-04
一、变形的原因 钢（gāng）的变形（xíng）主要原因（yīn）是（shì）钢中存在内应力或者外部施加的应（yīng）力。内应力是因温（wēn）度分布（bù）不均匀或者相（xiàng）变所致，残余应力（lì）也是原（yuán）因之一。外（wài）应力引起的变形主（zhǔ）要是由于工件自重而造成的“塌陷”，在（zài）特殊情（qíng）况下（xià）也应考虑碰撞被（bèi）加（jiā）热（rè）的工件（jiàn），或者夹持工具夹持所引起的凹陷等（děng）。变形包括弹性变形（xíng）和（hé）塑性（xìng）变形两种（zhǒng）。尺寸变化主要（yào）是基（jī）于（yú）组（zǔ）织（zhī）转变，故表现出（chū）同样的膨（péng）胀和收缩，但当工（gōng）件上有孔（kǒng）穴或（huò）者复（fù）杂（zá）形状工（gōng）件，则（zé）将导（dǎo）致附加的变形。如果淬（cuì）火形成大量马氏体（tǐ）则发生膨胀，如果产生大（dà）量残余奥氏（shì）体则相应的要收缩。此外，回（huí）火时一般发生（shēng）收缩，而出现二（èr）次硬化现象（xiàng）的合金钢则发生（shēng）膨胀，如果（guǒ）进行深冷处（chù）理，则由于（yú）残余奥氏体的马（mǎ）氏体化而进一步膨胀，这些组织（zhī）的比容（róng）都随着含碳量的增加而增大，故含碳（tàn）量增加也使尺寸变化（huà）量增大。 二、淬火变形的主要发生时段 1.加热过程：工件在（zài）加（jiā）热过（guò）程中，由于内应力逐渐释放而（ér）产生变形。 2.保温（wēn）过程：以自重塌陷变形为主，即塌陷弯（wān）曲。 3.冷却过程：由于不均匀（yún）冷却和组织转（zhuǎn）变而至变形。 三（sān）、加热与变形 当（dāng）加（jiā）热大型工件时，存在残余应（yīng）力（lì）或者加热不均匀（yún），均可（kě）产（chǎn）生变形。残余应力主要（yào）来源于（yú）加工（gōng）过（guò）程。当存在这些应力时，由于（yú）随（suí）着（zhe）温度（dù）的升（shēng）高，钢的屈服强度（dù）逐渐（jiàn）下（xià）降（jiàng），即使加（jiā）热很均匀，很轻微的应力（lì）也会导致变形。 一般，工（gōng）件的外缘部位（wèi）残余应力（lì）较高，当温度的上升从（cóng）外部（bù）开始进行时，外缘部（bù）位变形较大，残余应力引起（qǐ）的变形包括弹性变形和（hé）塑性变形两种。 加热时产生的热应（yīng）力和想变应力都（dōu）是导致变形的原因。加热速度越快、工（gōng）件尺寸（cùn）越大、截面变（biàn）化越大，则加（jiā）热变（biàn）形越（yuè）大。热应力取决于温度（dù）的不均匀分（fèn）布程度和（hé）温度梯度，它们（men）都是导致（zhì）热膨（péng）胀发生差异（yì）的原因。如（rú）果热应力高于材料的高温屈服点（diǎn），则引（yǐn）起塑（sù）性变形，这种塑性变形就表现为“变形”。 相变应力主要源（yuán）于相变的不等时性，即材料一部分发（fā）生相变，而（ér）其它部分还未发生相变时产生的（de）。加热时材料的组织转（zhuǎn）变成奥氏（shì）体发生体积收（shōu）缩时可出现塑性变形。如果材（cái）料（liào）的各部分同时发生相同（tóng）的组织转变，则（zé）不产（chǎn）生应力。为此，缓慢加热可以适当（dāng）降低加热变（biàn）形（xíng），zui好采用（yòng）预热。 此外，由于加热中因自重而出现“塌陷”变形的（de）情况非常多，加热温度越高，加热时间越长，“塌陷”现象越严重。 四、冷（lěng）却与变形 冷却不均时将产生热应力导致变形发生。因工件的外缘和内部存在冷却速度差异，该热应力是不（bú）可避免的（de），淬火情（qíng）况下，热应力与组（zǔ）织应力叠（dié）加，变形更（gèng）为复（fù）杂。加之组织的不均匀、脱碳（tàn）等，还（hái）会（huì）导致相（xiàng）变点出现差异，相（xiàng）变的膨胀量也有所不同。 总（zǒng）之，“变形”是相变应（yīng）力和热应力共同所致，但并非全部应力都（dōu）消（xiāo）耗在（zài）变形上，而是（shì）一部分作为残余（yú）应力存在于（yú）工件中，这（zhè）种应力就是导致时效变形和时效（xiào）裂纹的原因。 因冷（lěng）却而导致的变形表现为（wéi）以下（xià）几种（zhǒng）形（xíng）式： 1.件急冷初（chū）期，急冷（lěng）的一侧凹（āo）陷，然后转为凸起，结果快冷的一（yī）面凸起（qǐ），这种（zhǒng）情况属（shǔ）于热（rè）应力引（yǐn）起的（de）变（biàn）形大于相变引起的变形（xíng）。 2.由热应力（lì）所引起的（de）变（biàn）形（xíng）是钢料（liào）趋于球形（xíng）化，而由（yóu）相变应力所（suǒ）引起的变形则使之趋于绕线轴状。因此淬火冷却所致的变形表现为两者的（de）结合，按照淬火方式（shì）的不同，表现出不同的（de）变（biàn）形。 3. 仅对内（nèi）孔部分淬（cuì）火时，内孔（kǒng）收缩。将整（zhěng）个（gè）环形工件加（jiā）热（rè）整（zhěng）体淬火时（shí），其外（wài）径总是增大，而内径（jìng）则根据尺寸的不同时涨时（shí）缩，一般内径大时，内孔涨大，内径小（xiǎo）时，内孔收缩（suō） 五、冷处理与变形 冷处理促进马（mǎ）氏体（tǐ）转变，温度较（jiào）低，产生的（de）变形比淬火冷（lěng）却要（yào）小（xiǎo），但（dàn）此时（shí）产生的应力较（jiào）大（dà），由于残余应（yīng）力、相变应力和热应力等的叠加容易（yì）导致（zhì）开裂。 六、回火（huǒ）与（yǔ）变形（xíng） 工（gōng）件（jiàn）在回（huí）火过程中由于内应（yīng）力的均匀化、减小甚（shèn）至消失，加上组织发生（shēng）变化，变形（xíng）趋于（yú）减小，但同时（shí），一旦（dàn）出现变形，也是（shì）很难矫（jiǎo）正的。为了矫正（zhèng）这种变形，多采用（yòng）加（jiā）压（yā）回火或（huò）喷（pēn）丸硬化等（děng）方（fāng）法。 七 、重复淬火与变形 通常情况下，一（yī）次淬火后（hòu）的工件（jiàn）未经（jīng）过中间退火而（ér）进行重复淬火，将增大变形。重复淬（cuì）火（huǒ）引（yǐn）起的变（biàn）形，经过重复（fù）淬火，其（qí）变形累加而趋于（yú）球状，容易产生龟裂，但形状相对稳定了，不（bú）再容易产生变形（xíng）了，因（yīn）此重复淬火前应增（zēng）加中间退火，重复淬火次数应小于等于2次（不（bú）含（hán）初次淬火）。 八、残余应力与变形（xíng） 加热过程中（zhōng），在450℃左右，钢由弹性（xìng）体转（zhuǎn）变为（wéi）塑（sù）性体，因此很容（róng）易呈上升塑性变形。同时，残（cán）余应力在约高于此（cǐ）温（wēn）度时也将（jiāng）因再结晶而消失。因此（cǐ），快（kuài）速加热时，由于工（gōng）件内外部存在温度差，外部达到（dào）450℃变成（chéng）了塑性区，受而内（nèi）部（bù）温度（dù）较低（dī）处存在残余应力作用而发生变形，冷（lěng）却后，该区（qū）域就是出现变形的（de）地（dì）方。由于实（shí）际生产（chǎn）过程中，很难实现均匀、缓慢加热（rè），淬火前进行消除应力（lì）退火是（shì）非常（cháng）重要的，除了通过（guò）加（jiā）热消除应力外，对于（yú）大型（xíng）零件采用振（zhèn）动消除应力也是有（yǒu）效的。
+查看（kàn）全（quán）文（wén）15 2020-04
球墨（mò）铸铁（NodularCastIron）是一种具有优良力学性能的金属材料，通过在（zài）铁液中加（jiā）入球化剂和孕育（yù）剂（jì），让石墨呈（chéng）球状形核并（bìng）长（zhǎng）大而获得。20世纪40年代，现代球墨铸铁由美国（guó）国际锡公司(INCO)青年（nián）科研人（rén）员K.D.Millis首先研究成功（gōng）。球墨铸（zhù）铁在力学性（xìng）能、物理性（xìng）能、工艺性能、使用性能（néng）上具（jù）有独特的优势，生产工艺简单，成（chéng）本低廉，在机械（xiè）、冶（yě）金、矿山、纺织、汽车（chē）及船舶等领域应用（yòng）广泛（fàn）。 生（shēng）产（chǎn）球墨铸铁时夹渣是zui常见的缺陷，其多出现（xiàn）在铸件浇注位置的上平面或型芯上表（biǎo）面部位。夹渣缺陷严（yán）重影响铸件（jiàn）的力学性能，特别是（shì）韧（rèn）性和屈服强度，导致承压部位发生渗漏（lòu）。 笔者所在单位生产的一种发（fā）电设备铸件前期经常出现铸件夹渣缺陷而报废，针对此缺陷进行了改（gǎi）进。 1.原工艺及缺陷状况 铸（zhù）件重量为4500kg，材料（liào）为QT400-18，呋喃树脂自硬砂造型。采用15t/h工频电（diàn）炉熔炼，化学成分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温度为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横（héng）浇（jiāo）道在分型面（miàn）的环形底注工艺，内浇道为4道φ35mm的陶瓷管，直浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截面比（bǐ）为：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺（yì）方案如（rú）图（tú）1所（suǒ）示。这样（yàng）设（shè）计（jì）出来（lái）的铸件缺（quē）陷主要为夹渣（zhā），位（wèi）置在法（fǎ）兰背面和（hé）轴承（chéng）上表面，形（xíng）状（zhuàng）不（bú）规（guī）则，无金属光泽，用（yòng）渗透液或磁粉检测，有时用（yòng）肉（ròu）眼（yǎn）即（jí）可发现，如（rú）图（tú）2所示。图（tú）1 工艺方案图2 夹渣缺陷分布（bù） 2.缺陷原因分析（xī） （1）熔炼或球化处理后（hòu），加（jiā）入的熔剂和形成的熔渣在浇（jiāo）注时随金属液一起注入型腔。 （2）金属液在浇注过程中镁、稀土（tǔ）、硅、锰（měng）、铁等二次氧化（huà），产（chǎn）生的金属氧（yǎng）化物和硫化（huà）物、游离石墨等上浮到铸件上表（biǎo）面或滞留在（zài）铸件内的死角和砂芯下（xià）表（biǎo）面等处。 原工（gōng）艺该铸件的浇注压头为2.5m，铁液（yè）从（cóng）浇（jiāo）口杯进入浇注系统后，直接由内浇（jiāo）道（dào）底返进入底（dǐ）法兰，进流速（sù）度大，约0.7m/s，进入型腔的铁液（yè）紊流严（yán）重，且严重卷气，因（yīn）此（cǐ）铸件表面出现大量的渣，造成该产品（pǐn）的（de）废品率超（chāo）过10%。 （3）由于含（hán）硫量过（guò）高，使金属（shǔ）液含有大（dà）量硫化物，浇（jiāo）注后在铸件内部形（xíng）成渣。 （4）金（jīn）属液中各（gè）组元（碳、锰、硫、硅（guī）、铝、钛）之间或这些组元与氮、氧之间发（fā）生化学反应（yīng），其（qí）氧化（huà）物与炉衬、包衬（chèn）、砂型壁或涂料（liào）之间发生界面反应（yīng）形成夹渣。 3.改（gǎi）进方案 （1）熔炼时对原（yuán）材料进（jìn）行分拣，保证干燥（zào）、清洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉温度（dù）和球化处（chù）理温度（dù），对浇包进行（háng）充分烘（hōng）烤。 （3）金（jīn）属（shǔ）液在浇包内应静置（zhì）一段（duàn）时间，以利于渣（zhā）上浮。 （4）降低原铁液含硫量，在保证（zhèng）球化前提下，尽可能减少球墨铸铁（tiě）的（de）残（cán）留镁（měi）含量。 （5）浇注系（xì）统（tǒng）改进（jìn）。为保证铁液在（zài）充填（tián）型腔的过程中平稳、流畅，按（àn）大孔出流理（lǐ）论（lùn）对浇注系统进行了改进，如图3所示。采用开放（fàng）式浇注系统，通过增大进流（liú）截面降低进流速度。铸件整体分散进流，快速充（chōng）型（xíng），保证（zhèng）浇口杯、直浇道（dào）及时充满。图（tú）3 改进后（hòu）的（de）浇注系统 该铸件（jiàn）重4500kg，浇注重量6000kg，根（gēn）据相关公式计（jì）算的浇（jiāo）注时间为60s，阻（zǔ）流截面积为52cm2，即设计的开放式浇注系统的直浇（jiāo）道截面积为52cm2。按照标准的陶瓷管（guǎn），则选择φ80mm的陶（táo）瓷管，截面积是50.24cm2，按照（zhào）推荐的浇注系统比例，设计的横浇（jiāo）道截面形（xíng）状是矩形（9cm×6cm），则面积是（shì）108cm2，内浇道是（shì）13道φ35mm的陶瓷管，截（jié）面积是125cm2，则（zé）zui终的截面比是F直：F横：F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面计算的（de）参（cān）数计（jì）算得进流速（sù）度为（wéi）0.28m/s，进流速度降低（dī）很（hěn）多，是（shì）原工艺进流速（sù）度的40%。充型平稳，避免紊流，大大降低了（le）铁液二次（cì）氧化的（de）机会，从（cóng）而可以减（jiǎn）少夹（jiá）渣缺陷。 4.改进后验（yàn）证（zhèng） 采用以（yǐ）上措施连续生产（chǎn）15件，铸件没有再出现法兰和（hé）轴承上表面部位夹渣（zhā）缺陷，改进有效。类似的方法在其他产品上运用，也有（yǒu）明显效果。 5.结（jié）语 大型球墨铸铁（tiě）件易于（yú）在浇注（zhù）位置上表面以及铁液流动的一些（xiē）死（sǐ）角区域产生夹渣缺陷，这些缺陷可以通过（guò）熔炼控制和浇注系统的改进来（lái）解决。浇注（zhù）系（xì）统形式以及参数选择应能保（bǎo）证铁（tiě）液平稳充型，为此（cǐ）浇注系统各组（zǔ）成部分面（miàn）积、浇注时（shí）间需（xū）按照内（nèi）浇道（dào）低速进（jìn）流、铸件整体快速充满的原则来计算。
+查看全文14 2020-04
热处理工艺中淬（cuì）火的常用方法有十（shí）种，分（fèn）别是单介（jiè）质（zhì）(水、油、空气（qì）)淬火（huǒ）;双介质淬火（huǒ）;马氏体分级淬火;低于Ms点的马氏体分级淬火法;贝（bèi）氏体（tǐ）等温淬火法;复合淬火法;预冷等（děng）温淬火（huǒ）法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬火法等。 一、单介（jiè）质(水、油、空气)淬火 单介质(水、油、空气)淬火：把已加热（rè）到淬火温（wēn）度的工件淬人一种淬火（huǒ）介质（zhì），使其（qí）完全冷却。这种（zhǒng）是zui简（jiǎn）单（dān）的淬（cuì）火方法，常用于形（xíng）状简单的碳（tàn）钢和（hé）合金钢工件。淬火（huǒ）介质根据零件传热系数（shù）大小、淬透性、尺寸、形状等进行选（xuǎn）择。 二、双介质淬火 双介质淬火：把加（jiā）热到淬火温度的工件（jiàn），先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然（rán）后转入慢（màn）冷的淬火介质（zhì）中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区（qū）间，并有比较理（lǐ）想的淬火冷却速（sù）度（dù）。用于形状复杂（zá）件或高碳钢、合金钢制（zhì）作的大型工件，碳素工具钢也多采用此（cǐ）法。常（cháng）用冷却介质有水-油（yóu）、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质（zhì），用油或空气作（zuò）慢冷淬（cuì）火介质，较少采用空（kōng）气。 三、马氏（shì）体分级淬火 马氏（shì）体分（fèn）级淬火：钢材奥氏（shì）体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏（shì）点的液态介（jiè）质(盐浴或碱浴（yù）)中，保持适当（dāng）时间，待钢件的内、外层都达到介质（zhì）温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体（tǐ）的淬火工艺。一（yī）般用于形状复（fù）杂和变（biàn）形要求严的小型工件，高（gāo）速钢和高合金钢工模具（jù）也常用此法淬火。 四、低于Ms点的马氏体分级淬（cuì）火法 低（dī）于（yú）Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温度低于工件用钢（gāng）的Ms而高于Mf时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透（tòu）性钢工件（jiàn）。 五、贝氏（shì）体等温淬火法 贝（bèi）氏（shì）体（tǐ）等温淬火法（fǎ）：将工件淬入该钢（gāng）下贝氏体温度（dù）的浴槽中等（děng）温，使其发（fā）生下贝氏体转变，一般在浴槽中保温30~60min。数控（kòng）微（wēi）信公号cncdar贝氏体等温（wēn）淬火工艺（yì）主要（yào）三个步骤：①奥氏（shì）体化（huà）处理（lǐ）;②奥氏体化后冷却处理;③贝（bèi）氏（shì）体（tǐ）等（děng）温处理;常用于合金钢、高碳（tàn）钢小（xiǎo）尺寸零件及（jí）球墨（mò）铸铁（tiě）件。 六、复合淬火法（fǎ） 复合淬火（huǒ）法：先将工件急冷（lěng）至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后在（zài）下贝氏体区等（děng）温，使较（jiào）大截面工件得到马（mǎ）氏体和贝氏体组织（zhī），常（cháng）用于合（hé）金工具钢工（gōng）件。 七（qī）、预冷等温淬（cuì）火（huǒ）法（fǎ） 预冷等温（wēn）淬火法：又称升温等（děng）温淬火，零件先在温度较低（dī）(大于Ms)浴槽中冷却，然后转入温度较高的浴槽（cáo）中，使奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢（gāng）件或尺（chǐ）寸较大又必须（xū）进行等温淬火的工（gōng）件。 八、延迟冷却淬火法 延迟冷却淬火法：零（líng）件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于Ar3或（huò）Ar1温度，然后进行单介质淬火。常用于形状复杂各（gè）部位厚薄悬（xuán）殊（shū）及要求变形小的（de）零件。 九、淬火自回火法 淬（cuì）火自（zì）回火法：将被处理工件全部加热，但在淬火（huǒ）时仅将需要（yào）淬硬的（de）部分(常为工作部（bù）位)浸入淬火液（yè）冷却，数控微信公号cncdar待到未浸入部分火色消失的瞬（shùn）间，立即（jí）取（qǔ）出（chū）在空气中冷却（què）的淬火工艺（yì）。淬火（huǒ）自回（huí）火法利用心（xīn）部未全部冷（lěng）透的热量传（chuán）到表（biǎo）面，使表面回火。常用于承受冲击（jī）的工具如錾子、冲子、锤子等（děng）。 十、喷射（shè）淬（cuì）火法 喷射淬火法：向工件喷（pēn）射水流的淬火方法，水流可大可小，根据所要求的淬火深度而定。喷射淬火法不会（huì）在工件表（biǎo）面形成蒸汽膜，这样就能够（gòu）保证（zhèng）得到比昔通水中（zhōng）淬火更深的淬硬层。主要用于局部表（biǎo）面（miàn）淬火。
+查看全（quán）文13 2020-04
第1步 材料的选择 铁素体球（qiú）铁的生（shēng）产，选择高（gāo）纯的（de）原（yuán）材料是非（fēi）常必（bì）要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量（liàng）要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些合金元素要严格（gé）控制含量。由于（yú）很多微量（liàng）元素（sù）对球化衰退zui为（wéi）敏感，如，钨、锑、锡（xī）、钛、钒等。钛（tài）对球化影响很（hěn）大（dà）应加以控制，但钛高是我国（guó）生铁的特点（diǎn），这主要与生铁的冶金工艺有关。 第2步 脱（tuō）硫 原铁液（yè）含硫量决定球（qiú）化剂的（de）加入量，原铁（tiě）液中的含硫量越高，则球化剂（jì）的加入量（liàng）越（yuè）多，否则不能获得（dé）球化良好的铸（zhù）件。球化处理前原铁液中的S含量控制（zhì）在0.02%以下。对球化处理前原铁液的含硫（liú）量高时，必须进行脱硫（liú）处（chù）理（lǐ）。 第3步 Mo合金处理 Mo合金（jīn）化处理，采用涡流工（gōng）艺，加（jiā）入（rù）量（liàng）控制在0.5～1.0%，具（jù）体根据zui终Mo含量进行（háng）调整（zhěng）。为了确（què）保Mo的有效吸收，对合金的粒度应该严（yán）格要求。 第4步（bù） 球化剂和球化处理 生产厚大（dà）断面球铁件时，为了（le）提高抗衰退能力，在（zài）球化剂中加入一定比例的重稀土，这样（yàng）既可以保证起球化作用的Mg的含量（liàng），同（tóng）时（shí）也（yě）可以（yǐ）增加具有较（jiào）高抗衰退能力（lì）的重稀土元素，如（rú），钇等。根据国内很（hěn）多工厂的试验和（hé）生产实践，采（cǎi）用Re—Mg与钇基重稀土的复（fù）合球化剂作为厚大（dà）断面球铁件生产的球化（huà）剂是非常理想的，使用这种（zhǒng）球化剂在实（shí）际生产应用过（guò）程中也取得了（le）很好的效果。据（jù）有关资料表明（míng），钇（yǐ）的球化能力仅（jǐn）次于镁（měi），但其抗衰退能力比镁强的多，且不（bú）回（huí）硫，钇可过（guò）量加入，高碳孕育良好时，不会出现渗碳体。另外（wài），钇与（yǔ）磷可形成高熔点夹杂物，使磷共晶减少并弥（mí）散，从而进一（yī）步提高球铁的延（yán）伸（shēn）率。在球（qiú）化处理时，为了提高（gāo）镁的吸收（shōu）率，控制反应速（sù）度（dù）及提高球化（huà）效果，采（cǎi）用特有的球化（huà）工艺。对球化处理的控制，主要是在反应（yīng）速度上（shàng）进行控制，控制球化反应时间在2分（fèn）钟左右（yòu）。 对（duì）此采用中（zhōng）低Mg、Re球化剂和钇基重稀土的（de）复（fù）合球（qiú）化剂，球化剂的加入量根据残留Mg量确定。 球化衰退防止：球化衰退的原因一方面（miàn）和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少（shǎo）有关（guān），另一方面也和孕育作用不断衰退有关，为了防（fáng）止球化（huà）衰退（tuì），采取以下措施： A、铁液中应保持有足够的球化元（yuán）素含量； B、降低原铁液的含硫量，并（bìng）防止铁液氧化； C、缩短铁液经球化处（chù）理后的停留时间； D、铁液经球化处理并（bìng）扒（bā）渣后，为（wéi）防止 Mg、RE元素（sù）逃逸，可用覆盖剂（jì）将铁液表面（miàn）覆盖严，隔（gé）绝（jué）空气以减（jiǎn）少元素（sù）的逃（táo）逸。 第5步 孕育剂和孕育（yù）处理 球化（huà）处理是球铁生产的（de）基础，孕育处理是球铁生产的（de）关键，孕育效果决（jué）定了石墨球的直径（jìng）、石墨球（qiú）数和石墨（mò）球的园整度，为了保证孕育效果（guǒ），孕育处理（lǐ）采（cǎi）用多级孕育处（chù）理。孕育处理越接近浇（jiāo）注，孕育效果（guǒ）越（yuè）好。从（cóng）孕育（yù）到浇注需要（yào）一定的时间，该时（shí）间越长，孕育衰退就（jiù）越严重（chóng）。为了防止或减（jiǎn）少孕育衰（shuāi）退，采用以下（xià）措（cuò）施： A、使用长效孕育剂（含（hán）有一定量的（de）钡、锶、锆或锰的硅（guī）基（jī）孕育（yù）剂）； B、采用（yòng）多级孕育处理（包内孕（yùn）育、孕育（yù）槽孕育、水口瞬（shùn）时（shí）孕育（yù）等）； C、尽量缩短（duǎn）孕育到浇注时间。 孕（yùn）育剂的加入量控制（zhì）在（zài）0.6～1.4%，孕育剂加入量过少（shǎo），直接（jiē）造成孕育效果（guǒ）差（chà），孕育量过大，导致铸件夹（jiá）杂。 第6步 浇注工艺控制 浇注应采用（yòng）快浇，平稳（wěn）注入的原则。为了提高瞬时孕育的均匀（yún）性及防止熔渣进（jìn）入型（xíng）腔，水口盆的总容量应与铸件（jiàn）的毛重相当，浇注时将孕（yùn）育剂（jì）放入水口盆中，将铁（tiě）水一次（cì）全部注入水口，使铁（tiě）水与孕育剂充分混合（hé），扒（bā）去（qù）表面浮渣，提出（chū）水口堵浇注。
+查看全文10 2020-04