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行业百科（kē）
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夹砂（shā）是一种“膨胀缺陷”，有（yǒu）“鼠尾（wěi）”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式（shì），其特（tè）征是：铸铁表面有夹（jiá）着砂子的（de）细（xì）小（xiǎo）纹路．条状沟槽以及（jí）结疤状凸起物高温铁（tiě）水（shuǐ）的冲刷和（hé）烘烤的（de）热作用使砂型发生水分迁移和体积膨（péng）胀，致使表（biǎo）层翘起，挑起和开裂，这就（jiù）是夹砂形成的机理。 1、制型砂的（de）质量 型砂的质量（liàng）必须控制。在这方面防止夹砂的（de）对策有：选用粒度（dù）分散、形状（zhuàng）不规则的原砂，湿型（xíng）采用钠（nà）质（zhì）膨润土或（huò）对钙（gài）质（zhì）膨（péng）润土进行活化处理，适当增加膨润土的用量和减少型（xíng）砂的含水量（liàng），加（jiā）入适（shì）量的煤粉、重油、沥（lì）青粉、细木屑等“缓冲剂”、去除旧砂（shā）中的粉尘、保证型砂的混（hún）辗质量等。 2、选择（zé）合理的造型（xíng）工艺 造型工艺是否合理对铸件产（chǎn）生夹砂有（yǒu）很大影响。铸件的浇（jiāo）铸时间（jiān）和（hé）浇（jiāo）铸位置、铁水的（de）上升速（sù）度、铸型的种类（lèi）等（děng）必须选（xuǎn）择适当。 （1）采用快速浇铸 砂型（xíng）的（de）表面（miàn）总是要发生膨胀的， 因此防止夹砂的决定因素（sù）是（shì）铁水是否能迅速覆盖和触及砂型的表面，并对砂（shā）型产生一定的压力。快速浇注能使铁水在铸件产（chǎn）生夹砂的“临界时问（wèn）”之前充满铸（zhù）型，不给予砂（shā）型产（chǎn）生膨（péng）胀和形成高水（shuǐ）区（qū）的充分（fèn）时间。有人用高速摄影机（jī）观察到：如果上砂型（xíng）受烘烤后在局部发生垂（chuí）下的（de）瞬间，铁水能立刻触及，则铁水有可能（néng）把垂下的（de）砂块托回原处。由此可见， 快速浇铸能利（lì）用铁水的压力来对付砂型的膨（péng）胀。 浇铸速（sù）度的快慢主要取决于浇（jiāo）口截面的（de）大（dà）小（xiǎo）。灰铸铁件浇（jiāo）口截面如用下面的简易计算公式计算，能实现快速浇（jiāo）注。 平（píng）面较大的铸件（jiàn）M取0.8~1.2；平面很大、薄壁的铸（zhù）件取1.2~1.5；湿型（xíng）件（jiàn）宜（yí）取（qǔ）中（zhōng）、上限。 生产（chǎn）实践征实，上述公式是可（kě）靠的，如果铸件存在夹砂缺（quē）陷，必须检查该铸件所用的浇口截面积是否在（zài）“快浇”的（de）范围之（zhī）中。对于大平面的铸件宜用尺（chǐ）寸较大的浇口杯，多道（dào）薄（báo）片状的内浇口或是（shì）缝隙浇口．使（shǐ）铁（tiě）水迅速、平稳、不间断地盖住所浇到的（de）平面，避免砂（shā）型局部过（guò）热。浇口比例常用半封闭或开放式。 （2）提（tí）高铁水的上升速度 铁水（shuǐ）在砂型中应有（yǒu）较高的（de）上升速度，以减低上砂型受烘烤的（de）程度铁水（shuǐ）的上升速度与浇注（zhù）方案有关（guān）。自（zì）下（xià）而上充型的倾斜浇铸方（fāng）法（一（yī）般倾斜3°--15°）。能避（bì）免分散（sàn）的铁水（shuǐ）流（liú），利于砂型的排（pái）气、减（jiǎn）少（shǎo）铁水对砂型的热（rè）幅射和提高铁水的上升速（sù）度。而（ér）平傲立浇的工艺则更能显著提高铁（tiě）水的上升速度。 （3）选用恰当的浇铸位置（zhì） 铸件（jiàn）的浇铸（zhù）位置必（bì）须有利于（yú）铁水平稳充型和型腔气体的排除（chú），否则，会导致夹砂的缺陷。 （4）采（cǎi）用适宜的铸型 根据铸件的大小选择（zé）适宜的铸型。湿型一般适用（yòng）于小件和平面不（bú）大、壁不厚（hòu）的中件对于中、大（dà）的板类和厚壁件宜（yí）采用表干（gàn）型和千型。一（yī）些（xiē）大型平板可用热膨胀小、导热性好和热容（róng）量高（gāo）和石墨粉砂或耐火砖作（zuò）下（xià）型，既能重复使用，又能有效地防止夹（jiá）砂。 （5）增加（jiā）砂型的排气 及时地排除型腔的水（shuǐ）蒸汽及（jí）其它气体能有利（lì）于铁水（shuǐ）的（de）快（kuài）速充填（tián）和减轻（qīng）高温气流（liú）对砂表层的起拱（gǒng）作用（yòng），有益于降低水分凝聚区的水量和使其位置内移。因此（cǐ）在砂型上（shàng）多放明（míng）出气冒口，分散（sàn）排气是十分重要的。 3、确保砂型的制造质（zhì）量 砂型的制造质量涉（shè）及（jí）产生夹砂的（de）“临（lín）界时间（jiān）”。如何精细地（dì）造型，提（tí）高砂型（xíng）的整体强度，是防止夹砂（shā）的关键。 （1）舂砂要紧实和均匀（yún） 砂型应舂得紧（jǐn）实（shí）均匀（yún），避免局部（bù）过紧和分层。湿型（xíng）不要求过高的紧（jǐn）实度，而表（biǎo）干型和下（xià）型应有足够（gòu）的紧实度。大型（xíng）铸铁件防止（zhǐ）夹砂的经验是（shì）：“人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无（wú）法插进（jìn）砂型”。由此可见防止（zhǐ）夹（jiá）砂（shā）要注重砂型的刚性当（dāng）然（rán）增加（jiā）砂型（xíng）紧实度会影响砂型排气，与之相应（yīng）的重（chóng）要手段是（shì）多扎气眼， 并尽可能（néng）接近（jìn）砂型（xíng）表层造型（xíng）时要注意砂箱（xiāng）的箱带和挂（guà）钩（gōu）不（bú）能离（lí）型面太近，芯骨也不能距砂芯表面过（guò）近，因（yīn）为会引（yǐn）起舂砂不均舂砂时首层填砂不可过薄，特别是在模型表层木板较（jiào）薄时，木板的弹性（xìng）会使砂型分层。刮（guā）板的造型操作（zuò）要特别小（xiǎo）心， 以墁刀（dāo）削砂成（chéng）型为主，刮板刮砂时（shí）不能过分用力， 以免（miǎn）使砂型分（fèn）层。 （2）细（xì）心修型和上（shàng）好涂料 修（xiū）型（xíng）时不能过度（dù）地修磨砂型（xíng）， 这样易把水分（fèn）引到砂型表面（miàn），形成硬（yìng）块且与本体分离。砂型损（sǔn）坏（huài）之（zhī）处要（yào）划毛后（hòu）修补，不宜刷水（shuǐ）过多（duō）。浇口附近、凸台（tái）边（biān）缘、大平面及铁水（shuǐ）断（duàn）续流经的部（bù）位应（yīng）插钉加固。插（chā）钉呈（chéng）梅（méi）花状，使砂型有一个整体的强度。涂料是砂（shā）型的保护层，要上好。修型后宜让（ràng）砂型阴（yīn）干一段时间（jiān）再上涂（tú）料，以利（lì）涂（tú）料（liào）的（de）渗透。涂（tú）料（liào）刷两遍，上浓涂料，并用墁（màn）刀压一遍，第二遗上较稀一点的涂料。 （3）控制烘干范围 砂型干（gàn）燥不好（hǎo）也容易产生夹砂。为（wéi）此砂（shā）型应有正（zhèng）确的烘干范围。干燥炉开（kāi）始（shǐ）不（bú）能升温过快，否（fǒu）则会使砂型外（wài）层存在较（jiào）大的温（wēn）度（dù）差，以（yǐ）致（zhì）开裂。保温要有充裕的时间，以确保（bǎo）砂型烘干透彻。配箱后应尽快浇注， 以免返潮。 4、搞好浇铸（zhù）工艺和（hé）操作 为了防止夹砂缺陷，在浇铸工艺方面，应在保证（zhèng）不出现（xiàn）其它缺（quē）陷的前提（tí）下（xià），力（lì）求用较低的浇铸（zhù）温度，在浇铸操作上，应避（bì）免（miǎn）断流和尽量用较（jiào）快的（de）速（sù）度（dù）浇（jiāo）铸（zhù）。
+查看全文27 2020-04
对目前国内（nèi）精铸行业中广泛应用的（de）4种制壳工艺的特（tè）点进行了分析对比。从（cóng）精铸件质量（liàng）比较，水玻璃型（xíng）壳较差（chà），复（fù）合型壳、硅溶胶-低（dī）温蜡型壳次之，硅（guī）溶（róng）胶一中温蜡（là）型壳zui好。而从制壳成本比较，水玻璃型壳zui低（dī），硅溶胶一中温蜡（là）型壳zui高。对这4种制壳工艺分别提（tí）出了改（gǎi）进措施。 目前国内精铸件生产（chǎn）中广泛采用的制（zhì）壳工艺有以下4种（zhǒng）： A．水（shuǐ）玻璃型壳； B．复合型壳； C．硅（guī）溶胶型壳(低温蜡)； D．硅溶胶型（xíng）壳(中（zhōng）温蜡)。前3种方（fāng）案均使用低温（wēn）蜡(模（mó）)。 我公司4种工艺兼有，以充分（fèn）满足（zú）市场对精铸件（jiàn）质量、价位的不同需求、增加市场（chǎng）竞争力和适应力。 1、水玻璃（lí）型壳 这一工艺在国内（nèi）已有近50年的生产历史，其厂（chǎng）点数至今仍（réng）占（zhàn）我（wǒ）国精铸（zhù）厂家的（de）75%以上。经（jīng）过精铸界（jiè）同仁个半世纪的不懈努力，水（shuǐ）玻璃型壳工艺的应用和研究已达到了很高（gāo）水平。 多年来由于背层型（xíng）壳（ké）耐火材料的改进（jìn）和（hé）新型硬化剂的推广（guǎng）应用，水（shuǐ）玻（bō）璃型壳强度有了成倍（bèi）增（zēng）长。铸件表面质量（liàng）、尺寸精度及成品率有（yǒu）了很（hěn）大提高（gāo），目前（qián）仍占很大的市场份额，并替（tì）代国外（wài）砂（shā）铸件成批（pī）出口。 低廉的成本、zui短（duǎn）的生产（chǎn）周期、优良的脱（tuō）壳性能及高透气性至今仍是其他（tā）任（rèn）何型壳工艺所不及（jí）的优点。但铸件的质量（liàng），包括表面粗（cū）糙度（dù）、缺陷数（shù）量、尺寸精度、成品率、返修（xiū）率等均比其（qí）他3种工艺（yì）要差 1.1存在的主要问题 (1)水玻璃粘结剂固有（yǒu）的缺点是Na2O含量高，型壳高温强度、抗（kàng）蠕变能力远不及（jí）硅溶剂型壳(只（zhī）有它的1/30-1/50)。加之（zhī）面层耐火料采用了价低（dī）质（zhì）次、粒度（dù）级配不良的石英砂（shā）(粉)，硬（yìng）化剂至今仍限于使用（yòng）氯化氨，因而必然不能（néng）获得高质量的精铸（zhù）件。 (2)型壳生产条件差，缺乏严格的生（shēng）产过程（chéng）及参数的控制。由于（yú）硬化剂的强腐（fǔ）蚀性（xìng），除（chú）尘设备的简陋（lòu），很少（shǎo）车间有恒温（wēn）、恒湿、除尘的（de）生产环境。影响（xiǎng）型壳（ké）和铸件质量（liàng）的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序，极少按行业规（guī）定的操作规范严（yán）格控制。如定期检（jiǎn）测涂料粘度、涂（tú）片重（chóng）、硬（yìng）化剂浓度、pH值等。型壳风干处的（de）温（wēn）度、湿度、风速等更（gèng）是不加（jiā）控（kòng）制，故常在高（gāo）、低（dī）温或梅雨季节（jiē）发生批量报废的质量事（shì）故。总之（zhī），大部分工厂停（tíng）留在手工作坊阶段（duàn），靠技艺而（ér）不是靠科学的质量管（guǎn）理（lǐ）进行生产。这是水（shuǐ）玻璃（lí）型壳数十年来铸件（jiàn）质量不稳（wěn）定（dìng）、废（fèi）品率、返修（xiū）率高的重（chóng）要原因之一。 1.2改进方向 (1)采用高纯（chún）度的（de）硅（guī）微粉(脉石英)代替常用的（de）低品位的石英砂粉作面（miàn）层耐火材料，并应用“双峰”型（xíng）粒度级（jí）配的圆（yuán）形（xíng）石英粉配（pèi）制面层涂料（liào）。不仅可提（tí）高面层型（xíng）壳的热化（huà）学稳（wěn）定性，而且可以（yǐ）获（huò）得高粉液（yè）比涂（tú）料。我厂（chǎng）用模数为3.4、密度为1.28g/cm3的（de）水玻璃配料，粉（fěn）液（yè）比可达到1.4。硅微粉的技术要（yào）求见。 经湿法球磨、单槽沉淀、磁选及（jí）离子高纯水处（chù）理，自然形成（chéng）圆（yuán）形，双峰粒度级配，这种高纯（chún）低（dī）杂质（zhì）的粉粒，比（bǐ）人工级（jí）配更理想（xiǎng）。已在我（wǒ）公司实际（jì）应用，效果良好。 (2)加强制壳工序（xù）的现场质量管（guǎn）理，按行业标准操作。同时应将涂料、撒（sā）砂、硬（yìng）化（huà）场地（dì）与（yǔ）型（xíng）壳（ké）干燥间（jiān）隔离。后者控制温（wēn）度（dù）、湿度，前者加（jiā）强（qiáng）除尘、防（fáng）腐（fǔ），从而有利于型（xíng）壳质量的稳（wěn）定及改善（shàn）操作环境（jìng）。 (3)采用石英-硅（guī）溶胶（jiāo）型壳代替一、二层石英-水玻璃型壳，彻底取消面层和（hé）过渡层的水玻（bō）璃及（jí）氯化氨硬（yìng）化剂（jì）。计（jì）算表明铸件成本仅增（zēng）加0.46元/kg，而制（zhì）壳生产周期与水玻璃型壳（ké）基本相同。 2、复（fù）合型壳 为克服（fú）上述水玻璃型壳的缺点，目（mù）前（qián）不少工厂将一、二层改用锆英石（shí）及莫来（lái）石-硅溶胶型壳。背层（céng）仍采用原有（yǒu）水（shuǐ）玻璃型壳工（gōng）艺（yì）。它是结（jié）合（hé）硅胶型壳的优良的（de）表面质量和（hé）水玻璃低成（chéng）本、短周期的（de）优点（diǎn）的（de）一种改进方案（àn）。与水玻璃型壳相比（bǐ），其铸（zhù）件表（biǎo）面质量有了很（hěn）大提高，表面粗糙度降（jiàng）低、表面缺陷减少、返修（xiū）率下降。可（kě）应用于不锈（xiù）钢、耐（nài）热钢等高合金钢。生产周期则比低温蜡-硅溶胶型壳（ké）短（duǎn）得多，与水玻璃型壳（ké）相近。 2.1存在（zài）的主要（yào）问题 (1)由于背（bèi）层保留了水玻（bō）璃粘结剂，故其（qí）型壳（ké）整体高（gāo）温强度、抗蠕变（biàn）能力比硅（guī）溶（róng）胶型壳低。其型焙烧温度只（zhī）限于950℃以下。900℃以后型壳变形（xíng）量增加了30%。而硅（guī）溶（róng）胶型壳焙烧温度可达1000-1200℃，在1000℃以前（qián）型壳不变（biàn）形。故复合型壳浇（jiāo）注的铸件尺寸精度(包括形位公差（chà）)均（jun1）比不上硅溶胶（jiāo）型壳。往往在浇注大型(10kg以上)铸（zhù）件时要采取（qǔ）增加硅溶（róng）胶（jiāo）型壳层数的方法(一（yī）般至少增（zēng）加2层)以求获得高的（de）高温（wēn）强度及防止铸件变形。 (2)由于型（xíng）壳前（qián）2层是（shì）影响（xiǎng）型壳（ké）透气（qì）性的主因，由水（shuǐ）玻璃型（xíng）壳改（gǎi）为硅溶胶（jiāo）后（hòu），型壳（ké）的整体透气性大幅降低，在焙烧（shāo）温度（dù）较低、保温时间不（bú）够长（zhǎng）时（shí），常会造成（chéng）铸件气（qì）孔及浇不足、冷隔等（děng）缺陷，故复合型壳较难应用（yòng）于薄壁(δ≤3mm)件、小（xiǎo）件及特小件(小于50g)。又因型壳（ké）高温强度不（bú）及（jí）硅溶（róng）胶（jiāo）型壳，更易造成上述废品（pǐn）。总（zǒng）之，复合型壳的（de）透气性不如水玻璃型壳也（yě）不如硅溶胶型壳。 (3)复（fù）合型壳铸件质（zhì）量稳定性比水玻璃好，但（dàn）远不如硅溶胶型（xíng）壳（ké）。其背层（céng）仍保（bǎo）留（liú）水玻璃粘结（jié）剂，为降低成（chéng）本仍采用价格较低、质量不稳定的耐火材料，如粘土、颗粒粒砂等，且在制壳工艺控（kòng）制方面（miàn）与水（shuǐ）玻璃型壳相同（tóng），导致（zhì）铸件（jiàn）质量稳定性差。尤其（qí）是10kg以（yǐ）上的大件及1kg以下（xià）的（de）小件（jiàn），废品率及返修率均比硅溶胶型壳高。 (4)复合型壳由（yóu）于采用价昂的锆英石作面层，其型壳成本是水玻璃型壳的4.5倍，若背层采用莫来石砂粉，其（qí）型壳成本与硅溶胶型壳成本（běn）相差无几，每kg铸件成本仅（jǐn）相差1元。其成本低的优（yōu）势并（bìng）不明显。 (5)复（fù）合型壳不（bú）能（néng）使用中温蜡料。中温蜡不能使（shǐ）用（yòng）热（rè）水脱蜡。在高压釜（fǔ）中（zhōng）脱蜡时（shí），由于（yú）高温（wēn）、高（gāo）压(170℃，0.7MPa)中温蜡液（yè）会与背层中的水玻（bō）璃及残留硬（yìng）化剂产生剧烈（liè）的（de）皂（zào）化反应(白色泡沫状皂化物)，不经回（huí）收（shōu）处理（lǐ）无（wú）法（fǎ）回用。而硅溶（róng）胶型（xíng）壳，则可（kě）以应用低（dī）、中（zhōng）温蜡，无此弊病。 综上所述，复合型壳是（shì）水玻璃型壳的改进（jìn），在铸件表面质（zhì）量（liàng）、成品率及返修率方面比前者优（yōu）越，但与硅溶胶（jiāo）型壳仍有本质差别。除生产周期较（jiào）短，制壳成本（běn）稍低之外其铸件质（zhì）量及稳（wěn）定性不及（jí）硅溶胶型壳。 2.2改进方向 (1)采用（yòng）石英代替锆英（yīng）砂用于面层型（xíng）壳（ké）耐火材料。铸件表面质量不完（wán）全（quán）取决于面层型壳耐火材（cái）料，而（ér）与粘结剂（jì）有密切关系，也与蜡（là）料（liào）有关（guān）(蜡（là）模表面粗糙（cāo）度、皂化物残留等（děng）)。复合型壳（ké）只能采用低温蜡（là），大部分应用于（yú）表面粗糙度中（zhōng）等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精度不甚高(CT4-CT6)的（de）精铸件，实践证明采用石英（yīng）-硅溶胶面层代（dài）替锆英石-硅（guī）溶（róng）胶是完全（quán）可行的。 这一措施使每t铸件型壳成（chéng）本由原4150-4830元下降到1360元，与水玻璃型壳比仅增（zēng）加460元。 (2)加强制（zhì）壳工序尤其是（shì）背层制壳的质量管理及（jí）环境改（gǎi）善(详（xiáng）见（jiàn）本文（wén）1，2节)。 (3)背层应当（dāng）采用质量稳定、高温性能优良（liáng）而成（chéng）本相对（duì）低廉的（de）耐火材（cái）料，同时要（yào）兼顾与面层（céng）型壳耐火材料膨胀率相（xiàng）匹配。推荐下列2种常用的背层材料。 ①耐（nài）火粘土-石英粉涂料(各50%)，撒颗粒砂（shā）(耐火砖废料破碎过筛而制（zhì）成（chéng）)，其优点是来（lái）源（yuán）广、价格低，其型壳高温（wēn）强度和抗蠕变能力（lì）均高于莫来石（shí）、铝矾土。价格仅（jǐn）为（wéi）铝矾土的1/2-1/3。它适用于锆英石或石英石作面（miàn）层的复（fù）合型壳。 ②耐（nài）火粘（zhān）土-颗粒粉涂（tú）料（liào）(体积比为（wéi）3：7)，撒颗粒（lì）砂。此方（fāng）案只适用于（yú）锆英石复合型壳。有些工厂（chǎng）复合型壳背层采用莫（mò）来石（shí）砂粉或铝矾土，其涂料性能较（jiào）稳定，壳薄、易焙烧，但成（chéng）本过高（gāo）且其型壳高温性能（néng）不（bú）及上2种型壳（ké）。铝矾土（tǔ）脱（tuō）壳性能较差。至于（yú）废陶瓷器皿、硫璃瓦、地砖等破碎（suì）而成的材料价（jià）格（gé）虽（suī）低，但未经高温烧（shāo）成，成分复杂，型壳高温开裂倾向大（dà），耐火度（dù）偏低（dī）。浇注后(尤其（qí）是厚大件)脱壳（ké）困难，不宜采用。 3、硅溶胶（低温蜡）型壳 这一工艺（yì）符（fú）合国情，在铸造1kg以上，特别是5kg以上中大（dà）件铸件（jiàn）时（shí），具有更大（dà）的适应性和优越性(与中温蜡（là）相比)。 一般（bān）来（lái）说，中大铸件的（de）质量要求，特（tè）别是（shì）表面粗糙度、尺寸（cùn）精度（dù）以及形（xíng）位公差（chà）的要求不（bú）会太高，采用高（gāo）熔（róng）点（diǎn）中（zhōng）温（wēn）蜡（là）并无（wú）必要。中温蜡（là）需要高压（yā）(大于6-7MPa)或液态蜡压注蜡模，设备投资大。中温蜡厚大蜡模易（yì）缩陷（xiàn）、变（biàn）形（xíng）、成本高。低温（wēn）蜡成型容易（yì）、设备简单，而蜡模表面粗糙度相差不大。 这一工艺比（bǐ）复（fù）合型（xíng）壳（ké）质量稳定，尤其（qí）是（shì）铸件尺寸精度高（gāo），因它没有（yǒu）水玻璃存在，型壳（ké）高温性能好，在1000-1200℃焙烧（shāo）后型（xíng）壳透（tòu）气性高，抗蠕变能力强，既可适用于薄壁件，复杂结构（gòu）的中小件，又可生产重达50-100kg的（de）特大件，如水泵、叶轮、导流壳、泵体（tǐ）、球阀体、阀（fá）板等。对于（yú）薄壁中（zhōng）小件或（huò）大件可以采用叉（chā）壳或抬壳在炉前直接浇注（zhù），更可获得高成品率（lǜ）。 3.1存在（zài）问题 (1)由于采（cǎi）用（yòng）低温蜡，大部分（fèn）型壳在水中脱蜡，难免有皂化物残留（liú）进（jìn）入型（xíng）壳中(尤其是复（fù）合型壳及水玻璃型（xíng）壳同时脱蜡时)易产（chǎn）生铸件表（biǎo）面（miàn）夹杂，返修率稍（shāo）高（gāo），这是其缺点之一。 (2)制（zhì）壳生产周期长是（shì）它的zui大（dà）缺（quē）点和不足，尤其在生产（chǎn）大件，有深孔、深（shēn）槽件时，每层（céng）干燥常要24-48h。以50kg双流道叶轮为例，常须10-15d 制壳时间，稍有未干透之死角，在水脱（tuō）蜡时会造成硅溶胶（jiāo）回溶，型（xíng）壳裂（liè）纹（wén）。 (3)硅溶胶型壳(低温蜡)型壳成本较水玻璃型（xíng）壳（ké）高5倍(每（měi）t铸件制壳成本为5000元)，比复合型壳高17%。铸（zhù）件成本（běn）相应较高。 3.2改进方（fāng）向 (1)为（wéi）防（fáng）止因低温蜡回（huí）收处理不（bú）彻（chè）底及用水脱蜡时与复（fù）合型壳（ké）或水玻璃（lí）型壳（ké）共用同（tóng）一热水槽，易产生铸（zhù）件皂（zào）化物夹杂（zá）缺陷应（yīng）采取（qǔ）以下措施（shī）。 ①采（cǎi）用蒸气脱蜡(蒸气（qì）压力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替（tì）水脱蜡，不仅可以防止皂化（huà）物夹杂而且（qiě）型壳（ké）不（bú）易产生（shēng）裂纹（wén），对（duì）铸件的质量稳定更有保障（zhàng）。 ②若（ruò）采用热水脱（tuō）蜡，应在（zài）水（shuǐ）中（zhōng）加人（rén）体积分（fèn）数为1%-3%的工业盐酸（suān），脱蜡（là）后（hòu）再用含盐酸的热水冲洗每组（zǔ）型壳以减少皂化物残留。尽可能（néng）不要（yào）与（yǔ）水（shuǐ）玻璃型（xíng）壳（ké）、复合型（xíng）壳共用（yòng）同一槽水脱蜡，也可更换水液，单独集（jí）中脱（tuō）蜡（là），以减少皂化（huà）物（wù）入壳。 ③回收蜡处理可用盐酸（suān）的（de）体积分数为3%-5%的酸化水，沸腾及沉淀（diàn）时（shí）间要足够长。冬季硬化水温度低，水（shuǐ）玻（bō）璃及复（fù）合型壳（ké）中（zhōng）Na2O的残留（liú）量高（gāo），蜡（là）料皂化也（yě）较严重，应（yīng）多（duō）加盐酸处理回收蜡，减少（shǎo）皂化（huà）物。蜡料处理后，及时补加硬脂酸（suān）也（yě）很重（chóng）要。 (2)为缩（suō）短制（zhì）壳生产周期（qī），可采（cǎi）用“快干硅溶胶”制壳，此工艺已日渐（jiàn）成熟，其各层型壳干燥时间可缩短1/2以上。小件各层(除zui后层外)干燥仅须3h，制壳时间（jiān）由原63h缩短为24h。中大件也较一般硅（guī）溶胶缩短（duǎn）50%。而其（qí）市场价（jià）只提高20-30%，完全可由场（chǎng）地、电耗的减少及生产率的提高来弥补。快干硅溶胶（jiāo）的推广应用是硅溶胶制壳工艺的（de）改（gǎi）革必由之路，将会（huì）逐步扩大应用（yòng）。 (3)为降低硅溶胶（jiāo）型壳的成（chéng）本，zui有效的（de）方法是采用石英（yīng）石代替（tì）锆英石（shí）作面层型壳（ké）耐火（huǒ）材料。目前锆英（yīng）石耐火材料占整个硅（guī）溶胶制壳成本的60%，改用石（shí）英后每t铸件制壳成（chéng）本由5000元（yuán）降为2210元，下（xià）降55.8%。中大件可采用熔融（róng）石英砂(粉)取代锆（gào）英砂(粉)已逐步（bù）在推广应用（yòng）。 4、硅（guī）溶（róng）胶（中温（wēn）蜡）型（xíng）壳 这（zhè）是（shì）国际上通用的精铸件生产工（gōng）艺，它具有zui高的铸件质量、zui低的（de）返修率，特别适（shì）合于表面粗（cū）糙度（dù）要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高(CT3-CT5级)的中小件、特（tè）小件(2-1000g)。但由于设备及成本***，较少应用于（yú）中大件(5-100kg)。 4.1存在问题 (1)成（chéng）本高，其型（xíng）壳（ké）生（shēng）产成（chéng）本是水玻璃型壳的8倍。比低温蜡-硅溶（róng）胶型壳也高（gāo）出（chū）25%。主要原因是其制壳、蜡模（mó）材料成本高（gāo），且设备耗电也（yě）大得多（duō），设备（bèi）投资（zī）也大。 (2)生产（chǎn）周期与低温（wēn）蜡-硅溶（róng）胶（jiāo）型壳相同，比水玻璃及复合型壳长得多。 (3)生产5-50kg的中大件往往要采用中温（wēn）液态蜡（là）(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁（bì）蜡（là）模易缩凹，铸件尺寸精（jīng）度（dù）并不太高（gāo），中大件（jiàn）对尺寸精度（dù）、表面粗糙（cāo）度要（yào）求也没有小件那么高，故（gù）中大件（jiàn）较少采用硅溶胶（jiāo）(中温蜡（là）)型壳。 4.2改进方向 (1)为降低成（chéng）本，保证质量，在解决了石英对中温蜡润湿性很差的难（nán）题后，采用石英石或（huò）熔融石英代（dài）替锆英石（shí）无疑（yí）是（shì）一方向（xiàng）。熔融石英其（qí）热膨（péng）胀系数（shù）仅为5×10-7/℃，且其价格只有锆英石（shí）的（de）1/6。在国外，熔融石英已逐（zhú）步在扩大（dà）应用范围。 (2)采用（yòng）快干硅溶（róng）胶缩短制（zhì）壳周期是（shì）国内外同行共同努力的方向(见前（qián）述)。 (3)研制国（guó）产的中（zhōng）温蜡或改进石蜡一（yī）硬脂酸低温蜡是我国精铸（zhù）界的重要任务。如何解决国产（chǎn）中（zhōng）温蜡或改进型（xíng）的低温蜡回收（shōu）处理的难题，使其在（zài）生（shēng）产中能长（zhǎng）期（qī）保持蜡料性能不（bú）变化是能否推广应用的关（guān）键。 5、结束语 (1)各种型（xíng）壳工艺有其不（bú）同的适用对象，选择的依据是：铸（zhù）件的质量要求、价位及交（jiāo）货期。综（zōng）合（hé）考虑（lǜ），正确选用zui经济合理的（de）制壳工艺方案（àn）是保证（zhèng）生产优质、低成本铸件的基（jī）础。 (2)水（shuǐ）玻璃型壳（ké）虽有不少优点但粘结剂本身固有的缺点使（shǐ）铸件质（zhì）量难（nán）以提（tí）高，质量（liàng）稳定性也差。今后将会逐步被复（fù）合型壳，尤其（qí）是成本（běn）低的石（shí）英一硅溶胶复合壳所取（qǔ）代。 (3)硅溶胶是理想的粘结剂，其型壳质量高（gāo），铸件质量稳定，返修率低，是（shì）今后的（de）发展方向。石英石、熔融石（shí）英（yīng）耐火（huǒ）料在面层型壳中的应用，快干硅溶胶的（de）推广，将其生（shēng）产成本及制壳周期大大（dà）降低和缩（suō）短，克服了（le）这2点不足，硅溶胶型壳(低温（wēn）蜡或中温蜡)将（jiāng）在我国精铸（zhù）界得到广泛应用，毕竟（jìng）高的铸件（jiàn）质（zhì）量（liàng）是（shì）zui重要的指标（biāo）。
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1、铸件“桔皮（pí）”缺陷的特征 铸（zhù）件“桔皮”是生产中反（fǎn）复出现的一种（zhǒng）铸造缺陷，它对铸件（jiàn）质量（liàng）的影响较大，缺陷（xiàn）出现在铸件肥（féi）厚部位、热（rè）节及内浇道（dào）附近以及受热（rè）集（jí）中而（ér）冷却又慢（màn）的部位。铸件表面有（yǒu）微凸的小圆斑，呈“眼圈”状，这些表面粗糙（cāo），看起来象“桔子皮（pí）”的斑点，在（zài）多种铸件中反复出（chū）现（xiàn），有时整（zhěng）批（pī）铸（zhù）件均有（yǒu），其在每个铸件（jiàn）上的数（shù）量少（shǎo）则几个，多至整个（gè）平（píng）面；小圆斑有的较大，有的小至麻点；有时是单个分散的（de），有时也呈密集的片状（zhuàng）凸起物，高出铸件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公司统计，废品中的15%是“桔皮”缺（quē）陷造成的，而且碳钢件产生桔皮缺陷的（de）机会更多一些。 2、“桔皮”缺陷产生的原因分析 导致“桔（jú）皮”产生的根本的原因是涂料表面（miàn）堆积、硬化（huà）不（bú）充分。型壳在焙烧后，其表面上（shàng）形成黄色或黄绿色玻璃（lí）体，浇注后与钢液（yè）反应而形（xíng）成硅酸盐瘤粘（zhān）附于铸件表面。单纯地（dì）延长（zhǎng）硬（yìng）化时间，无助于zui终解决“桔（jú）皮（pí）”问题。通过实（shí）践，有以下几（jǐ）方面的原因。 2.1原材料方面（miàn）的影响 众所（suǒ）周知（zhī），水玻（bō）璃涂料的（de）粉液比（bǐ）低，粉料分布不均匀。水玻（bō）璃的（de）模数愈（yù）高，密度愈大，则（zé）涂料（liào）的粉液比愈低，粉料的分布愈不均（jun1）匀，也zui不易充分（fèn）硬化。 (1)水玻璃的影响 水（shuǐ）玻璃的模（mó）数、密度以（yǐ）及杂质的多少对（duì）涂料的流动性影响极（jí）大。随着模数的增大，水玻璃中亚胶粒子比例（lì）增加，其粘度会随之增加，涂料的流（liú）变性恶化，当模组涂挂时极易在（zài）表层造成局（jú）部涂料堆（duī）积。 水玻璃参数不一致对涂料性能的影响是很大的，这（zhè）一点很容易被忽视。参数的不一（yī）致性表现在两个方（fāng）面。 其一是模数的不一（yī）致性（xìng），刚进厂的水玻璃只有经过长时（shí）间（jiān）的静置扩散(分散（sàn）)后才能使同一（yī）批模数趋于一致，达到稳（wěn）定的（de）分散（sàn）状态（tài）；这一（yī）过程所需时间在一星（xīng）期以上，如果急于使用则不可（kě）能获得理想的涂料流变性能。 其二是溶液密度（dù）的不一（yī）致性，在配涂料（liào）前通常要对水玻璃溶液的密度（dù）进（jìn）行调整，应该特别注意加水搅拌后马上测得的密（mì）度是不（bú）真实的（de），因为液体分散稳定的过程尚未完成，与所希望的密度有一定的误差，据（jù）此配制的涂料，其粘度和流动性都有误差。 (2)耐火粉料（liào）的影响（xiǎng） 耐火（huǒ）粉料颗粒的分布和（hé）形状对涂（tú）料流变性（xìng）的影响较大（dà），双（shuāng）峰粉涂料（liào）具有较好（hǎo）的流（liú）变性是大家公认的；但即便（biàn）是粒度分布基本相同（tóng）的双峰粉，当耐火粉（fěn）料颗料（liào）形状分别为多角（jiǎo）、尖角（jiǎo）和片（piàn）状的粉配制涂料时，在粉液（yè）比和（hé）水玻璃模数相同的（de）条件下其流变性也会有很大的差异。 当粉料形（xíng）状越（yuè）接近片状时（shí），其比表（biǎo）面积也越大，颗粒间的摩（mó）擦力和作用力增大，涂料的粘度将大于多角（jiǎo）形的粉料。 (3)水（shuǐ）玻璃密度和（hé）粉液比的综合影响 水玻璃密度和粉（fěn）液（yè）比的变化对表层涂料流变性的影响（xiǎng）是非（fēi）常（cháng）直观的，水玻璃密度和粉液比过大时涂料粘度增加（jiā）、流变性变差、涂层变厚会引起涂（tú）料在（zài）型壳表面局部堆积，型壳硬化（huà）不良zui终导致“桔（jú）皮”问题。 2.2工艺方面的影响 (1)表面层风干不充分。表面层风干是（shì）涂料的再均匀化过程，同时，也是（shì）水玻璃脱水固化过程，如风（fēng）干时间过短（duǎn），表（biǎo）面层涂料在熔模表面分布不均匀，造成其后的（de）硬化不充分，脱蜡后（hòu）将（jiāng）在（zài）型（xíng）壳内表面形成团状（zhuàng）聚（jù）集（jí）物，局部（bù）形成钠盐杂质（zhì）。 (2)过度滴控。过（guò）度滴控指表面层浸挂涂料时（shí），单方向流动未（wèi）能（néng）及时粘砂，将导致涂料（liào）在熔（róng）模表面局部方向上的堆积，造成其后的硬化不完全。 (3)型壳（ké）层（céng）间硬化（huà）不良。由（yóu）于（yú）涂料层尤其是前两层中存在未硬化部分（fèn），未（wèi）硬化的涂（tú）料在脱蜡和焙烧后造成型（xíng）壳内（nèi）表面的钠盐聚集，与（yǔ）钢水反应后生成（chéng）“桔皮”缺陷（xiàn）。 2.3环（huán）境方面的（de）影响（xiǎng） 在寒冷（lěng）的（de）冬季，过低的室温使涂料流动性变（biàn）差造（zào）成涂料堆积，过厚堆积的涂料又不能完全（quán）硬化（huà）；此外硬化液的温（wēn）度（dù）随室温的降低也会造成硬化过程的缓慢和不完全。环境湿度的影（yǐng）响则主要发生（shēng）在雨季，空（kōng）气湿度的（de）增（zēng）加（jiā）会影响风干（gàn）过程，常因（yīn）为风干不（bú）足（zú）而出现“桔皮”问（wèn）题（tí）。 3、避免“桔皮”缺陷的措施（shī） 3.1原（yuán）料（liào）选用 (l)水玻璃在模数合适的（de）情况下，必（bì）须（xū）严格控制杂质含量（liàng）；应根据环境的温度、湿度、铸件的结构特点以及所（suǒ）配粉料（liào）的（de）特点（diǎn）调整（zhěng）水玻璃密度（dù）。 (2)粉料在粒度符（fú）合使用要求的条件下，其粒形至（zhì）关重要，球形和多角（jiǎo）形粉料是（shì）较（jiào）理（lǐ）想的，而片（piàn）状粉料不能使用。 3.2工艺对策 (1)水玻璃密度的（de）调（diào）整。密度的合适与否将直接影（yǐng）响铸（zhù）件的表面质量，密度（dù）过大会导致涂（tú）料流动性差而造成分层和“桔皮”缺陷（xiàn），密度过小（xiǎo）又会形成（chéng）铸件表面的黄瓜刺；合适（shì）的密度通（tōng）常与环境（jìng）温度、粉料的粒度、微观形状及（jí）铸件的（de）结构（gòu）特（tè）点（diǎn）有关系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之（zhī）间，其调整原则是（shì）: ①环境温度高时增加（jiā）密度，低时减小（xiǎo）密度； ②粉料粗且（qiě）片状比例小时增加密度，粉料细（xì）且片状（zhuàng）比例大时减小密度； ③结构简单涂（tú）料易流动（dòng）的铸件可适（shì）当增加密度，反（fǎn）之减小密度（dù）。 (2)粉液比的确定。粉（fěn）液比（bǐ）也是影响铸件表面质量的重要因素之一，比例过大则会因（yīn）涂（tú）料的流动性差导致涂挂不均匀而产生分层和涂料堆积；而（ér）太小（xiǎo）则（zé）会产生铸件表面的黄瓜刺。其配比原则是（shì）在保证涂料流动性的前提下尽量（liàng）提高粉液比。 (3)硬化液的浓度、温度与硬（yìng）化时间。一般情况（kuàng）下（xià），氯化（huà）氨质量分数在25%以上（shàng）的硬化剂才会有较好的硬化效果；如果氯化（huà）铵含量低，靠延（yán）长时间是不能（néng）改善硬化效果的。 (4)涂挂操（cāo）作方式。实际生产中有相当（dāng）一部（bù）分“桔皮”问题是由于操（cāo）作不当造成的（de），涂料的单方向流动极易产生堆积而造成硬化不（bú）充分（fèn），所以在（zài）蜡模（mó）浸（jìn）挂（guà）涂料（liào）之后的（de）滴（dī）控直到撒（sā）砂完毕的整（zhěng）个过程中，必须不断改变模组的方向。 (5)脱蜡工艺。在脱蜡热水中补充适当的（de）硬化剂，由于硬（yìng）化剂的（de）吸热作用和反应，会进一步使得表面层所（suǒ）滞留的（de）反应产物NaCl溶（róng）于脱蜡水中而大部分去除，此时（shí），型壳表面形成的是一层低（dī）钠硅胶层，有利于防止“桔皮（pí）”缺陷的产生。 (6)环境温度。环（huán）境温度（dù）偏低会导致涂料流动性差，造成涂（tú）挂不（bú）均匀而形成桔皮（pí）及其他制壳缺（quē）陷（xiàn），制壳（ké）工序的环境温度应控制在15℃以上。
+查看全文23 2020-04
气泡是铸（zhù）件常见（jiàn）问题之一，而（ér）且（qiě）一旦铸件出现了气泡（pào）问题，也（yě）等于产品（pǐn）报废了。那么如何避免铸件产生气（qì）泡？看看下面这7条。 【缺陷现象】 铸件表皮（pí）下，聚集（jí）气体鼓胀所形成的（de）泡（pào），有（yǒu）时（shí）会崩裂，存在贯通和（hé）非贯（guàn）通两种（zhǒng）。 别名：鼓泡、起泡【原（yuán）因分析（xī）】 模具温度太高，开模过早。 填充速度太高，金属（shǔ）流卷入（rù）气体过多。 涂（tú）料发气量大，用量过多，浇（jiāo）注前（qián）未（wèi）燃尽，使挥发（fā）气（qì）体（tǐ）被包在铸件表层，另涂料含水（shuǐ）量大（dà）。 型腔（qiāng）内气体没有排出，排气不顺。 合金熔炼温度过高。 铝合金（jīn）液体（tǐ）除气（qì）不彻底，吸有较多气体，铸件凝固时析出留在铸件（jiàn）内（nèi） 填充时产（chǎn）生紊流。 【对应措（cuò）施】 1、测（cè）温枪测（cè）试模具表面温度（dù），显示数（shù）值超过工艺规定（dìng）范围（wéi）。降低模（mó）具表面（miàn）温度，增加保压时间； 2、铸件表面内浇口压入的金属流明显比（bǐ）其它部（bù）位亮很多（duō）。填充（chōng）速（sù）度高产生原因一方面是（shì）设备本身的（de）压射速度高（gāo），另一方面可能是（shì）内浇口太薄造成。降低（dī）压射速度，适当增加内浇口厚（hòu）度；判断内浇口薄的（de）方法：是否有浇口易（yì）粘现象，降低二快速度看远端是否有严重（chóng）压（yā）不实现象，不给压打（dǎ）件（jiàn），看是（shì）否有多股铝液流； 3、喷涂时察看雾的颜（yán）色是否呈白色，合模前察看型腔（qiāng）是否还有（yǒu）气体（tǐ）残留（liú）。更换涂（tú）料或增（zēng）大涂（tú）料与水的配比（bǐ）； 4、在（zài）烫模阶（jiē）段，铸件表面有明显的漩涡和（hé）涂料（liào）堆积。判断及解决方法：调开档，人为产生涨模，如果解决，需开排（pái）气道； 5、铸件表面内浇口压入的金属流（liú）特别亮并伴有粘结。适当降低（dī）浇注温度； 6、取样块测密（mì）度，看是（shì）否符合要（yào）求。重新进行（háng）除（chú）气（qì）处理或在保温（wēn）炉内进行再次精（jīng）炼； 7、烫模阶段铸件表（biǎo）面明显（xiǎn）有各流溶接不到一起的痕迹伴有涂料堆积。 判（pàn）断及（jí）解决方法：涂（tú）黑油生（shēng）产，看痕迹是否有堆（duī）积，分析堆积（jī）部位，解（jiě）决方法： a、开（kāi）设或加大相应部位的集渣包， b、调整内（nèi）浇口流向（xiàng）、位置或填充（chōng）方向（xiàng）。
+查看全（quán）文22 2020-04
1．冒口设计的基本原理 铸件冒口主（zhǔ）要是在铸（zhù）钢件上使用。铸铁件只用于个（gè）别的厚大件的灰（huī）铸铁件和球铁件上。金（jīn）属（shǔ）液在液态降温和凝（níng）固过程中，体积要收缩。铸件的体收缩大约为（wéi）线收缩的3倍。因此，铸钢（gāng）的（de）体收（shōu）缩通常（cháng）按（àn）3---6%考虑，灰铸铁按2---3%，不过由于灰铸铁和球墨（mò）铸铁凝固时的石墨化膨胀，可以（yǐ）抵消部分（fèn）体积收缩，所以如（rú）果壁（bì）厚均（jun1）匀，铸型紧实度高，通常不需要设计冒口。铸（zhù）件的体收缩如果得不（bú）到补充（chōng），就会在铸（zhù）件上或者内（nèi）部形成缩孔、缩陷或者缩（suō）松。严重时常常造成铸件报废（fèi）。 冒口尺寸计算原则（zé）是，首先计（jì）算需（xū）要补缩的金属液需要（yào）多（duō）少（shǎo）。通常把这一部分金属液假设成球体，并求出直径（设为d0）用（yòng）于冒口计算。冒口补缩铸件是有一定的范围------叫有效补缩距（jù）离，设（shè）为L，对厚度为（wéi）h的板状零件（jiàn）通常L=3~5h 。对（duì）棒（bàng）状零件（jiàn）L=（25~30）√h 式子中，h------铸件（jiàn）厚（hòu）度 2．冒口尺（chǐ）寸（cùn）的基本计算方法 冒（mào）口计算的（de）公式、图线、表格等有很（hěn）多。介绍（shào）如（rú）下。 zui常用的方法是，冒（mào）口直径 D=d0+h 理由是假定冒口（kǒu）和（hé）铸件以相同的（de）速度凝固，凝固过（guò）程是从铸件的两个表面向（xiàng）内层进行，当铸件完全（quán）凝固终（zhōng）了，正好冒口凝固了同（tóng）样的厚度，这时还剩下中间的空（kōng）心（xīn）的（de）缩孔，体积正好等（děng）于补缩球的体积，这（zhè）部分（fèn）金属液在凝固（gù）过（guò）程中正好补缩进了铸件。 当（dāng）铸件存在热节（jiē）时，可（kě）以把h换成热节的（de）直径T即可。 即（jí）D=do+T 。 另外设计冒口，还有个重要的部位，就是冒口（kǒu）颈，所谓冒（mào）口（kǒu）颈（jǐng）就（jiù）是（shì）冒口和铸件的连接通道，冒口里的金属液都是经由冒口颈补缩到铸（zhù）件里的。所以对冒口颈的截面（miàn）是有要求的，通（tōng）常取冒口（kǒu）颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口（kǒu）高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度（dù）还（hái）应该考虑（lǜ）要（yào）高于需要补（bǔ）缩部位的高度，否则就成了反（fǎn）补缩了，铸（zhù）件补缩了冒口，这（zhè）是要避免（miǎn）的。 3．其它计算方法 常用的经验计算方（fāng）法还有（yǒu）不计算需（xū）要估（gū）算补缩的（de）金属液，直接（jiē）将热（rè）节园的（de）直径乘个系数得出冒口直径（jìng）。例（lì）如 简单铸件 D=（1.05~1.15）T 外形（xíng）简（jiǎn）单，热节比较集中（zhōng）。 复杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外形（xíng）复杂，例如有许多筋条和（hé）铸件的其余部分连接。 中间类（lèi）型 D=（1.15~1.40）T 介于以上两种之间。 铸造（zào）生产的条件千差万别，因（yīn）素太多，以（yǐ）至于所有的（de）计算公式都是近似的有条件的。往往一个公式（shì）不一定适（shì）用于所有的场合。所以（yǐ）公（gōng）式中往往有取值范围较大的系数供（gòng）用户结合（hé）本单（dān）位（wèi）的情况选择。
+查看全文21 2020-04
型砂的配制包（bāo）括三个方（fāng）面（miàn），即原材料的准备、型砂的混制和将混制好的型砂调匀（yún）及松砂等工艺环节。铸造（zào）生（shēng）产中（zhōng）所（suǒ）使（shǐ）用的型砂（shā），有的是由回（huí）用（yòng）砂加适量的新（xīn）砂、粘（zhān）土（tǔ）和水经（jīng）混合（hé）均匀配制成的（de），有的全部是由（yóu）新的材料配制（zhì）成的。为了确（què）保新（xīn）砂（shā）质量，所有的原材料都须（xū）根据（jù）技术要求经验收合格（gé）后才能（néng）使（shǐ）用。为此（cǐ），在配砂前都必须进（jìn）行加工准（zhǔn）备。 （1） 新砂 新砂在采（cǎi）购、运输过（guò）程（chéng）中常混（hún）有草根、煤屑及泥块等杂物，同时（shí）含（hán）有一定数量的分（fèn）分。潮湿的原砂（shā）不（bú）易过（guò）筛（shāi），配砂时不便于控制型（xíng）砂的水分。因此，除含水（shuǐ）量低、用于手工造型的湿（shī）型砂可直接配制外，新砂（shā）在使用前（qián）必须进（jìn）行烘干和过筛。新（xīn）砂的（de）烘干用立式或卧式烘干滚筒，也可采（cǎi）用气流烘（hōng）干的办法。常（cháng）用的筛砂设备有手工筛、滚筒筛和振动筛（shāi）等。 （2） 粘土 刚开采（cǎi）的粘土（tǔ）往往含有（yǒu）较多的（de）水（shuǐ）分具多为块状，因此（cǐ）使（shǐ）用（yòng）前（qián）必（bì）须烘干、破碎并磨成粘土粉，主要由专门的工厂进行加工，包装万袋供应。有的（de）工厂事（shì）先将膨润土或粘土与煤粉按比例制成粘土—煤粉粉浆，使粘土充分吸水膨胀，混砂时与原砂（shā）一起加入到混砂机里混合均匀（yún）。这种做（zuò）法（fǎ）可（kě）简化（huà）混砂（shā）操作，便于运输，改善劳（láo）动条件，提（tí）高型（xíng）砂质量。但必（bì）须（xū）严格控制粉浆的含水量，否则会影响型砂性能。 （3） 附加物 煤粉（fěn）、硼配、氟化物和硫黄等附加物都必须（xū）粉碎、过筛后再使用。 （4） 旧砂（shā） 为了节省造型材料，降（jiàng）低铸件（jiàn）成（chéng）本（běn），旧砂应回用。旧砂在型砂所占比例很大，它对型砂的成（chéng）分及（jí）性能有着很（hěn）大的影响。旧砂中常混有各种杂物，如钉子、铁块和砂（shā）团（tuán）等，在回用前必须进行（háng）处理，包括将砂块粉碎，用电磁分离器除（chú）去其中的铁质杂物然后过筛，必要时进行冷（lěng）却。 在机械化程度（dù）高的铸（zhù）造车间，型砂需求（qiú）量（liàng）大，周转速度很快，往往旧砂（shā）的温度还比较高，有的回用（yòng）砂（shā）温度高达60摄氏度以上，如果采用这种型砂造型（xíng），容易（yì）粘附（fù）模样（yàng）、芯盒及砂斗。由（yóu）于型砂温度过高，会使水分蒸（zhēng）发太快，使（shǐ）型砂性能不（bú）稳定（dìng），同时影响铸件表面质量，影（yǐng）响造型（xíng）劳（láo）动生产率。因此必须在铸件落砂、旧（jiù）砂（shā）过筛、运（yùn）输和混砂（shā）过程中加（jiā）强通风冷却，降低（dī）型（xíng）砂温度。 （5） 混砂 混砂的任务是（shì）将各种原材料（liào）混（hún）合均（jun1）匀，使粘结剂包覆在砂（shā）粒表面上，混砂的质量主要取决（jué）于混砂工艺（yì）和混砂机的形式。 一（yī）、混砂机的形式。生产中常用的（de）混砂（shā）设备有辗轮式（shì）、摆轮式和叶（yè）片式（shì）混砂机（jī）。辗轮（lún）式混（hún）砂机除有搅拌作用外，还有辗压搓（cuō）揉作用，型（xíng）砂的质量较好，但生产效率较低，主要用来混制面砂和单一砂。摆式混砂机的生产效率比辗轮式（shì）高几倍，且可边混砂边鼓风冷却，并有一定的搓揉作（zuò）用，但型砂（shā）质量不如（rú）辗轮式混（hún）砂好，主要用于机械化程度高（gāo）、生（shēng）产量大的铸（zhù）造（zào）车间混制（zhì）单一砂及背砂。叶片式混砂机是一种连续作业式的设备，各种原是（shì）否无误混砂机的一（yī）端进（jìn）入（rù），混好的型砂从混砂机（jī）的另一端出来，生产效率高。叶片式混（hún）砂机有混合作用（yòng），但搓揉（róu）作用很差，主要用于混制背砂和粘（zhān）土含量（liàng）低的单一砂。 二、加（jiā）料（liào）顺（shùn）序（xù）与混砂时（shí）间。混（hún）制粘土型（xíng）砂的加顺序一般是（shì）先加（jiā）回（huí）用砂、原砂、粘土粉和附加（jiā）物等干料（liào），干混均匀后再加水湿混，均匀后即可使用。如果型砂中含有（yǒu）渣油液以及其（qí）他液态粘结（jié）剂，则应（yīng）先加（jiā）水将型砂混合均匀后再加（jiā）入油类粘结剂。这（zhè）种先加（jiā）干粉后（hòu）加水的混砂加料顺序存在的（de）缺点是，在混（hún）砂机的辗盘（pán）边缘遗（yí）留一些粉料，这些粉料（liào）吸水后粘附在（zài）混（hún）砂机壁上，直到混辗后期或卸砂时才脱落下来，使型砂（shā）里（lǐ）含有混合不均匀的粘土或煤（méi）粉（fěn）团块，恶化了型砂（shā）性（xìng）能（néng）。同时干混（hún）时粉尘飞（fēi）扬（yáng），劳动（dòng）条件差。因此，有的工（gōng）厂（chǎng）采用先（xiān）在回用（yòng）砂里加水混合，然后加粘土及煤粉混合均（jun1）匀，zui后再（zài）加少量水分调节到所需要的含（hán）水量的混砂（shā）工艺（yì）。试验结果（guǒ）表明（míng），后面这种加料顺序（xù）可缩短混砂（shā）时间，提高型砂质量，改（gǎi）善劳动条件。 为了使各种（zhǒng）原材料（liào）混合均（jun1）匀，混砂时（shí）间不能太短，否则影响型砂性能（néng），但混（hún）砂时间也不宜过长。否（fǒu）则将使（shǐ）型砂温（wēn）度升高，水分过（guò）多挥发，型砂（shā）结（jié）成块（kuài）状，性能变坏且生产效率低。混砂时间主要根据（jù）混砂机的形式（shì）、粘土（tǔ）含量、对（duì）型砂（shā）性能要求等来决定（dìng）。一般来说，粘土含量（liàng）越多（duō），对型砂质量要求越高，混砂时间越长。采用辗轮式混砂机混制面砂时（shí），混砂时间一般为（wéi）6—12分钟，北砂为（wéi）3—6分钟（zhōng），单一（yī）砂为4—8分钟（zhōng）。 （6） 调匀 型（xíng）砂的调匀又称回（huí）性、渗匀，是指将混好的（de）型砂在不失去（qù）水（shuǐ）分的条件（jiàn）下放置一段时间，使水（shuǐ）分（fèn）均匀渗透到型砂中，让粘土充分吸水膨胀，以提高型砂的强度（dù）和透（tòu）气性等性能。调匀时间主（zhǔ）要根据（jù）粘土种（zhǒng）类（lèi）及加入量而定。型砂中粘土含量越多，原砂（shā）的颗粒越（yuè）细，调匀时间越长（zhǎng）。调匀（yún）时间应适当，否则型砂性能难以满足（zú）要注。单一（yī）砂（shā）一般（bān）为2—3小时，面砂为4—5小时。机械化铸造厂间型砂调（diào）匀是在型砂调匀斗里进行，非（fēi）机械化的（de）手工造型车间（jiān）是（shì）将混好（hǎo）的型（xíng）砂堆放在轩（xuān）间地面上（shàng），并用湿麻袋覆盖进行（háng）调匀。 型砂经混辗和调匀后会被压（yā）实，有的被压成团块。如果采用这种型砂直接造型（xíng），型（xíng）砂的（de）坚实（shí）度（dù）不（bú）均匀，透（tòu）气性等（děng）性能差。因此（cǐ），调（diào）匀后的（de）型砂必须经松砂或过筛才能使用。在机械化的铸造车间（jiān）一般采用圆棒式或叶片式松砂机（jī）进行松（sōng）砂处理。在百机械化的手工造（zào）型车（chē）间，常（cháng）用移动式松砂机或用筛孔为5—8毫米的筛子过（guò）筛。
+查看全文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸造（zào）领域已有相当长的历（lì）史（shǐ），铸件的（de）产量也（yě）相当大；但采用覆（fù）膜（mó）砂（shā）铸造生产精密（mì）铸钢件时面（miàn）临很多（duō）难题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如何解决这（zhè）些问题有待于（yú）我们（men）去进一（yī）步探讨。 一、对覆膜砂的（de）认识与了解（覆膜砂（shā）属于有机粘结剂型、芯砂（shā）） （1）覆膜砂的（de）特点：具有（yǒu）适（shì）宜的强度性能；流动（dòng）性好，制（zhì）出的砂型、砂芯（xīn）轮廓清晰（xī），组织致密，能够制造出复杂的砂芯（xīn）；砂（shā）型（芯）表面质量好，表面粗糙（cāo）度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级；溃散性好，铸件（jiàn）容易清（qīng）理（lǐ）。 （2）适用（yòng）范围：覆（fù）膜砂既可制作铸型（xíng）又可制作（zuò）砂（shā）芯，覆膜砂的型（xíng）或芯既可（kě）互相配合使用又可与其它砂型（xíng）（芯）配合使用；不仅可以用于金属型重力铸造或（huò）低压铸造（zào），也可以用于铁型覆砂铸造，还可以用于热法离心铸造；不仅可以用（yòng）于铸铁、非铁合金铸件的生产，还可以用于铸（zhù）钢件的生产。 二、覆膜砂的（de）制备 1．覆膜砂（shā）组成 一般由耐火（huǒ）材料、粘（zhān）结（jié）剂、固化剂、润滑（huá）剂及（jí）特殊添加剂组成（chéng）。 （1）耐火材料是（shì）构成覆膜（mó）砂的（de）主体（tǐ）。对（duì）耐火材料的要求是：耐火度高、挥发（fā）物（wù）少、颗粒较圆整、坚实等。一（yī）般选（xuǎn）用天然擦洗硅砂。对（duì）硅砂（shā）的要求（qiú）是：SiO2含量高（铸（zhù）铁及非铁合（hé）金铸件（jiàn）要求大（dà）于90%，铸钢件（jiàn）要（yào）求大于97%）；含泥量不大于（yú）0.3%（为（wéi）擦洗砂）--[水洗砂含泥量规定小于；粒度①分布在相邻3～5个筛号上（shàng）；粒形圆整，角形因素应不大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂（jì）普（pǔ）遍采用酚醛树脂。 （3）固化剂通常采用乌洛托（tuō）品（pǐn）；润滑剂一般采用（yòng）硬（yìng）脂酸（suān）钙，其作（zuò）用是防止覆膜砂结块，增（zēng）加流动性。添加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能。 （4）覆（fù）膜砂（shā）的（de）基本配比 成（chéng）分 配（pèi）比（质（zhì）量分数，%）说明：原砂 100 擦（cā）洗（xǐ）砂， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原（yuán）砂重 ，乌洛（luò）托品（水溶液（yè）2）10～15 占树脂（zhī）重，硬脂（zhī）酸钙 5～7 占树脂（zhī）重，添加（jiā）剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重。1：2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原砂重（chóng）。 ２．覆膜砂的生产工艺 覆膜砂（shā）的制备工艺主要有冷法（fǎ）覆膜、温（wēn）法覆膜、热法覆（fù）膜三种，目前覆（fù）膜砂的生产几乎都是采用热覆膜（mó）法（fǎ）。热法覆（fù）膜工（gōng）艺是先（xiān）将原砂加热到一定温度，然后分别与树脂、乌洛托品（pǐn）水溶液和硬脂酸（suān）钙混合（hé）搅拌，经（jīng）冷（lěng）却（què）破碎（suì）和筛分而成（chéng）。由（yóu）于配方的差（chà）异，混制工艺（yì）有所（suǒ）不同。目前国内覆膜砂生产线的种类很多，手（shǒu）工加料的（de）半自动生（shēng）产线约有2000~2300条，电（diàn）脑控制的全自动生（shēng）产线也已经有将近50条，有效提高（gāo）了生产效率和产品稳定性。例如（rú）xx铸造有（yǒu）限公司的（de）自动（dòng）化可视生（shēng）产线，其加（jiā）料时间控（kòng）制精确到0.1秒，加热（rè）温度控制精（jīng）确到1/10℃，并且可以通过视频（pín）时（shí）时观察混砂（shā）状态，生（shēng）产效率（lǜ）达到6吨/小（xiǎo）时。 ３．覆膜砂（shā）的主要产品类型（xíng） （1） 普（pǔ）通类（lèi）覆膜砂 普（pǔ）通（tōng）覆膜（mó）砂即（jí）传统覆膜（mó）砂，其组成通常（cháng）由石英砂（shā），热（rè）塑性（xìng）酚醛树脂，乌洛托品和硬脂（zhī）酸钙构成，不（bú）加有关（guān）添加剂，其树脂加入量通常在一定强度要求（qiú）下相对较高，不（bú）具备耐高温，低膨胀、低发（fā）气等特性，适用于要求不高的铸件（jiàn）生产（chǎn） （2） 高强度低发气类覆膜砂 特（tè）点：高强度（dù）、低膨胀、低发气、慢发（fā）气、抗（kàng）氧化（huà） 简介（jiè）:高强度低发气覆膜砂是（shì）普通（tōng）覆膜砂的更新换（huàn）代产品，通过加入有（yǒu）关特性的“添加（jiā）剂”和采用（yòng）新的配制（zhì）工艺，使树脂用量大（dà）幅度（dù）下降，其强度比普通覆（fù）膜砂高30%以上，发气（qì）量显著降低，并能延缓发气速度，能更好（hǎo）地适应（yīng）铸件生（shēng）产的需要（yào）。该类覆膜砂（shā）主要适用于铸铁件中，中小铸钢、合金（jīn）铸钢（gāng）件的生产（chǎn）。目（mù）前该类覆膜砂有三个系列：GD-1高强度低（dī）发（fā）气覆膜砂；GD-2高强度（dù）低膨胀低（dī）发（fā）气覆膜砂（shā）；GD-3高（gāo）强度低膨胀低（dī）发气抗氧化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂（shā）(ND型（xíng）) 特点：耐高温、高强度、低（dī）膨胀（zhàng）、低发气（qì）、慢发气、易溃散、抗氧化（huà） 简介:耐高（gāo）温覆膜砂是通过特殊工艺（yì）配方技术生产出（chū）的具（jù）有优异高温性（xìng）能（néng）(高温（wēn）下强度高、耐热时（shí）间长、热膨胀量小、发气量低)和综合铸造性能的新（xīn）型（xíng）覆膜砂。该类（lèi）覆膜砂特别适用于复杂薄壁精密（mì）的铸铁件(如汽车发动机（jī）缸体、缸盖（gài）等)以及高要求的铸钢件(如集装箱角（jiǎo）和火（huǒ）车刹车缓；中（zhōng）器壳件等)的（de）生产，可（kě）有效（xiào）消除粘砂（shā）、变形、热（rè）裂和气孔等铸造缺（quē）陷。目（mù）前该覆膜砂有四个系列：VND-1耐高（gāo）温覆（fù）膜砂. ND-2耐高温低（dī）膨（péng）胀低发气覆膜砂（shā） ND-3耐高温低膨（péng）胀低发气抗氧（yǎng）化覆膜砂 ND-4耐高温高（gāo）强底低膨胀（zhàng）低发（fā）气覆膜 （4） 易溃（kuì）散类覆膜砂 具（jù）有较好（hǎo）的强度，同时具有优异的（de）低温溃散（sàn）性能，适用于生产有色金属铸件。 （5） 其它（tā）特殊（shū）要（yào）求（qiú）覆膜（mó）砂 为适应不同产品的需要，开发（fā）出了系（xì）列（liè）特种覆膜砂如：离（lí）心（xīn）铸造用覆膜砂、激（jī）冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂等。 三、覆膜砂制（zhì）芯主要工艺过（guò）程 加热温度200-300℃、固（gù）化时间（jiān）30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流（liú）动性（xìng）好的（de）覆膜砂可选用较低（dī）的射砂压力，细薄砂（shā）芯选择较低的加热温（wēn）度，加热（rè）温度低时可适当延长固化时（shí）间等。覆膜砂所使用的树脂是酚醛类树脂。制芯工艺的优点：具有（yǒu）适宜的强度性能；流动（dòng）性好；砂（shā）芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性强；溃（kuì）散性（xìng）好，铸件（jiàn）容（róng）易清理。 1、铸型（模具）温度 铸型温度是影（yǐng）响（xiǎng）壳层（céng）厚度及强度的主要因素（sù）之（zhī）一,一般控制在（zài）220～260℃,并（bìng）根据（jù）下列原则选（xuǎn）定: （1）保证（zhèng）覆膜砂上的树（shù）脂软化及固化所需的足够热量； （2）保证形成（chéng）需（xū）要的壳厚（hòu）且（qiě）壳型（xíng）（芯）表面不焦化（huà）； （3）尽量缩短（duǎn）结壳及硬（yìng）化时（shí）间，以提高生产率。 2、射砂压力及时间（jiān） 射砂时间一（yī）般控制在3～10s，时间过短则（zé）砂型（芯）不能成型（xíng）。射砂压力一般为0.6MPa左右；压力过低时，易（yì）造成射不（bú）足或疏松现象。3、硬化时间：硬（yìng）化时间（jiān）的长短主要取决于砂（shā）型（芯（xīn））的厚（hòu）度与（yǔ）铸型的温度，一般在60～120s左（zuǒ）右。时间过（guò）短，壳（ké）层未完（wán）全（quán）固化则（zé）强度低；时间过长（zhǎng），砂型（芯）表面（miàn）层易烧焦影响铸件质量（liàng）。覆膜砂造型（芯）工艺（yì）参数实例：序号图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时间（s）硬化时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜砂应（yīng）用中存（cún）在（zài）的（de）问题及解决对策（cè） 制芯的方法种类很（hěn）多，总的可以划分为热固性方法（fǎ）和冷固性方法两大类，覆膜砂制芯属（shǔ）于热固性（xìng）方（fāng）法（fǎ）类。任何一种制芯方法都有其自身的优点和缺（quē）点，这主（zhǔ）要取决于产品的质量（liàng）要求、复（fù）杂程度、生产批量、生产成本、产（chǎn）品价（jià）格等综（zōng）合因（yīn）素来（lái）决（jué）定采用何种（zhǒng）制（zhì）芯方法（fǎ）。对铸件内腔表面质量要求高，尺寸精度要求高（gāo）、形状复杂（zá）的砂芯采用覆膜砂（shā）制芯是非常（cháng）有效（xiào）的。例如：轿车发动机气缸盖的进排气道砂芯、水道砂芯、油道（dào）砂芯，气缸体（tǐ）的水道（dào）砂芯、油道砂（shā）芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂（shā）芯，液压阀（fá）的流道（dào）砂芯，汽车（chē）涡轮增压器气道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还常遇到一些问题，这里仅（jǐn）就工作中的体会（huì）略谈一二。 1、覆膜砂（shā）的（de）强（qiáng）度（dù）和发气量的确定方法 在（zài）原砂质量和树脂（zhī）质量一定的前提下，影（yǐng）响覆膜（mó）砂强度（dù）的关（guān）键因素主（zhǔ）要取于（yú）酚醛树脂的加入量。酚醛树（shù）脂（zhī）加入量（liàng）多（duō），则强度就提高，但发气量也增加，溃（kuì）散（sàn）性就降（jiàng）低（dī）。因此在（zài）生（shēng）产应（yīng）用中一定要控（kòng）制覆膜砂的强度来减少发气（qì）量，提高溃散（sàn）性，在强度标准的制订（dìng）时定要找到一个平衡点。这个平衡点就是保证砂芯的表（biǎo）面质（zhì）量及在浇注时（shí）不产生变形、不产生断芯前提下的强度。这样才能保证铸件的表（biǎo）面质量和（hé）尺寸精度（dù），又可以减（jiǎn）少发气量，减少铸造（zào）件气孔缺陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬（bān）运过程中可以采用工位器具、砂芯小车，并在其上（shàng）面铺（pù）有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样（yàng）可以减（jiǎn）少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂芯（xīn）的存放期 任何砂芯都会吸湿，特别是南方地区（qū）空（kōng）气相对湿度大，必（bì）须对砂芯存放（fàng）期（qī）在工艺文（wén）件上（shàng）加以规定，利用精益（yì）生产先进先出的生产方式减少（shǎo）砂芯的存放量和存放周期（qī）。各企业应结合自己的厂房条件和当（dāng）地（dì）的气候条件来确定砂芯的存（cún）放周期。 3、控制好覆膜砂的供货质量 覆（fù）膜砂（shā）进厂（chǎng）时必须（xū）附有供应商的质量保证（zhèng）资料，并（bìng）且企业根（gēn）据抽样标准进（jìn）行（háng）检查，检查合格后（hòu）方可入库。企业取（qǔ）样检测不合格时由质保和（hé）技术部门做出处理结果，是让步接受或向供应商退货。 4、合格的（de）覆膜砂在制（zhì）芯时发（fā）现砂芯断（duàn）裂变形（xíng） 制芯时砂芯的断（duàn）裂变形通常（cháng）会（huì）认为覆膜砂强度低造成的。实（shí）际（jì）上砂（shā）芯断裂（liè）和变形会（huì）涉及到（dào）许多（duō）生产过（guò）程。出（chū）现不正常情况，必须要查到（dào）真正（zhèng）的原因才能（néng）彻底解决。具体（tǐ）原因（yīn）如下： （１）制（zhì）芯时模（mó）具（jù）的温度和留（liú）模时（shí）间，关系（xì）到砂芯结（jié）壳硬化（huà）厚度是（shì）否满足工艺要求。工（gōng）艺上所规定的工艺参数（shù）都需要有一个范（fàn）围，这个范围需（xū）靠（kào）操作人员的技能来进（jìn）行调整。在模具温（wēn）度上限时（shí）留模时间可以取（qǔ）下限，模具温（wēn）度在下（xià）限时留模时间取上限。对操作人（rén）员需要（yào）不（bú）断地培训提高操（cāo）作技能。 （２）制芯（xīn）时在模具（jù）上（shàng）会粘有酚醛树脂和砂（shā）粒，必须进行（háng）及时清理（lǐ）并（bìng）喷上（shàng）脱模剂（jì），否则（zé）会越积（jī）越多开模时（shí）会（huì）把砂（shā）芯拉断或变形。 （３）热芯盒（hé）模具（jù）静（jìng）模上的弹簧（huáng）顶杆（gǎn），由于长期在高温（wēn）状态下工作会产（chǎn）生弹性失（shī）效（xiào）而造成砂芯断裂或变形。必须及（jí）时更换弹簧。 （４）动模和（hé）静模不平行或（huò）不在同一中（zhōng）心线上，合（hé）模时在油（yóu）缸或气缸的压力作用下，定位销前端有一段斜度，模具（jù）还是会（huì）合紧，但在开（kāi）模（mó）时动模和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂或变形。在这种情况下（xià）射砂（shā）时会（huì）跑砂，砂芯的（de）尺寸会变大。解决对策是及时调整模（mó）具的平行（háng）度和同轴（zhóu）度。 （５）在（zài）壳芯机上生产（chǎn）空心砂芯（xīn）时，从砂（shā）芯中倒出尚（shàng）未（wèi）硬化的覆膜砂（shā）需要重新（xīn）使用时，必须（xū）进行过筛并未用（yòng）过的（de）覆膜砂按３：７比（bǐ）例（lì）混（hún）合后使用（yòng），这样（yàng）才能保证壳芯砂（shā）芯的表面质量和（hé）砂芯强度。
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什么叫（jiào）淬火？ 钢（gāng）的淬火是将钢加热到临（lín）界温（wēn）度Ac3（亚共析（xī）钢）或Ac1（过共（gòng）析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分（fèn）奥氏体化，然后以大（dà）于临界冷却速度（dù）的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行（háng）马氏体（或贝氏体）转变（biàn）的热处（chù）理工艺（yì）。通常也将铝合金、铜合（hé）金、钛合（hé）金、钢化玻璃等材料的（de）固溶处理（lǐ）或带有快速冷却过程（chéng）的热处理（lǐ）工（gōng）艺称为淬火（huǒ）。 淬（cuì）火的目的： 1）提高金属成材（cái）或零件的机械性能。例如（rú）：提（tí）高（gāo）工具、轴承等（děng）的硬度和耐（nài）磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴（zhóu）类零件的（de）综合机械（xiè）性能等。 2）改善某些特殊钢的材料（liào）性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁（cí）钢的永（yǒng）磁性（xìng）等。 淬火冷却时，除需合理选用淬（cuì）火介质外，还要（yào）有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要（yào）有（yǒu）单液（yè）淬火，双液淬火，分（fèn）级淬火、等温淬火，局部淬火等。 钢铁工件在淬火后具有以下特点： ① 得到了马氏（shì）体、贝氏体、残余奥（ào）氏体等不平衡（即不稳定）组织。 ② 存在较大内应力。 ③ 力学性能不能满足（zú）要求。因此，钢铁工件淬（cuì）火后一（yī）般都要经过回（huí）火 什么（me）叫回火？ 回（huí）火是将淬火后的（de）金属成材（cái）或（huò）零件加热到某（mǒu）一温（wēn）度，保（bǎo）温一定时间后，以一定（dìng）方（fāng）式冷却的热处理工艺，回火是淬火后（hòu）紧接着进行的一种（zhǒng）操（cāo）作，通常也（yě）是工件进行热处理（lǐ）的zui后一道工（gōng）序（xù），因而把淬火和回火的联合工艺称（chēng）为zui终（zhōng）处理。淬（cuì）火与（yǔ）回火的主（zhǔ）要目的是： 1）减少内应（yīng）力和降低脆性，淬火件（jiàn）存在着很（hěn）大的应力和脆（cuì）性，如没有及时回火（huǒ）往往会产生变（biàn）形甚至开裂。 2）调整（zhěng）工件的机械性（xìng）能（néng），工件淬火后（hòu），硬度高，脆性大（dà），为了满足各种工件不同的性能要求（qiú），可以通（tōng）过回火来调（diào）整，硬（yìng）度，强度，塑性和韧性。 3）稳定（dìng）工件尺寸。通过回（huí）火可（kě）使金（jīn）相组织（zhī）趋于稳定，以（yǐ）保证在（zài）以后的使用过程中不再发生变形。 4）改善某些合金钢的切削性能。 回火的作用（yòng）在于： ① 提高（gāo）组织稳（wěn）定性，使工件在使用过程（chéng）中不再（zài）发生组织转变，从而使（shǐ）工件（jiàn）几何尺寸和（hé）性能（néng）保持稳（wěn）定。 ② 消除内应力，以（yǐ）便改善工件的使用性能并稳（wěn）定工件几何尺寸（cùn）。 ③ 调整钢铁的力学性（xìng）能以（yǐ）满足使（shǐ）用要求。 回火之所以（yǐ）具有这些作用（yòng），是因为温度升（shēng）高时，原子活动能力（lì）增强，钢铁中的（de）铁、碳和其他合金元素的（de）原子可以较快地（dì）进行（háng）扩散，实现原子的重（chóng）新（xīn）排列组合（hé），从而使不稳定的不平衡组（zǔ）织（zhī）逐步转变为（wéi）稳定（dìng）的平衡组织（zhī）。内应力的消除还与温度升高时金（jīn）属强度降（jiàng）低有（yǒu）关。一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。回火温度越高（gāo），这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量（liàng）较高的合（hé）金钢，在某一温度范围回（huí）火时，会析（xī）出（chū）一些颗粒细小的（de）金属化（huà）合（hé）物（wù），使强度和硬度上升。这种现（xiàn）象称为二次硬化。 回火要求：用途（tú）不同的工件应在不同（tóng）温度下回火（huǒ），以满足使用中的要求。 ① 刀具、轴（zhóu）承、渗（shèn）碳（tàn）淬火零件、表（biǎo）面淬火零（líng）件（jiàn）通常在250℃以下进行低温回火。低温回火后硬度变（biàn）化不（bú）大，内应力（lì）减小，韧性稍有提高。 ② 弹簧在（zài）350～500℃下中温回火，可获（huò）得较高的弹性和必要的韧性。 ③ 中碳结构（gòu）钢制作（zuò）的零件通常在500～600℃进行高温回（huí）火（huǒ），以获得适宜（yí）的强度与韧性的良好配合。 钢在300℃左（zuǒ）右回火时，常使其脆性增大，这（zhè）种现象称为首类回火脆性。一（yī）般不应在这（zhè）个（gè）温（wēn）度区间回火（huǒ）。某些中（zhōng）碳（tàn）合金结构钢（gāng）在（zài）高温回火后，如果（guǒ）缓慢冷（lěng）至室温，也易于（yú）变脆。这种（zhǒng）现象称为第二类回火脆性。在（zài）钢中加入钼，或（huò）回火时（shí）在油或水中冷（lěng）却，都可以防止第二（èr）类回火脆（cuì）性。将第二类（lèi）回火脆性的钢重新加热（rè）至原来的回火温（wēn）度，便（biàn）可以消除这种脆性。 在生产中，常根据对工件性能的要求。按（àn）加热温度的（de）不（bú）同，把回火分为（wéi）低温回火，中温回火（huǒ），和高温回火。淬火（huǒ）和随后的高温回火（huǒ）相结合的（de）热处理工艺称为调质，即在（zài）具有高度强度（dù）的同时，又有好的塑性韧性。 1、低（dī）温回火：150-250℃ ，M回，减少内应力和脆性，提高（gāo）塑韧性（xìng），有较高（gāo）的硬（yìng）度和耐（nài）磨性（xìng）。用于制作量具、刀（dāo）具和滚动轴承（chéng）等。 2、中温回火（huǒ）：350-500℃ ，T回，具有（yǒu）较高的弹（dàn）性，有一定的塑（sù）性和硬度。用于制作弹簧、锻模等（děng）。 3、高温回火：500-650℃ ，S回（huí），具（jù）有良好的（de）综（zōng）合力学性能。用于制作齿轮（lún）、曲轴（zhóu）等。 什么是正（zhèng）火? 正（zhèng）火是—种改善钢材韧性的热处理。将（jiāng）钢构件加热到（dào）Ac3温度（dù）以上30〜50℃后，保温一（yī）段时间（jiān）出炉空冷。主要特点是冷（lěng）却速度（dù）快于退火而低于淬火，正（zhèng）火时可在稍快的冷却中（zhōng）使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满（mǎn）意的（de）强度（dù），而且可以明显提高韧性（xìng）(AKV值），降低构（gòu）件（jiàn）的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢（gāng）锻（duàn）件与铸造（zào）件经（jīng）正火处理（lǐ）后，材料的综合力学（xué）性能（néng）可以大大改善，而且也改善了切削（xuē）性（xìng）能。 正火有以下目的和（hé）用（yòng）途： ① 对亚共（gòng）析钢（gāng），正火用（yòng）以消除铸、锻、焊件（jiàn）的（de）过（guò）热粗晶组织和魏氏组织（zhī），轧（zhá）材（cái）中的带状组织；细化晶粒；并可作为淬火（huǒ）前的预先热处理。 ② 对过共析钢，正火可（kě）以消除网状二次（cì）渗碳体，并使珠光体细化，不但改善机械性能，而且有利于以后的球化退火。 ③ 对（duì）低（dī）碳深冲薄钢板，正火可以消除晶界的（de）游离渗碳体，以改善其深冲性（xìng）能。 ④ 对低碳钢和低（dī）碳低合金钢，采用正火，可得到较多的细片（piàn）状珠光体组织，使（shǐ）硬度增高到HB140-190，避（bì）免切削时的“粘刀”现（xiàn）象，改善切削（xuē）加工性（xìng）。对中碳钢，在既可用正（zhèng）火又可用退火的场合下，用正火（huǒ）更为经济和（hé）方便。 ⑤ 对（duì）普通中碳（tàn）结构钢，在（zài）力学性能要求不（bú）高的场合下，可用（yòng）正火代替淬火加高（gāo）温回火，不仅操作简便（biàn），而且使钢材的组织（zhī）和（hé）尺寸稳定。 ⑥ 高温正火（huǒ）(Ac3以上（shàng）150～200℃)由于高温下扩散速度较高,可（kě）以减少（shǎo）铸件和锻件的成分偏（piān）析。高温正火后的粗大晶粒可通过随（suí）后第二次较（jiào）低温度的正火予（yǔ）以（yǐ）细化。 ⑦ 对某（mǒu）些（xiē）用（yòng）于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢，常采用正火以获得（dé）贝（bèi）氏体组织，再（zài）经高温回火，用于400～550℃时具有良（liáng）好（hǎo）的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材以（yǐ）外，正（zhèng）火还广（guǎng）泛（fàn）用（yòng）于球墨铸铁热处（chù）理，使其（qí）获得珠光体（tǐ）基体，提高球（qiú）墨铸铁的强（qiáng）度。 由于正火的特点是空气（qì）冷（lěng）却，因而环境气（qì）温、堆放（fàng）方式、气流及（jí）工件（jiàn）尺寸对正火后的组织和（hé）性能均有影响。正（zhèng）火（huǒ）组（zǔ）织还可作为合金钢的一种分类方法。通常根据直径为25毫（háo）米的试样（yàng）加（jiā）热到900℃后,空冷得（dé）到的组织，将（jiāng）合金钢分为（wéi）珠光体钢、贝氏（shì）体钢、马氏体钢（gāng）和奥（ào）氏体钢。 什么是退火？ 退火是将金属缓慢加（jiā）热到一定温度，保持足够（gòu）时间，然后以适宜速度冷却的一种金属（shǔ）热（rè）处理工艺。退（tuì）火热（rè）处理（lǐ）分为完全退火，不完全退火（huǒ）和去应力退（tuì）火。退火材料的力学性能可（kě）以用拉伸试验（yàn）来检测，也可以用硬度试验来检测。许多钢材都（dōu）是以退火热处理状态供货（huò）的（de），钢材硬度检（jiǎn）测（cè）可以采（cǎi）用洛氏硬度计，测试HRB硬度，对于较薄的钢板、钢带（dài）以及薄壁（bì）钢管，可以（yǐ）采用（yòng）表面洛氏硬度（dù）计，检测（cè）HRT硬度。 退火的目的在于： ① 改善（shàn）或消除钢铁在（zài）铸（zhù）造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开（kāi）裂。 ② 软化工件以（yǐ）便进行切削加（jiā）工。 ③ 细化晶粒（lì），改善组织（zhī）以提高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理（淬火、回火）作好（hǎo）组织准备。 常用的退火工艺有： ① 完全（quán）退火（huǒ）。用以细化中、低碳钢经铸（zhù）造、锻压和焊接后出现的力（lì）学性能不（bú）佳的粗大（dà）过热组织。将工件加热到铁素（sù）体全部转变为（wéi）奥（ào）氏体的温度（dù）以上30～50℃，保温一段时（shí）间（jiān），然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次（cì）发生转变（biàn），即可使钢的组织（zhī）变细（xì）。 ② 球化退火（huǒ）。用以（yǐ）降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高（gāo）硬度。将工（gōng）件加热到钢开（kāi）始（shǐ）形成奥氏体的温度以（yǐ）上20～40℃，保温后缓慢冷却（què），在冷（lěng）却过程中（zhōng）珠光体中的片层状渗碳（tàn）体（tǐ）变为球状，从而降低（dī）了硬（yìng）度。 ③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬（yìng）度，以进行切削加工（gōng）。一（yī）般（bān）先以较（jiào）快（kuài）速度冷却（què）到奥氏体zui不稳定的温（wēn）度，保温适当时间（jiān），奥氏体转（zhuǎn）变（biàn）为托氏体（tǐ）或索（suǒ）氏体，硬度即可（kě）降低。 ④ 再结晶退火（huǒ）。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷（lěng）轧过程中（zhōng）的硬化现象（硬度升（shēng）高、塑（sù）性下降）。加热温度一般为钢开始（shǐ）形成奥氏体的温度以下50～150℃ ，只有（yǒu）这（zhè）样（yàng）才（cái）能消除加工（gōng）硬化效应使金属（shǔ）软化。 ⑤ 石墨化退火。用以使（shǐ）含有大（dà）量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸（zhù）铁。工艺操作是将铸（zhù）件加热到950℃左右，保温一定时间后（hòu）适当冷却，使渗碳（tàn）体分解形（xíng）成团絮状石墨。 ⑥ 扩散（sàn）退火。用以使合（hé）金铸件化学成分均匀化，提高其使用性（xìng）能。方（fāng）法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽（jìn）可能高的温度，并长（zhǎng）时间保温，待合金中各（gè）种元素扩散趋于（yú）均匀分布后缓冷。 ⑦ 去（qù）应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接（jiē）件（jiàn）的内应力。对于钢铁制品加（jiā）热后（hòu）开始形成奥氏体的温（wēn）度以下100～200℃，保温（wēn）后在空气中冷却，即（jí）可消除内应力（lì）。
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一、变形的（de）原因 钢的变形主要（yào）原（yuán）因是钢中存（cún）在内应力（lì）或（huò）者外（wài）部（bù）施加的应力（lì）。内应力是因（yīn）温度分（fèn）布不均（jun1）匀或者相变所致，残余应力也是（shì）原因（yīn）之一。外应力引（yǐn）起的变形主要是由于工件自重而造（zào）成的“塌陷”，在特殊情况下（xià）也应考虑碰撞被加热的工（gōng）件，或（huò）者夹持工具夹持所引（yǐn）起的凹陷等（děng）。变形包括弹性变形和（hé）塑性变形两种。尺寸变化主要是（shì）基（jī）于组织转变，故表现出同样的（de）膨胀和（hé）收缩（suō），但当（dāng）工（gōng）件上有孔穴（xué）或（huò）者复（fù）杂（zá）形状工件，则将导（dǎo）致附加的变形。如果淬火形成大量马（mǎ）氏体则发生膨胀，如（rú）果产生（shēng）大量（liàng）残余奥氏体则（zé）相应的要收缩。此外（wài），回（huí）火时（shí）一般发（fā）生（shēng）收缩（suō），而出现二次硬化现（xiàn）象的合金钢（gāng）则发生膨胀，如果进行深冷处理，则（zé）由于残余奥氏（shì）体的马（mǎ）氏（shì）体化而进一（yī）步膨胀，这些组织的比容都随（suí）着（zhe）含碳量的增加而增大，故（gù）含碳（tàn）量（liàng）增加也使尺（chǐ）寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生时段 1.加热过程：工件在加热过程中，由（yóu）于（yú）内（nèi）应力逐渐释（shì）放而产（chǎn）生变形。 2.保温（wēn）过程：以（yǐ）自重塌陷变（biàn）形为主，即塌陷弯（wān）曲。 3.冷却过程：由于不均匀冷却和（hé）组织转变而至变形。 三、加热与变形 当加热（rè）大型工件时，存在（zài）残余应力或者加热不（bú）均匀，均可产生（shēng）变形。残余应力主要来源（yuán）于加工过程（chéng）。当存在这（zhè）些应力时，由于随着温度的升高，钢（gāng）的（de）屈服强度（dù）逐渐下降，即使加热很均匀，很轻微的应力也会导致变形（xíng）。 一（yī）般，工件的外缘部位残余应力较高，当温度的上（shàng）升从（cóng）外部（bù）开始（shǐ）进行（háng）时（shí），外缘部位变（biàn）形较大，残（cán）余应力引（yǐn）起的变形包括弹性变形和（hé）塑性变形两种。 加热时产生（shēng）的热应力（lì）和想变应力（lì）都是导（dǎo）致变形（xíng）的（de）原因。加热速度越快、工件尺寸越大（dà）、截面变化越大（dà），则加（jiā）热变形越（yuè）大。热应力（lì）取决于温（wēn）度的不均匀（yún）分布程度和温度梯度，它们（men）都是导致热膨胀发生差异的原因。如（rú）果热（rè）应力高于（yú）材料的高温屈服点（diǎn），则引（yǐn）起塑性变形，这种塑（sù）性（xìng）变（biàn）形就表现为“变形（xíng）”。 相（xiàng）变应力主要源于相变的不等时性，即材（cái）料（liào）一部分（fèn）发（fā）生相（xiàng）变，而其它部分还未发生（shēng）相变时产生的。加热时材料的组织转变成奥氏体（tǐ）发生体积收缩时可（kě）出现塑性变形。如果材料的各部分同时（shí）发生相同的组织转变，则不产生应力（lì）。为（wéi）此，缓慢加热可以（yǐ）适当（dāng）降低（dī）加热变（biàn）形，zui好采（cǎi）用预热（rè）。 此外，由于加热中因自重而（ér）出现“塌陷（xiàn）”变形的情况非常多，加热温度（dù）越高，加热时（shí）间越（yuè）长，“塌陷”现象（xiàng）越严重。 四、冷却与变形 冷却不均（jun1）时（shí）将（jiāng）产生热应力导致变形发生。因工件的外缘（yuán）和内部存在冷（lěng）却（què）速度差异，该热应力是不可避免的，淬（cuì）火情况下，热应力与组织应力叠加，变（biàn）形更为复杂。加之组织的不均（jun1）匀、脱碳等，还会导致相变点出现差异，相变的膨胀量（liàng）也（yě）有所不同。 总之（zhī），“变形（xíng）”是相变（biàn）应力和热（rè）应（yīng）力共同所致，但并非全部应力都消耗在变形上（shàng），而是一部分作（zuò）为残（cán）余应力存在（zài）于工件中，这（zhè）种应力就（jiù）是导致（zhì）时效变形和时（shí）效裂纹的原因。 因（yīn）冷（lěng）却而导致的（de）变形表现为以下几（jǐ）种形（xíng）式： 1.件急（jí）冷初（chū）期，急冷的一侧凹陷（xiàn），然后（hòu）转（zhuǎn）为凸起，结果快冷的一（yī）面（miàn）凸起（qǐ），这种情况属于热应力引起的变形大于相变引（yǐn）起的变形（xíng）。 2.由热应力所（suǒ）引起的（de）变形是（shì）钢料趋（qū）于球（qiú）形化，而由相变应力所引起的变形则使（shǐ）之趋于（yú）绕线轴状。因此淬火冷（lěng）却所致（zhì）的变形表现（xiàn）为两（liǎng）者的结合，按照淬火（huǒ）方式的（de）不同，表现（xiàn）出不同的变形。 3. 仅对（duì）内孔部分淬火时，内（nèi）孔收缩。将（jiāng）整个环形工件（jiàn）加热整体淬火时，其外（wài）径总是增大，而内（nèi）径则（zé）根据尺（chǐ）寸的不同时涨时缩，一般内径大（dà）时，内（nèi）孔涨大，内（nèi）径小时，内（nèi）孔收缩 五、冷处理与变形 冷处理促进马氏（shì）体转（zhuǎn）变，温度较（jiào）低，产生的变形比淬火冷却要小，但此时产（chǎn）生（shēng）的应力（lì）较大，由于残余应力（lì）、相变应力（lì）和热应力等的叠加容易导（dǎo）致开裂（liè）。 六、回火与变形 工件（jiàn）在回火过程中由于内应力（lì）的均匀化、减小甚至（zhì）消失（shī），加上组织发生变（biàn）化，变（biàn）形趋（qū）于减小，但（dàn）同时，一旦出现变形，也是很难矫正（zhèng）的。为了矫正这种变形，多采（cǎi）用加（jiā）压回（huí）火或喷丸硬化等方法。 七 、重复淬火与变（biàn）形 通常情况下，一次淬火（huǒ）后的工件未经（jīng）过中（zhōng）间退火（huǒ）而进行重复（fù）淬火（huǒ），将增大变形（xíng）。重复淬火引（yǐn）起的变形，经过重（chóng）复淬火，其变形累加而趋于（yú）球状，容易产生龟（guī）裂，但形状相对稳定了，不再容易（yì）产生变形（xíng）了，因此（cǐ）重复淬火前应增（zēng）加（jiā）中间退火（huǒ），重（chóng）复淬火次数应小于等于2次（不含初次淬（cuì）火）。 八（bā）、残余应力与变形 加热过（guò）程中，在450℃左右，钢由（yóu）弹性体转变为塑性体，因（yīn）此很容易呈上升塑性变形。同时，残（cán）余应（yīng）力在约高于此温度（dù）时也（yě）将因再（zài）结（jié）晶而消失（shī）。因此，快速加（jiā）热时（shí），由于工（gōng）件内外（wài）部存在温度（dù）差，外部达到450℃变成了塑（sù）性区，受而内部温度（dù）较低（dī）处存在残余应力作用而（ér）发（fā）生（shēng）变形，冷却后，该（gāi）区域（yù）就是出现（xiàn）变形的地方（fāng）。由于实际（jì）生（shēng）产过程中，很难实现（xiàn）均（jun1）匀（yún）、缓（huǎn）慢加热（rè），淬火前进行消除应（yīng）力退火是（shì）非常重要的，除了通过加热（rè）消除应力外，对于大型零件采用（yòng）振动消除应力也是有效（xiào）的。
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球墨铸铁（NodularCastIron）是（shì）一（yī）种具有优良力学（xué）性能的金属材料，通过在（zài）铁液中加（jiā）入球化剂和孕育剂，让石（shí）墨呈球状形核并长大而（ér）获得。20世纪（jì）40年代（dài），现代球墨铸铁由美国国际锡公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首先研究成功。球墨铸铁（tiě）在（zài）力学性能、物理性（xìng）能、工艺性能、使用性能上具有独特的优势，生产工（gōng）艺（yì）简单，成本低廉（lián），在（zài）机械、冶金、矿山、纺（fǎng）织、汽车及（jí）船舶等领域应用广泛。 生产球（qiú）墨铸铁（tiě）时（shí）夹渣是zui常见（jiàn）的缺陷，其多出现（xiàn）在铸件浇注位置的上平面或型芯上表面部（bù）位。夹渣缺陷严（yán）重影（yǐng）响铸（zhù）件的力（lì）学性能（néng），特别是韧性（xìng）和屈服强度，导致承（chéng）压部位发生渗漏。 笔者所（suǒ）在单位生产的一种（zhǒng）发电设备（bèi）铸件（jiàn）前期经常出（chū）现铸件夹渣缺（quē）陷（xiàn）而报废，针对（duì）此缺陷进行了（le）改进（jìn）。 1.原工艺及缺陷（xiàn）状况 铸（zhù）件重量为4500kg，材料为（wéi）QT400-18，呋喃树脂自硬砂（shā）造型。采用15t/h工频（pín）电（diàn）炉熔炼（liàn），化学成分为（wéi）：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注（zhù）温度为1350~1380℃。浇注系统（tǒng）采用半封闭式、横（héng）浇道在分型面的（de）环形底注工艺，内浇道（dào）为4道φ35mm的陶（táo）瓷管，直浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截面比为：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺方案如图（tú）1所（suǒ）示。这样（yàng）设计出来的铸件缺陷主要为夹渣，位置在法兰背面（miàn）和（hé）轴（zhóu）承上表面，形状不规（guī）则，无金属光泽，用渗透液（yè）或磁粉（fěn）检测，有时用肉眼即（jí）可发现，如（rú）图2所示。图1 工艺方案（àn）图2 夹渣缺陷分（fèn）布 2.缺陷原因分析 （1）熔炼或球（qiú）化处（chù）理后，加（jiā）入的熔剂和（hé）形成（chéng）的熔渣在（zài）浇注（zhù）时随金属液（yè）一起注入型腔。 （2）金属液在浇（jiāo）注过程中镁、稀土、硅（guī）、锰、铁等二次氧化，产生的金属氧化物和硫化物、游离（lí）石墨等上（shàng）浮到铸件上（shàng）表面或滞留在铸件内的死角和砂芯下表面等（děng）处。 原工艺（yì）该（gāi）铸件的浇注压头为2.5m，铁（tiě）液（yè）从浇口（kǒu）杯（bēi）进入浇注系统后，直接（jiē）由内（nèi）浇道底返进入底（dǐ）法兰，进（jìn）流速度大，约0.7m/s，进（jìn）入型腔的铁液紊流严重，且严重卷（juàn）气，因此铸件表面（miàn）出现大量的渣，造成该产品的（de）废品率超过10%。 （3）由于含硫量过（guò）高，使金属液含有大量硫（liú）化物，浇注后在铸件（jiàn）内部形成渣（zhā）。 （4）金属（shǔ）液中（zhōng）各组元（碳、锰、硫、硅（guī）、铝、钛）之间或这些组元与氮、氧之（zhī）间发生化学反应，其氧化（huà）物与（yǔ）炉衬、包衬、砂型壁或涂料之间发（fā）生（shēng）界面反（fǎn）应形成夹渣。 3.改进方案 （1）熔炼（liàn）时对原材料进行分拣，保证干燥、清洁（jié）、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉（lú）温度和球化处理（lǐ）温度，对浇包进行充分烘烤（kǎo）。 （3）金属液（yè）在浇包内应静置一段时间，以（yǐ）利于渣上（shàng）浮。 （4）降低原（yuán）铁液（yè）含（hán）硫量，在保（bǎo）证球化前提下，尽可能减少球墨铸铁的（de）残留镁含量。 （5）浇注系统改进。为保证铁液在充（chōng）填型腔的过程中（zhōng）平（píng）稳、流畅，按大孔出流理（lǐ）论对浇注系统进行了改进，如图3所示（shì）。采用开放式浇注系统（tǒng），通过增（zēng）大进流截面降（jiàng）低进流速度。铸件整体（tǐ）分散进流，快（kuài）速充型（xíng），保证（zhèng）浇口杯、直浇道及时充满。图3 改进（jìn）后的浇注系（xì）统 该（gāi）铸件（jiàn）重4500kg，浇（jiāo）注重量6000kg，根据相关（guān）公式计（jì）算的（de）浇（jiāo）注时间为60s，阻流截（jié）面积为（wéi）52cm2，即设计的开放式浇注系统的直（zhí）浇道截面积为52cm2。按照标准的陶瓷管（guǎn），则选择φ80mm的（de）陶瓷管，截面积是50.24cm2，按照（zhào）推荐（jiàn）的浇（jiāo）注（zhù）系统比例，设计的横浇道截面形状是矩形（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。 根据上面计算的参数计算（suàn）得进流速度为0.28m/s，进（jìn）流速度降低很多，是原工艺进（jìn）流速（sù）度的（de）40%。充型平稳，避免（miǎn）紊流，大大降低了铁液二次氧化的机会，从而可以减少夹渣（zhā）缺陷（xiàn）。 4.改（gǎi）进后验证 采用以（yǐ）上（shàng）措施连续生产15件，铸件没有再出现法兰和轴承上表面部位夹渣缺陷，改进有效（xiào）。类似的方（fāng）法（fǎ）在其他（tā）产品上运用，也有（yǒu）明显效果。 5.结语 大（dà）型球墨铸铁件易于在浇注位置上表（biǎo）面（miàn）以及（jí）铁（tiě）液流动的一些死角区域产生夹渣缺（quē）陷，这（zhè）些缺陷可以通过熔炼控制和浇注系（xì）统的改进来解决。浇（jiāo）注系统形式以及参数选择应（yīng）能保证铁液平稳充型，为此浇注系统各组成部分（fèn）面积、浇注时间需（xū）按照内（nèi）浇道低速（sù）进流、铸（zhù）件（jiàn）整体快速充满的原则来计算。
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热处（chù）理工艺中淬火（huǒ）的常用（yòng）方（fāng）法有十（shí）种，分（fèn）别是（shì）单介质(水、油、空气（qì）)淬火;双（shuāng）介（jiè）质淬火;马氏（shì）体（tǐ）分级淬火;低于（yú）Ms点的马（mǎ）氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬（cuì）火法等。 一（yī）、单介质(水、油、空（kōng）气)淬（cuì）火 单介质(水、油、空气)淬（cuì）火：把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质，使（shǐ）其完全冷却（què）。这种是zui简单的淬火方法，常（cháng）用于形状简（jiǎn）单（dān）的碳钢和合（hé）金（jīn）钢工件。淬火介质根据零件传（chuán）热系数大（dà）小、淬透性、尺寸、形状等（děng）进行选择。 二、双介（jiè）质淬火 双（shuāng）介质淬火：把加热到淬火温（wēn）度的（de）工件（jiàn），先在（zài）冷（lěng）却能力强的淬火介质（zhì）中冷却至接近Ms点，然（rán）后（hòu）转（zhuǎn）入慢（màn）冷的（de）淬火介质中（zhōng）冷（lěng）却至室温（wēn），以达到不同淬火冷却温度区间，并有比（bǐ）较理想的淬火冷（lěng）却速度。用于形状复杂件或高碳钢（gāng）、合金钢（gāng）制作的大型工件，碳素（sù）工具钢也多采用此法。常用冷却介质有（yǒu）水-油、水（shuǐ）-硝（xiāo）盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质（zhì），用油或空气（qì）作（zuò）慢冷淬火介质（zhì），较（jiào）少采（cǎi）用（yòng）空气。 三、马氏（shì）体分级淬火 马氏体分（fèn）级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的（de）上马氏点（diǎn）的液（yè）态介（jiè）质(盐浴或碱浴)中，保持（chí）适当（dāng）时间，待钢（gāng）件（jiàn）的内、外层（céng）都达到介质温度后取出空冷，过（guò）冷奥氏（shì）体（tǐ）缓慢（màn）转变成（chéng）马氏体（tǐ）的淬火（huǒ）工艺。一般用于形（xíng）状（zhuàng）复杂和（hé）变形要（yào）求严的小型工（gōng）件，高（gāo）速钢和高合金钢工模具也常用此（cǐ）法（fǎ）淬火（huǒ）。 四（sì）、低于（yú）Ms点的马（mǎ）氏体分级（jí）淬火法 低于（yú）Ms点的马氏（shì）体分（fèn）级淬火法：浴槽温度低于工（gōng）件用钢（gāng）的Ms而高于Mf时，工件（jiàn）在该浴槽中冷却较快，尺寸较大时（shí）仍可获得（dé）和分（fèn）级淬火相同（tóng）的结（jié）果。常用于尺寸较大（dà）的低淬透性（xìng）钢工件。 五、贝氏体等（děng）温淬火法 贝氏体等（děng）温淬火法：将工（gōng）件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温，使（shǐ）其发生下贝氏体转变，一般在（zài）浴（yù）槽中（zhōng）保温30~60min。数控微信公（gōng）号cncdar贝氏体等温（wēn）淬火工艺主要（yào）三（sān）个步（bù）骤：①奥（ào）氏（shì）体化处理;②奥（ào）氏（shì）体化后冷却（què）处理;③贝氏体等温（wēn）处（chù）理;常用于合金钢、高碳钢（gāng）小尺寸（cùn）零件及球墨（mò）铸铁件（jiàn）。 六、复合淬火法 复合淬火法：先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后在下贝氏体区等温，使较大（dà）截（jié）面工件得（dé）到马（mǎ）氏体和贝氏体（tǐ）组织，常用于合金（jīn）工具钢工件。 七、预（yù）冷等温淬火法（fǎ） 预冷等温淬火法：又（yòu）称升温等温（wēn）淬火，零件（jiàn）先在温度较低(大于Ms)浴槽中（zhōng）冷却，然后转入温度较高的浴槽中（zhōng），使奥氏体进行等温转变。适用于淬透（tòu）性较差的钢件或（huò）尺寸较大（dà）又必须进（jìn）行等温淬火的工（gōng）件。 八、延迟（chí）冷却淬火法 延迟冷却淬（cuì）火法：零件先在空（kōng）气（qì）、热水、盐浴（yù）中预冷到稍高于Ar3或Ar1温度，然后进（jìn）行单介质淬（cuì）火。常用于（yú）形状复杂各部位（wèi）厚薄悬殊及（jí）要求变形（xíng）小（xiǎo）的零件。 九、淬火自（zì）回火法 淬火自回火法：将（jiāng）被处理工件全部加热，但（dàn）在淬火时仅将需（xū）要淬硬的部分(常为工作（zuò）部位（wèi）)浸入淬火液冷却，数控微信公号cncdar待到未浸（jìn）入部（bù）分（fèn）火色消失（shī）的瞬间，立即取出在空气中冷却（què）的淬火工艺。淬火自回火（huǒ）法利用心部未全部冷（lěng）透的热量传到表面，使表面回火（huǒ）。常用（yòng）于承受冲（chōng）击的工具如（rú）錾子、冲子、锤（chuí）子（zǐ）等（děng）。 十、喷射淬火法 喷射淬火法：向工件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，根据所要求的淬（cuì）火深度而定。喷射淬火法不会在工（gōng）件表（biǎo）面形成蒸（zhēng）汽膜，这样就（jiù）能够保证（zhèng）得（dé）到比昔通水中淬火更深（shēn）的（de）淬硬（yìng）层。主（zhǔ）要用于局部表（biǎo）面淬火。
+查看全文13 2020-04
第1步 材料的选（xuǎn）择 铁素体球铁（tiě）的生产，选（xuǎn）择高纯的原材料是（shì）非常必要的，原材（cái）料中的Si、Mn、S、P含量要少（shǎo）（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控制含（hán）量（liàng）。由（yóu）于很（hěn）多微量元素对球化衰退zui为敏感，如，钨、锑、锡（xī）、钛、钒（fán）等。钛对球化影响很大应加以（yǐ）控制，但（dàn）钛（tài）高是我国生（shēng）铁的（de）特点（diǎn），这主要（yào）与（yǔ）生铁的冶金（jīn）工艺有关。 第2步 脱硫 原铁液含硫量决定球化剂的加（jiā）入（rù）量，原铁液中的含硫量越高（gāo），则球化剂的加入（rù）量越多，否则不能获得球化（huà）良（liáng）好的铸件（jiàn）。球化（huà）处理前（qián）原铁液中的S含量控制在0.02%以下。对球化处理前原铁（tiě）液的含硫量高时，必须进行脱硫处（chù）理。 第（dì）3步 Mo合金处理（lǐ） Mo合（hé）金化（huà）处理，采用涡流（liú）工艺（yì），加入（rù）量控（kòng）制在0.5～1.0%，具体根据zui终Mo含量进行（háng）调整（zhěng）。为了确（què）保Mo的有效吸收（shōu），对合金的粒度应该严格要求。 第4步 球化（huà）剂和球（qiú）化处理 生（shēng）产厚（hòu）大断面球铁（tiě）件（jiàn）时，为了（le）提高（gāo）抗衰退能力，在（zài）球化剂中加入一定比例的重稀土，这样既可以保（bǎo）证起球化（huà）作用的Mg的含量（liàng），同（tóng）时也可以增加具有（yǒu）较（jiào）高抗衰（shuāi）退能力的（de）重稀土元素，如，钇（yǐ）等。根（gēn）据国内很多工（gōng）厂的试验和（hé）生产实（shí）践（jiàn），采用Re—Mg与钇基重稀土的（de）复合球化剂（jì）作为厚大（dà）断面球铁件生产的球化剂是（shì）非（fēi）常（cháng）理（lǐ）想的（de），使（shǐ）用这种（zhǒng）球化剂在（zài）实际生产应（yīng）用过程中也取（qǔ）得了很好的效果。据有关资（zī）料表明，钇的（de）球化能力仅次于镁（měi），但其抗衰退（tuì）能力比镁强的（de）多，且不回硫，钇可过（guò）量加入，高碳孕育良好时（shí），不（bú）会出现渗碳体。另外（wài），钇与磷（lín）可形（xíng）成（chéng）高熔点夹杂物，使磷共（gòng）晶减少并弥（mí）散，从而（ér）进一步提高球铁的延伸率。在（zài）球化处理时，为了提高镁的吸收率（lǜ），控制反应速度及提高（gāo）球化效果，采用特有的球化（huà）工艺。对球化处理的控制（zhì），主要（yào）是在反应速度（dù）上进行控制，控制（zhì）球化反应时（shí）间在（zài）2分钟左（zuǒ）右（yòu）。 对此采用（yòng）中（zhōng）低Mg、Re球化（huà）剂（jì）和（hé）钇基重稀土的（de）复（fù）合球化剂，球化剂的加入量根据残留Mg量确（què）定。 球化衰（shuāi）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有关，另一（yī）方面也和孕（yùn）育作（zuò）用不断衰退有关，为了防止球化（huà）衰退，采取（qǔ）以（yǐ）下措施： A、铁液中应保持（chí）有足够（gòu）的球化元素（sù）含量； B、降低原铁液的含硫量（liàng），并防止铁液（yè）氧化； C、缩（suō）短（duǎn）铁液经球化处理后的停留时间； D、铁液经球化（huà）处理（lǐ）并扒渣后，为防（fáng）止 Mg、RE元素逃逸，可（kě）用覆盖剂（jì）将铁液表面覆盖（gài）严，隔绝（jué）空气以（yǐ）减少元素的逃逸。 第5步（bù） 孕（yùn）育（yù）剂和（hé）孕育处理 球化（huà）处理是球铁生产的基（jī）础，孕育处理是球铁生（shēng）产（chǎn）的关键（jiàn），孕育效果决（jué）定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的园（yuán）整度，为了保证孕育效果，孕育处（chù）理采用（yòng）多级孕育处理。孕育（yù）处理越接近浇注（zhù），孕育效（xiào）果越好（hǎo）。从（cóng）孕育（yù）到浇（jiāo）注需要一定的时间，该时间越长，孕（yùn）育衰（shuāi）退就越严重。为了防止或减少（shǎo）孕育衰退，采用以（yǐ）下（xià）措施： A、使用长（zhǎng）效孕育剂（含有一（yī）定量的钡、锶、锆或锰的硅基孕育剂（jì））； B、采用多级孕（yùn）育处理（包内孕育、孕育槽孕（yùn）育、水口瞬（shùn）时孕育等）； C、尽量缩短（duǎn）孕（yùn）育到（dào）浇注（zhù）时间。 孕育剂的加入量控（kòng）制（zhì）在0.6～1.4%，孕（yùn）育剂加入量过少，直接造成孕育效果差，孕育（yù）量过大，导（dǎo）致（zhì）铸件夹杂。 第6步 浇（jiāo）注工艺控制 浇（jiāo）注应采用快（kuài）浇，平（píng）稳注入的（de）原则。为了提高瞬时孕育的均匀（yún）性及防止（zhǐ）熔渣进（jìn）入型腔（qiāng），水口盆的总容量应与（yǔ）铸件的毛重相当，浇注时将孕育剂放入水口盆中（zhōng），将铁水一次全部注入水口（kǒu），使铁水与孕（yùn）育剂充分混合，扒去表面浮渣，提出水口堵浇注。
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