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行业百科
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夹砂是一种“膨（péng）胀缺陷”，有“鼠尾”、“沟槽”和（hé）“夹砂结疤”三种形式，其特征是：铸（zhù）铁表（biǎo）面有夹着砂子的细小纹路（lù）．条状沟槽以及结疤状（zhuàng）凸起物高温铁水的（de）冲刷和烘烤（kǎo）的热作用使砂型发（fā）生水（shuǐ）分迁移和体积膨胀，致使表层翘起，挑起（qǐ）和开裂，这就是夹砂（shā）形（xíng）成的机理。 1、制（zhì）型砂的质量 型砂（shā）的质量必（bì）须控（kòng）制。在这方面（miàn）防止夹砂的对策有：选用粒度分散、形状不规则的原砂，湿（shī）型采（cǎi）用钠（nà）质膨（péng）润土或对钙（gài）质（zhì）膨润土（tǔ）进行活（huó）化处理，适当增加膨润土（tǔ）的（de）用量和（hé）减少（shǎo）型砂（shā）的（de）含水量，加入（rù）适量的煤粉、重油、沥青粉、细木屑等“缓冲剂”、去除（chú）旧砂中（zhōng）的粉尘（chén）、保（bǎo）证型砂的混辗质（zhì）量等。 2、选择合理（lǐ）的（de）造型工艺 造型（xíng）工艺是否合理对铸件产生夹砂（shā）有很大影响。铸件的浇铸时间和浇铸位置、铁水的上升速度（dù）、铸型的种类等必须选（xuǎn）择适当。 （1）采用快速浇铸 砂型的表面（miàn）总是（shì）要发生膨（péng）胀的， 因此（cǐ）防止夹（jiá）砂的决定（dìng）因素是（shì）铁（tiě）水是（shì）否能迅速（sù）覆盖和（hé）触及砂型的表面（miàn），并对砂（shā）型（xíng）产（chǎn）生一定（dìng）的压力。快（kuài）速浇注能使铁水在铸件产生夹砂的“临界时问（wèn）”之前（qián）充满铸型，不给予砂型产生膨胀和形成高水（shuǐ）区的充分时间。有（yǒu）人（rén）用高速摄影（yǐng）机观察（chá）到：如（rú）果（guǒ）上砂型受烘烤后（hòu）在局部发（fā）生垂下（xià）的瞬间，铁水（shuǐ）能立刻触及，则铁水有可能把垂下（xià）的（de）砂块托回原处（chù）。由此可见（jiàn）， 快速浇铸（zhù）能利用铁水的压力（lì）来对付砂型的（de）膨胀。 浇铸速度的（de）快慢主要取决于（yú）浇口截面的大小。灰铸（zhù）铁件浇口截面如用下面的（de）简易计算公式计算，能实现快速（sù）浇注（zhù）。 平面较大的铸（zhù）件M取0.8~1.2；平面（miàn）很大、薄壁的铸件取1.2~1.5；湿型件宜取中（zhōng）、上限。 生产（chǎn）实践征实，上述公（gōng）式是可靠的（de），如果铸件存在夹砂缺陷，必须（xū）检查该铸件所用的浇口截面积是否在“快（kuài）浇”的（de）范围之中。对于大平面（miàn）的铸件宜用尺寸较大的浇口杯（bēi），多道薄（báo）片状（zhuàng）的（de）内（nèi）浇口或是（shì）缝隙浇口．使铁水（shuǐ）迅速、平稳、不间断地盖（gài）住所浇到的（de）平（píng）面，避免砂型（xíng）局部过热（rè）。浇口比例常用半封闭或开（kāi）放式。 （2）提高铁水的上升（shēng）速度（dù） 铁水（shuǐ）在（zài）砂型中应有较高的（de）上升速度，以减低上（shàng）砂型受烘烤的（de）程度铁水（shuǐ）的上升速度与浇注方案（àn）有关。自（zì）下而上充型的倾斜浇铸（zhù）方（fāng）法（一般倾（qīng）斜3°--15°）。能避免分散的（de）铁（tiě）水流（liú），利（lì）于砂型的排气（qì）、减（jiǎn）少铁水对砂（shā）型的（de）热幅射和提（tí）高（gāo）铁水的（de）上升速度。而平傲（ào）立浇的工（gōng）艺（yì）则更能显著提（tí）高铁水（shuǐ）的（de）上升速度。 （3）选用（yòng）恰当的浇铸位置 铸件的浇（jiāo）铸位置必须有利于铁水平稳充型和型腔气体的排（pái）除，否则（zé），会导致（zhì）夹砂的（de）缺陷。 （4）采用适宜（yí）的铸型（xíng） 根（gēn）据铸件的大（dà）小选择适宜的铸型。湿型一般适用（yòng）于小（xiǎo）件和平面不大（dà）、壁（bì）不（bú）厚的中件对于（yú）中、大的板（bǎn）类和厚壁件宜采用表干型（xíng）和千型。一些大型平板可用（yòng）热膨（péng）胀小、导热（rè）性好和（hé）热容量高和（hé）石墨粉（fěn）砂或耐火砖作下型（xíng），既能重复（fù）使用，又能有（yǒu）效地防止夹砂。 （5）增加（jiā）砂（shā）型的排气 及时（shí）地排（pái）除型腔（qiāng）的（de）水（shuǐ）蒸汽及（jí）其它气体能有利（lì）于铁水的快速充填和减轻高温气流对砂表层的起（qǐ）拱作用，有益于（yú）降低水分凝聚（jù）区的水量和（hé）使（shǐ）其位置内移。因此在砂（shā）型上多放明出气冒口，分散排（pái）气（qì）是十分重要的（de）。 3、确保砂型的制造质量 砂型的制（zhì）造质（zhì）量涉及产生夹砂的“临（lín）界时间”。如何精细（xì）地（dì）造型，提高（gāo）砂型的整（zhěng）体强度，是防止夹砂的（de）关键。 （1）舂砂要紧实和均匀 砂型应舂得紧实均匀（yún），避免局部过紧和分层。湿（shī）型不（bú）要求过高（gāo）的（de）紧实度，而表干型和下型（xíng）应（yīng）有足够的紧实度。大型铸铁件防（fáng）止夹砂的（de）经验是：“人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无法插进砂型”。由此可见防止（zhǐ）夹砂要注重砂型的刚（gāng）性当然增（zēng）加砂型（xíng）紧（jǐn）实度会影响砂型排气，与之相应（yīng）的重要手段是多扎气（qì）眼（yǎn）， 并尽可（kě）能（néng）接（jiē）近（jìn）砂（shā）型表层造（zào）型（xíng）时（shí）要注意（yì）砂（shā）箱的箱带和挂（guà）钩（gōu）不能离型面太近（jìn），芯骨也（yě）不能距（jù）砂芯表面过近，因为会引起（qǐ）舂砂不（bú）均舂砂时首（shǒu）层填砂不（bú）可过薄，特（tè）别是（shì）在模型（xíng）表层木（mù）板较薄（báo）时，木（mù）板的弹性会使砂型分层。刮（guā）板的造型操作要特（tè）别小心， 以墁刀削砂成型（xíng）为主，刮板刮砂时不能过分用力， 以免使（shǐ）砂（shā）型分层。 （2）细心（xīn）修型（xíng）和上好涂料 修型时（shí）不能（néng）过度地（dì）修（xiū）磨砂型， 这样易（yì）把水分引到砂型表面，形成硬（yìng）块且与（yǔ）本体分离。砂型损坏之处要（yào）划（huá）毛后修补（bǔ），不宜刷水（shuǐ）过多。浇口附（fù）近（jìn）、凸台（tái）边缘、大平面及（jí）铁水（shuǐ）断续流经的部位应插（chā）钉加固。插钉呈梅花状，使砂型有（yǒu）一（yī）个整体的强度。涂料是砂型的保护（hù）层（céng），要上好。修型后宜让砂型阴干（gàn）一段（duàn）时间再上涂料，以利涂料的渗透。涂（tú）料刷两遍（biàn），上浓涂料，并用墁刀压一遍，第二遗上（shàng）较稀一（yī）点的涂料。 （3）控制烘干范围 砂型干燥不好（hǎo）也容易产生夹（jiá）砂。为此砂型应有（yǒu）正确的烘干范围。干燥炉开始不（bú）能（néng）升温过快（kuài），否则会使砂（shā）型外（wài）层存在较（jiào）大的温度差，以致开裂。保（bǎo）温要有充裕的时间，以确保砂型（xíng）烘干透彻（chè）。配箱后（hòu）应尽快浇（jiāo）注（zhù）， 以免返潮。 4、搞好浇铸工（gōng）艺和（hé）操作 为了防（fáng）止（zhǐ）夹砂缺陷，在浇铸工（gōng）艺方面，应在保证不出现其它（tā）缺陷（xiàn）的（de）前提下，力求用较（jiào）低的浇铸温度，在浇铸操作上（shàng），应避免断流和尽量用较快的速度浇铸。
+查看全文27 2020-04
对目（mù）前国内精（jīng）铸行业中广泛应用的（de）4种制壳工艺的特（tè）点进行了分（fèn）析对比。从精铸件质（zhì）量比（bǐ）较，水玻璃型壳较差，复合型壳、硅溶（róng）胶-低温蜡型壳（ké）次之（zhī），硅溶胶（jiāo）一中温蜡型壳（ké）zui好。而（ér）从制（zhì）壳成本比较，水玻（bō）璃型壳zui低，硅溶胶一中温蜡型壳zui高。对这4种制壳工艺分别（bié）提出了改进（jìn）措施。 目前国内精铸件生产中广泛（fàn）采用的制壳工艺有以（yǐ）下4种： A．水玻（bō）璃型壳； B．复合型壳； C．硅溶（róng）胶型（xíng）壳(低（dī）温蜡)； D．硅溶（róng）胶型壳(中温蜡)。前（qián）3种（zhǒng）方案均使用低温蜡（là）(模)。 我（wǒ）公司4种工艺兼有，以充分满足市场对精铸件质（zhì）量、价位的不同（tóng）需求、增加市场竞争力（lì）和适应力。 1、水玻璃型壳 这一工艺在国内（nèi）已有近50年的生产历史（shǐ），其厂点数至（zhì）今（jīn）仍占我（wǒ）国精铸厂家的75%以上。经过精铸界同（tóng）仁个半（bàn）世（shì）纪的不（bú）懈努力，水玻璃型壳工艺的应用（yòng）和研究已（yǐ）达到了很高水平。 多年来由于背层型壳耐火材（cái）料的改进和新型硬化剂的推广应用，水玻璃（lí）型壳强度有（yǒu）了（le）成倍增长（zhǎng）。铸件表面质量、尺（chǐ）寸精度（dù）及成品率（lǜ）有（yǒu）了很大提高，目前仍占很（hěn）大的市场份额，并替代国外（wài）砂铸件成批（pī）出口。 低（dī）廉的成本（běn）、zui短的生产周期、优良的脱壳性能及（jí）高透气性至今仍（réng）是其（qí）他任（rèn）何型（xíng）壳工艺所（suǒ）不（bú）及的优点（diǎn）。但铸件的质量，包（bāo）括表面粗糙度、缺陷数量、尺寸（cùn）精度、成品率、返（fǎn）修率等均比其他3种（zhǒng）工艺（yì）要差 1.1存在的主要问题 (1)水（shuǐ）玻（bō）璃粘结（jié）剂（jì）固（gù）有的缺点是Na2O含量高（gāo），型壳高温强度、抗蠕变能力（lì）远不及硅溶剂型壳(只有（yǒu）它的1/30-1/50)。加（jiā）之面层耐火（huǒ）料采用了价低质次、粒度级配不良的石英砂（shā）(粉（fěn）)，硬化剂至（zhì）今仍限于使用氯化（huà）氨，因而必然不能获得（dé）高质量的精铸件。 (2)型（xíng）壳生产条件差，缺乏严格的生产过程及（jí）参数的（de）控制。由于硬化剂的强腐蚀性（xìng），除尘设备的简陋，很少车间有恒温、恒（héng）湿、除尘的生（shēng）产环境。影响型（xíng）壳（ké）和铸件质量的（de）涂料（liào）配制、硬化、风（fēng）干、脱（tuō）蜡（là）等工（gōng）序，极少按（àn）行业规定的操作规（guī）范严格（gé）控制（zhì）。如定期（qī）检（jiǎn）测涂料粘度、涂（tú）片重、硬化剂浓度（dù）、pH值（zhí）等。型壳风干处的（de）温（wēn）度、湿度（dù）、风（fēng）速（sù）等更（gèng）是不加控制，故常（cháng）在高（gāo）、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。总之，大部分工厂（chǎng）停留在手工作坊阶段，靠（kào）技艺而（ér）不是靠科学的质（zhì）量管理进行生产（chǎn）。这是水玻璃型壳数十年来铸件质（zhì）量不（bú）稳定、废品率（lǜ）、返修率高（gāo）的重（chóng）要原因之一。 1.2改进（jìn）方向 (1)采用高纯（chún）度的硅微粉(脉石英)代替常用的低品位的（de）石（shí）英砂粉（fěn）作面层耐火材料（liào），并应用“双峰”型粒度级配（pèi）的圆形石英粉（fěn）配（pèi）制面层涂料。不仅可提高面层型壳（ké）的热化学稳定性，而且（qiě）可以获得高粉液比涂料。我厂用（yòng）模数为3.4、密（mì）度为（wéi）1.28g/cm3的水玻璃配料，粉液（yè）比可达到1.4。硅微粉的技术要（yào）求见（jiàn）。 经湿法球（qiú）磨、单（dān）槽沉（chén）淀、磁（cí）选及离（lí）子（zǐ）高纯水处理（lǐ），自（zì）然形成圆形，双峰粒度级（jí）配，这种高纯低杂质的粉粒，比人工级配更理想。已在我公司实际应用，效果良好。 (2)加强制壳工序的现场质量管理（lǐ），按行（háng）业标（biāo）准操作。同时应将涂料、撒砂、硬化场地（dì）与型壳干燥（zào）间隔离。后者控制温度、湿度，前（qián）者加强除尘（chén）、防腐，从而有（yǒu）利于型壳（ké）质量的稳（wěn）定及（jí）改善操作环境（jìng）。 (3)采用石英-硅溶胶型壳代替一、二层石（shí）英（yīng）-水玻璃（lí）型（xíng）壳，彻底取消面层和（hé）过渡层（céng）的（de）水玻（bō）璃及氯（lǜ）化氨（ān）硬化剂（jì）。计算表明铸件成本（běn）仅（jǐn）增加0.46元/kg，而制壳（ké）生产（chǎn）周期与水玻璃（lí）型壳基本相同。 2、复合型（xíng）壳 为克服（fú）上述水玻璃型壳的缺点，目前不少工厂将（jiāng）一、二层改用锆英（yīng）石（shí）及莫来石-硅溶胶型（xíng）壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺。它（tā）是结合硅胶（jiāo）型壳的优良的表面质（zhì）量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种（zhǒng）改进方案。与（yǔ）水玻璃（lí）型（xíng）壳相比（bǐ），其铸件表面质量（liàng）有了很大提高，表面粗糙度降低、表面缺陷减少、返（fǎn）修率（lǜ）下（xià）降。可应用（yòng）于不（bú）锈钢、耐热钢等高合（hé）金钢。生产周（zhōu）期则比低温蜡-硅溶胶型壳短得多（duō），与水（shuǐ）玻璃型壳相近。 2.1存在的主要问（wèn）题 (1)由于背层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整体高（gāo）温强（qiáng）度、抗蠕变能力比硅（guī）溶胶型（xíng）壳低。其型焙烧（shāo）温（wēn）度只限于950℃以（yǐ）下。900℃以（yǐ）后型壳变形量增加了30%。而硅溶胶型壳（ké）焙烧温度可达1000-1200℃，在（zài）1000℃以（yǐ）前型（xíng）壳（ké）不变形。故复合型壳浇注的铸（zhù）件尺寸精度(包括形（xíng）位公（gōng）差)均比不上硅溶胶型壳。往往（wǎng）在浇注（zhù）大型(10kg以上)铸件时要采取增加硅溶胶型壳（ké）层数的方法(一（yī）般至少增加（jiā）2层)以求（qiú）获（huò）得高（gāo）的高温强度及（jí）防止铸（zhù）件变形。 (2)由于型壳（ké）前2层是影响型壳透气性（xìng）的主因，由水玻璃型壳改为（wéi）硅（guī）溶胶后（hòu），型（xíng）壳的整体透气性大幅（fú）降低，在焙烧温度较低、保温时间不够长时，常会造成铸（zhù）件气孔及浇不足、冷隔（gé）等缺陷，故（gù）复合（hé）型（xíng）壳较难应用于薄（báo）壁(δ≤3mm)件、小件及特小件（jiàn）(小于（yú）50g)。又因（yīn）型壳高温（wēn）强度不及硅溶胶型（xíng）壳，更易造成（chéng）上述废品（pǐn）。总（zǒng）之（zhī），复合（hé）型（xíng）壳的透气性不如（rú）水玻璃型壳也不如（rú）硅溶胶（jiāo）型壳（ké）。 (3)复合型（xíng）壳（ké）铸件质量稳（wěn）定性比水玻璃好，但（dàn）远不如硅溶胶型壳。其背层仍保（bǎo）留水玻璃粘结剂（jì），为降（jiàng）低成本（běn）仍采（cǎi）用价（jià）格较低、质（zhì）量（liàng）不（bú）稳定的（de）耐火材料，如（rú）粘土、颗粒粒砂等，且在制壳（ké）工（gōng）艺控（kòng）制（zhì）方面与（yǔ）水玻璃型（xíng）壳（ké）相（xiàng）同，导致铸件质量稳定性差。尤其是10kg以上的大件及1kg以下的小（xiǎo）件，废品率及返修率均比硅溶胶型壳高。 (4)复合型（xíng）壳由于采用价昂的锆英石作（zuò）面层，其型壳成本是水玻璃型壳的（de）4.5倍，若背层采用莫来（lái）石砂（shā）粉（fěn），其型壳成（chéng）本与硅溶胶型壳（ké）成本（běn）相差无几，每kg铸件成本仅相差1元（yuán）。其成本低的优（yōu）势并不明显。 (5)复合型壳不能（néng）使用（yòng）中温（wēn）蜡料（liào）。中（zhōng）温（wēn）蜡不能使用热水脱蜡（là）。在高压釜中脱蜡时（shí），由于高温、高压(170℃，0.7MPa)中温蜡液会与（yǔ）背层中的水玻（bō）璃及残留硬化剂（jì）产生（shēng）剧烈的皂化反应(白（bái）色泡（pào）沫状皂化（huà）物)，不经回收处理无法回用。而（ér）硅溶（róng）胶型壳，则可（kě）以应用（yòng）低、中温（wēn）蜡，无（wú）此（cǐ）弊病。 综上所述，复（fù）合型壳是（shì）水玻璃型壳的改（gǎi）进，在铸件表面（miàn）质量、成品率（lǜ）及返（fǎn）修（xiū）率（lǜ）方面比前（qián）者优越，但（dàn）与（yǔ）硅溶胶型壳仍有（yǒu）本质差别（bié）。除生产周期较短（duǎn），制壳成本稍低之外其铸件（jiàn）质量（liàng）及稳定性不（bú）及硅溶胶型壳。 2.2改进方向 (1)采用石（shí）英代替（tì）锆（gào）英砂用（yòng）于（yú）面层型壳耐火材料。铸件（jiàn）表面质量不完全取决于（yú）面层型壳耐火材料（liào），而与粘（zhān）结剂有（yǒu）密切关（guān）系，也与蜡（là）料（liào）有（yǒu）关(蜡模表面粗糙度、皂化物残留等)。复合型壳只能采用（yòng）低温蜡，大（dà）部分应用于表（biǎo）面粗糙度（dù）中等(Ra=6.3-12.5)、尺（chǐ）寸精度不甚高(CT4-CT6)的精铸件，实践证明采用石（shí）英-硅溶胶面层代替锆英（yīng）石-硅溶胶（jiāo）是完（wán）全可行的（de）。 这一措施使每t铸件型壳（ké）成本由原4150-4830元下（xià）降到1360元，与水玻璃型（xíng）壳比（bǐ）仅增（zēng）加460元。 (2)加强（qiáng）制壳工序（xù）尤其（qí）是背层制壳的质量管理及环境改善(详见本文1，2节)。 (3)背层应当采用质（zhì）量稳定、高温（wēn）性能优良而成本相对低廉的耐火材（cái）料，同时要兼顾与面层型（xíng）壳耐火材（cái）料膨胀（zhàng）率相匹（pǐ）配。推荐下列2种常（cháng）用的（de）背层材料。 ①耐火粘土（tǔ）-石英粉涂料(各50%)，撒颗粒砂(耐（nài）火砖废料破碎过筛而制成)，其（qí）优点是来源（yuán）广、价格低，其（qí）型壳高温强度和抗蠕变能力均高于莫来石、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层的复（fù）合型壳。 ②耐火（huǒ）粘土-颗粒粉（fěn）涂（tú）料(体积比（bǐ）为3：7)，撒颗粒砂。此方案只适用于（yú）锆英石复（fù）合（hé）型壳。有（yǒu）些工厂复合型壳背层采用莫来石砂粉或（huò）铝矾土，其（qí）涂料性能较稳定，壳薄（báo）、易（yì）焙烧，但成本过高且其型壳高温性能不及上2种型壳。铝矾土脱壳性（xìng）能较差。至于废陶瓷器皿、硫璃（lí）瓦、地砖等破碎而成的材料价格虽（suī）低，但未经高温烧成（chéng），成（chéng）分复（fù）杂，型壳高温开裂倾向大，耐火度（dù）偏低。浇注后(尤其是（shì）厚大件)脱（tuō）壳困难，不（bú）宜采用。 3、硅溶胶（低（dī）温（wēn）蜡）型（xíng）壳 这一工艺符合国情，在铸造1kg以上，特别是5kg以上中大件（jiàn）铸件时，具有更大的适应（yīng）性和优越性（xìng）(与中温蜡（là）相（xiàng）比)。 一（yī）般来说，中大铸件（jiàn）的质量要求，特别是表面粗糙（cāo）度、尺寸（cùn）精（jīng）度以及形位公（gōng）差（chà）的要求不（bú）会太高，采用高熔点中温蜡并无（wú）必（bì）要。中（zhōng）温蜡需要（yào）高压(大（dà）于6-7MPa)或液态（tài）蜡（là）压注蜡（là）模（mó），设（shè）备（bèi）投资大（dà）。中温蜡厚大蜡模易（yì）缩陷、变形、成（chéng）本（běn）高。低（dī）温（wēn）蜡（là）成型容易、设备简单，而蜡（là）模表面粗糙度相差（chà）不（bú）大。 这一工艺比复（fù）合型壳质量稳定，尤其（qí）是铸件尺寸精度（dù）高，因它没有（yǒu）水（shuǐ）玻璃存在，型壳高温性能好，在（zài）1000-1200℃焙烧后型（xíng）壳透气性高，抗蠕变能（néng）力强（qiáng），既可适用于（yú）薄壁件（jiàn），复杂结构的中小件，又可生产重达50-100kg的特大件，如水泵（bèng）、叶轮（lún）、导流壳、泵体、球阀（fá）体、阀板（bǎn）等。对（duì）于薄壁中小件或大件可以（yǐ）采（cǎi）用叉壳或抬壳在炉前（qián）直接浇注（zhù），更（gèng）可获（huò）得高成品率。 3.1存在问（wèn）题 (1)由于采用低温蜡，大部分型（xíng）壳在水（shuǐ）中脱蜡，难免有（yǒu）皂化（huà）物残留（liú）进（jìn）入型壳中（zhōng）(尤其是复合型壳及（jí）水玻（bō）璃（lí）型壳同时脱蜡时)易产生铸件（jiàn）表面夹杂，返修率稍高（gāo），这是其缺点（diǎn）之一。 (2)制壳生产周期长是它（tā）的zui大（dà）缺点（diǎn）和不足（zú），尤其在生产大件，有深孔、深槽件时（shí），每（měi）层干（gàn）燥常（cháng）要24-48h。以50kg双流道叶轮为（wéi）例，常（cháng）须10-15d 制壳时间，稍有未（wèi）干透之死角，在水（shuǐ）脱（tuō）蜡时会造成硅溶胶回溶，型壳裂纹（wén）。 (3)硅溶胶型壳(低（dī）温蜡)型壳成（chéng）本较水玻璃型（xíng）壳（ké）高5倍(每t铸件（jiàn）制（zhì）壳成本为5000元)，比复合型壳（ké）高17%。铸件成（chéng）本相（xiàng）应较高。 3.2改进（jìn）方向 (1)为（wéi）防止因低温蜡回收处（chù）理不彻底（dǐ）及（jí）用水脱蜡时与复合型（xíng）壳或水玻（bō）璃（lí）型壳共用同一（yī）热水槽，易产生（shēng）铸件皂（zào）化物夹（jiá）杂缺陷应采取以下（xià）措施。 ①采（cǎi）用（yòng）蒸（zhēng）气（qì）脱蜡(蒸（zhēng）气压力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水（shuǐ）脱（tuō）蜡，不仅可（kě）以防止皂化物夹杂而且型（xíng）壳不（bú）易产生裂（liè）纹，对（duì）铸件的质量（liàng）稳定更有保（bǎo）障。 ②若（ruò）采用热水脱蜡，应（yīng）在水中加人体（tǐ）积分数为1%-3%的工业盐酸，脱蜡后（hòu）再用含盐酸的热（rè）水（shuǐ）冲（chōng）洗每组型壳（ké）以减少皂（zào）化物残留。尽可能不要（yào）与水玻璃型壳（ké）、复合型壳共用（yòng）同一槽水脱（tuō）蜡，也可更换水液，单独集中（zhōng）脱蜡（là），以（yǐ）减少（shǎo）皂化（huà）物入壳。 ③回收蜡处理可（kě）用盐酸的体积（jī）分数为3%-5%的（de）酸（suān）化水（shuǐ），沸（fèi）腾及（jí）沉淀时间要足（zú）够长。冬季硬化水温度（dù）低，水（shuǐ）玻璃及复合型壳中Na2O的残留量高（gāo），蜡料（liào）皂（zào）化也较严重，应（yīng）多加盐酸处（chù）理回收蜡，减少皂化（huà）物。蜡料处理后，及（jí）时补加硬脂酸也（yě）很重要。 (2)为缩短制壳（ké）生产周期（qī），可采（cǎi）用“快干硅溶胶”制壳，此工艺已日渐成（chéng）熟，其各（gè）层型（xíng）壳（ké）干燥时（shí）间可缩短（duǎn）1/2以上（shàng）。小件（jiàn）各层(除zui后层外（wài）)干燥（zào）仅须3h，制壳（ké）时间由原63h缩短为24h。中大件也较一（yī）般硅溶胶缩短（duǎn）50%。而其市（shì）场价（jià）只提高20-30%，完全可由（yóu）场地、电耗的减少及生产率的提（tí）高来弥（mí）补（bǔ）。快（kuài）干（gàn）硅溶胶的推广应（yīng）用是硅溶胶制（zhì）壳工（gōng）艺的改革必由之路，将会逐步扩大应用（yòng）。 (3)为降（jiàng）低硅溶（róng）胶型壳的成本，zui有效的方法是（shì）采用石英石（shí）代（dài）替（tì）锆（gào）英石作面层型（xíng）壳耐火材料。目前锆英石耐火材料占整个硅溶胶制壳（ké）成本的60%，改用石（shí）英后（hòu）每t铸件制壳成本（běn）由（yóu）5000元降为2210元，下（xià）降55.8%。中大件可采用熔（róng）融石英（yīng）砂（shā）(粉)取代锆英砂(粉)已逐步在推广应（yīng）用。 4、硅溶胶（中温（wēn）蜡）型壳 这是（shì）国（guó）际上通用（yòng）的精铸件生产工艺，它具（jù）有zui高的铸件质（zhì）量、zui低的返（fǎn）修率，特别适合于表面粗糙（cāo）度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精（jīng）度高（gāo）(CT3-CT5级)的中小件、特小件(2-1000g)。但由（yóu）于设备（bèi）及（jí）成（chéng）本***，较少应（yīng）用于中大件(5-100kg)。 4.1存在问题（tí） (1)成本高，其型（xíng）壳生产成本是水玻璃型壳（ké）的8倍。比低温蜡-硅溶胶型壳（ké）也高出25%。主（zhǔ）要原因是其制壳、蜡模材料（liào）成本高（gāo），且（qiě）设备（bèi）耗电也大（dà）得多，设备投资也大。 (2)生产（chǎn）周（zhōu）期（qī）与低（dī）温蜡-硅（guī）溶胶型（xíng）壳相同，比水玻璃及复合型壳（ké）长得多。 (3)生（shēng）产5-50kg的中大（dà）件往往（wǎng）要（yào）采用中温液态（tài）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）度并不太高（gāo），中大件对尺寸精（jīng）度（dù）、表面（miàn）粗（cū）糙度要（yào）求也没有小件（jiàn）那（nà）么高，故中（zhōng）大件（jiàn）较（jiào）少采（cǎi）用硅溶胶(中温蜡（là）)型壳（ké）。 4.2改进方向 (1)为降低（dī）成本，保证质量，在（zài）解决了石英对中温（wēn）蜡润（rùn）湿（shī）性很（hěn）差（chà）的（de）难题后，采用石英石或熔（róng）融石英代替锆英石无疑是一方向。熔融（róng）石（shí）英（yīng）其（qí）热膨胀系数仅为5×10-7/℃，且其价格只有锆英石（shí）的1/6。在国外，熔（róng）融石英已逐步在扩大应（yīng）用（yòng）范（fàn）围。 (2)采用快干硅溶胶缩（suō）短制壳周期是国内外同行共同努力（lì）的方向（xiàng）(见前述)。 (3)研（yán）制国（guó）产的中温蜡或改进石蜡一硬（yìng）脂酸低温蜡是我国精（jīng）铸界的（de）重（chóng）要任务（wù）。如何解（jiě）决国产中温蜡或（huò）改进型（xíng）的低温蜡回收处理的难题，使其在生产中能长期（qī）保持蜡料（liào）性能不（bú）变化是能否（fǒu）推广应用的关键（jiàn）。 5、结（jié）束（shù）语 (1)各种型壳工艺有其不（bú）同的适用（yòng）对象，选择的（de）依据是：铸件的质（zhì）量要求（qiú）、价位及交货期（qī）。综合考虑，正确（què）选用zui经（jīng）济合理（lǐ）的制壳（ké）工艺（yì）方案是保（bǎo）证生产优质、低成本铸件的基础。 (2)水（shuǐ）玻璃型壳虽有不少优点（diǎn）但粘结剂本身固（gù）有的（de）缺点（diǎn）使（shǐ）铸件质量难以提高，质量稳定（dìng）性（xìng）也差（chà）。今后将会逐步（bù）被（bèi）复合型壳，尤其（qí）是成本低的石英一硅溶胶复合壳所（suǒ）取代（dài）。 (3)硅溶胶是理想（xiǎng）的（de）粘结（jié）剂（jì），其型壳质量高，铸（zhù）件质量稳定，返修率低，是（shì）今后（hòu）的（de）发展方向。石英（yīng）石、熔融石（shí）英耐火料在（zài）面层型壳（ké）中（zhōng）的应（yīng）用，快干（gàn）硅溶胶（jiāo）的推广（guǎng），将其生产成（chéng）本及（jí）制壳周期大大（dà）降（jiàng）低和缩（suō）短，克服了这2点不足，硅溶（róng）胶型壳(低温蜡或中温蜡)将在我国精铸界得到广（guǎng）泛应用，毕竟高的铸（zhù）件（jiàn）质量是zui重要的指标。
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1、铸件“桔皮（pí）”缺陷的特（tè）征 铸件“桔皮”是生产中反复出现的一种铸造缺陷，它对铸件质量的（de）影响较（jiào）大，缺陷出现在铸件肥厚部位、热节及内浇道附近（jìn）以及受热集（jí）中而冷却又（yòu）慢（màn）的部位（wèi）。铸件表面有微凸的小圆（yuán）斑，呈（chéng）“眼圈”状（zhuàng），这些表面粗糙，看（kàn）起来象“桔子皮（pí）”的（de）斑（bān）点，在（zài）多（duō）种铸（zhù）件中反复出现，有时（shí）整批铸件均有（yǒu），其在每个铸件（jiàn）上的数量（liàng）少则（zé）几个，多至整个（gè）平（píng）面；小圆斑有的较大，有的小（xiǎo）至麻点；有时是单个分散的（de），有（yǒu）时也呈密集的片状（zhuàng）凸起物（wù），高出铸件0.4-0.6mm，直（zhí）径3-5mm。据我公司统计，废（fèi）品中的（de）15%是“桔皮”缺陷（xiàn）造成的，而（ér）且（qiě）碳钢（gāng）件产生桔（jú）皮缺陷（xiàn）的（de）机（jī）会更多一些（xiē）。 2、“桔皮”缺陷（xiàn）产生的原因分析 导（dǎo）致“桔皮”产生（shēng）的根本的原因是涂料（liào）表面堆（duī）积、硬化（huà）不充分。型壳在焙（bèi）烧后，其（qí）表（biǎo）面上形成黄色（sè）或黄绿色玻璃体，浇注后（hòu）与钢液反应而形成（chéng）硅酸盐瘤粘附于铸件表面。单纯地延长（zhǎng）硬化时间，无助于zui终解决“桔皮”问题。通（tōng）过实践，有（yǒu）以（yǐ）下几（jǐ）方面的原因。 2.1原材（cái）料方面（miàn）的影响 众所（suǒ）周知，水（shuǐ）玻璃涂（tú）料（liào）的粉液比低，粉料分布不均匀。水玻（bō）璃的（de）模数愈高，密度愈大，则涂料的粉液比愈低，粉料的（de）分布（bù）愈不均匀，也zui不易充分硬化。 (1)水玻璃的影响（xiǎng） 水玻璃的模数、密度（dù）以及杂质的多少对涂（tú）料的流动性影响极大（dà）。随着模数的增大，水玻璃中亚胶粒子比例增加（jiā），其粘度会随之增加，涂料的流变性恶化，当（dāng）模组涂挂时极易在表层（céng）造成局部涂料堆（duī）积（jī）。 水玻璃参数不（bú）一（yī）致（zhì）对（duì）涂料性能的（de）影响（xiǎng）是很（hěn）大的，这一点很容易被忽视（shì）。参数的不一致性表现（xiàn）在两个（gè）方面。 其一是模数的不（bú）一致性，刚（gāng）进（jìn）厂的水（shuǐ）玻璃只有经过长时（shí）间的静置扩（kuò）散(分（fèn）散)后才（cái）能使同（tóng）一批（pī）模数趋（qū）于一致，达到稳定的分散状态；这一过程所需时间在一星期以上，如果急于使用则不可能获得理想（xiǎng）的涂料流变性能。 其二是溶液密度的不（bú）一致性，在配涂料前（qián）通（tōng）常要对水玻璃溶液的密度进行调整，应该（gāi）特别（bié）注意（yì）加（jiā）水搅拌（bàn）后马上测得的密（mì）度是（shì）不（bú）真实的，因为液体分散稳定的过程尚未完成，与（yǔ）所（suǒ）希望的密度有一定的误差，据此配制的（de）涂料，其粘度和（hé）流动性都有误差。 (2)耐火粉料（liào）的影响 耐火粉（fěn）料（liào）颗粒的（de）分布和形（xíng）状（zhuàng）对涂（tú）料流（liú）变性的影响较大，双峰粉涂料具有较好的流变性是（shì）大家公（gōng）认的；但（dàn）即便是粒（lì）度分（fèn）布基本相同的双（shuāng）峰粉，当耐火粉料颗（kē）料形（xíng）状分（fèn）别为（wéi）多（duō）角（jiǎo）、尖角和片（piàn）状的粉配制涂料（liào）时，在粉液比（bǐ）和水玻璃模数相同的条件下其流变性也会有（yǒu）很大（dà）的差异。 当粉料形状（zhuàng）越接近片状时，其比表（biǎo）面（miàn）积也越（yuè）大，颗粒间（jiān）的摩擦力（lì）和（hé）作用（yòng）力增（zēng）大，涂料的粘度将大于多角形（xíng）的粉料。 (3)水玻璃密度（dù）和粉（fěn）液比的综合影响 水玻璃密度和粉液比的变（biàn）化对（duì）表层涂料流变性（xìng）的影响是（shì）非（fēi）常直（zhí）观的，水（shuǐ）玻璃密度（dù）和（hé）粉液比（bǐ）过大时涂料粘度增（zēng）加、流（liú）变性变差、涂层变厚（hòu）会引（yǐn）起涂（tú）料在型壳表面局部堆积，型壳（ké）硬化不良zui终导致“桔皮”问题（tí）。 2.2工艺（yì）方面的影响 (1)表面层风（fēng）干不（bú）充（chōng）分。表面层风干是涂料的再均匀化过（guò）程，同时（shí），也是水玻璃脱水固化过程，如风干时间过（guò）短，表（biǎo）面层涂料在熔模（mó）表面分（fèn）布不均匀，造成（chéng）其后的硬化不充分，脱蜡（là）后将在型（xíng）壳内表面形成团状聚（jù）集物，局部（bù）形成（chéng）钠盐杂（zá）质（zhì）。 (2)过度（dù）滴控。过度滴控指表（biǎo）面层浸挂（guà）涂料时，单方（fāng）向流动未能及时粘砂，将导致涂料在熔模表面局部方向上的堆（duī）积（jī），造成其后的硬化（huà）不完全。 (3)型壳层间硬（yìng）化不良（liáng）。由于涂料层尤其是（shì）前两层（céng）中存在未硬化部分，未硬化的涂料在（zài）脱蜡（là）和焙烧后（hòu）造成型（xíng）壳内表面（miàn）的钠盐聚集，与钢水（shuǐ）反（fǎn）应后生（shēng）成“桔皮”缺（quē）陷。 2.3环境方面的（de）影响 在寒冷的冬季，过低的（de）室温使涂（tú）料（liào）流（liú）动性变差造（zào）成涂（tú）料堆积，过（guò）厚堆积（jī）的涂料又不能（néng）完全硬化；此外硬化液（yè）的温度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（de）影响（xiǎng）则（zé）主要发（fā）生在雨季，空气湿度的增加会（huì）影响风干过程，常因为（wéi）风（fēng）干不足而出现（xiàn）“桔皮”问题。 3、避（bì）免“桔（jú）皮”缺（quē）陷（xiàn）的措施（shī） 3.1原料选用 (l)水玻璃在模数合适的情况下，必须严格控制杂质含量；应根据环境（jìng）的温度、湿（shī）度、铸件的结构特点以及所配粉料的特点调整水玻璃密度（dù）。 (2)粉料（liào）在（zài）粒度符（fú）合使用要求的条件下，其粒形至关重（chóng）要，球形和（hé）多角形粉料是较（jiào）理想的，而片状粉料不能使用。 3.2工艺对策 (1)水玻璃密度的调（diào）整。密度的（de）合适与否将直接影响铸件的表面质量，密度过大会导致涂料流（liú）动性差而造成分层（céng）和“桔皮”缺（quē）陷，密度过（guò）小又会形（xíng）成铸件表面的黄（huáng）瓜刺；合适（shì）的（de）密度（dù）通常与环境温度、粉（fěn）料的粒度、微观（guān）形状及铸（zhù）件的结构特点有关系。密度一（yī）般控制在1.27-1.29g/cm3之间（jiān），其调整原（yuán）则是: ①环境温度高时增加密度（dù），低时减小（xiǎo）密（mì）度； ②粉料粗且片状比（bǐ）例小（xiǎo）时增加密（mì）度，粉料细且片（piàn）状比例大时减小密（mì）度； ③结构简单涂料易流动（dòng）的铸件可适当增加密度（dù），反之减小密度。 (2)粉液比的确定。粉液比也是影响（xiǎng）铸件（jiàn）表面质量（liàng）的重要（yào）因素之一（yī），比例（lì）过（guò）大则会因涂料的流（liú）动性差导致涂挂不均匀而产（chǎn）生分（fèn）层（céng）和（hé）涂料堆积；而太小（xiǎo）则会（huì）产（chǎn）生铸件表面的黄瓜刺。其（qí）配比原则是在保证涂料流动（dòng）性的（de）前提下尽量提（tí）高粉液比。 (3)硬化（huà）液的（de）浓（nóng）度（dù）、温度与硬化（huà）时间。一般情况下，氯化氨（ān）质量分数在25%以上的硬化剂（jì）才会有较好的硬化效果；如果（guǒ）氯化铵含（hán）量低，靠延长时间是（shì）不能改（gǎi）善硬化（huà）效果的。 (4)涂挂操作方式。实际生产中有相当一（yī）部分“桔皮”问题是（shì）由（yóu）于操作不当造成的，涂料（liào）的（de）单方向（xiàng）流动极易产（chǎn）生堆积而造成硬（yìng）化不充分，所以在蜡模浸挂涂料之后的滴控直到撒砂完毕的整个过程中，必须不（bú）断改变模组的方向（xiàng）。 (5)脱蜡工（gōng）艺。在脱蜡热水中补充适当的硬化（huà）剂，由于硬（yìng）化剂的吸热作用和反应，会进一步使得表面层所滞（zhì）留的（de）反（fǎn）应产物NaCl溶于脱（tuō）蜡（là）水中而大部（bù）分去除，此时，型壳表面（miàn）形（xíng）成的是（shì）一层低钠硅胶层，有利于（yú）防止“桔皮（pí）”缺陷的产（chǎn）生。 (6)环境温度（dù）。环境（jìng）温度偏低会导致（zhì）涂料流（liú）动性差，造成（chéng）涂挂不均匀而形成桔皮（pí）及（jí）其（qí）他（tā）制壳缺陷，制壳工（gōng）序的环（huán）境（jìng）温度应控制在15℃以上（shàng）。
+查看全（quán）文23 2020-04
气泡是铸件常见问（wèn）题之一，而且（qiě）一旦（dàn）铸件出现（xiàn）了气泡问题，也等于产品（pǐn）报废了（le）。那么如何避免铸件产生气泡？看看下面（miàn）这7条（tiáo）。 【缺陷现象（xiàng）】 铸件表（biǎo）皮（pí）下，聚集气体鼓胀所（suǒ）形成的泡，有（yǒu）时会崩（bēng）裂，存在贯通和非贯通两种。 别名：鼓（gǔ）泡、起泡（pào） 【原（yuán）因分析】 模具温度太高，开模过（guò）早。 填充速度（dù）太（tài）高，金属流（liú）卷入气（qì）体过多。 涂料发气（qì）量大，用量过多，浇注前（qián）未（wèi）燃尽，使（shǐ）挥发气体被（bèi）包（bāo）在铸件表层，另（lìng）涂料含水量大。 型腔内气体没有排出，排气不顺。 合金熔炼温度过高。 铝合金液（yè）体除气（qì）不彻（chè）底，吸有较多气体，铸件凝（níng）固时析出留在铸件内 填（tián）充时（shí）产生紊流（liú）。 【对应措施】 1、测温枪测试模具表面温度，显示数值超过工艺规定范围（wéi）。降低模具表（biǎo）面温度（dù），增加保（bǎo）压时间； 2、铸件（jiàn）表面（miàn）内浇（jiāo）口压入的金属流明显比其它部位（wèi）亮（liàng）很多。填（tián）充（chōng）速度高产生原因一方（fāng）面是设备（bèi）本身的压（yā）射速度（dù）高，另一方面可（kě）能是内浇口太薄造成（chéng）。降（jiàng）低压（yā）射速度，适当增加内浇口厚（hòu）度；判断内浇口薄的方（fāng）法：是否有（yǒu）浇口（kǒu）易粘现象，降低二快速度看远（yuǎn）端是否有严重压（yā）不实现象，不给压打件，看是否有多股（gǔ）铝液流（liú）； 3、喷涂时察看雾（wù）的颜（yán）色是否（fǒu）呈白色，合模前察看型腔是否还有气体（tǐ）残（cán）留。更换（huàn）涂料或增大（dà）涂（tú）料与水（shuǐ）的配比； 4、在烫（tàng）模阶段，铸件表（biǎo）面有明显的（de）漩涡（wō）和涂料堆（duī）积。判断及解决方法（fǎ）：调（diào）开档，人为（wéi）产生涨模，如（rú）果解（jiě）决，需开（kāi）排气（qì）道； 5、铸件表（biǎo）面（miàn）内浇口（kǒu）压（yā）入的金属流特别亮并伴有粘（zhān）结。适当降低浇注温度； 6、取样块测（cè）密度（dù），看（kàn）是否符合（hé）要求（qiú）。重（chóng）新进行除气（qì）处（chù）理或在保温炉内进行（háng）再次精炼； 7、烫模阶段铸件表面明显有各流溶接（jiē）不到一起（qǐ）的（de）痕迹伴有涂料（liào）堆积。 判断及（jí）解决方法：涂黑油生产，看（kàn）痕迹是（shì）否有（yǒu）堆（duī）积，分析堆积部位（wèi），解（jiě）决方法： a、开（kāi）设或加大相应（yīng）部位（wèi）的集（jí）渣包， b、调整内（nèi）浇口流向（xiàng）、位置或填（tián）充（chōng）方向。
+查看全文（wén）22 2020-04
1．冒口设计的基本原理（lǐ） 铸件（jiàn）冒口主要（yào）是在铸钢件（jiàn）上使用。铸（zhù）铁（tiě）件只用于个别的厚大件的灰铸铁件（jiàn）和球铁件上。金属液在液态（tài）降温和凝固（gù）过程中，体积要收缩。铸件的体（tǐ）收缩大约为（wéi）线收缩（suō）的（de）3倍。因此（cǐ），铸钢（gāng）的体收（shōu）缩通常按3---6%考（kǎo）虑，灰铸（zhù）铁按2---3%，不（bú）过（guò）由于灰铸铁和球墨铸铁凝固时的石墨化膨（péng）胀，可以抵消（xiāo）部分（fèn）体积收缩，所以如果壁（bì）厚（hòu）均匀，铸型紧实（shí）度高，通常不（bú）需要（yào）设计冒口。铸（zhù）件的（de）体收缩如（rú）果（guǒ）得（dé）不（bú）到补充，就会在铸件上（shàng）或者内部形成缩孔、缩陷或者缩松。严重时常常（cháng）造成铸件报废。 冒口尺寸（cùn）计算（suàn）原（yuán）则是，首（shǒu）先（xiān）计算（suàn）需要补缩（suō）的（de）金属液需（xū）要多少。通常（cháng）把（bǎ）这一部分金属液假设成球（qiú）体，并（bìng）求出直径（设为d0）用于冒口（kǒu）计算。冒口补缩铸件是有一定的（de）范围------叫有效补缩距离（lí），设为（wéi）L，对厚度（dù）为h的（de）板状零件通常L=3~5h 。对棒状零件L=（25~30）√h 式子中，h------铸件厚（hòu）度（dù） 2．冒口尺寸的（de）基本计算方法（fǎ） 冒（mào）口计算的公式（shì）、图线、表格（gé）等有很多。介（jiè）绍如下。 zui常用的方法是（shì），冒口直（zhí）径 D=d0+h 理由是假定冒口和铸件以相同（tóng）的速度（dù）凝（níng）固，凝（níng）固过（guò）程是从铸（zhù）件（jiàn）的两个表面向（xiàng）内层（céng）进行，当（dāng）铸（zhù）件完全（quán）凝（níng）固终了，正好冒（mào）口凝固了同样（yàng）的（de）厚度（dù），这时还剩下中间的空心的（de）缩（suō）孔，体积正好等于补缩球的体积，这（zhè）部分金属液在（zài）凝固过程中正好补缩进了（le）铸件。 当铸件存在（zài）热节时，可以把h换成热节的直径T即可。 即D=do+T 。 另外（wài）设计冒口，还（hái）有个重要的（de）部位，就（jiù）是冒口颈，所谓冒口颈就是冒口和铸（zhù）件的连接通道，冒口里的金属液都是（shì）经由冒口颈（jǐng）补（bǔ）缩到铸件里的。所以对冒（mào）口颈的（de）截面（miàn）是（shì）有要（yào）求的，通常（cháng）取冒（mào）口颈的（de）直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应该考虑要高（gāo）于需（xū）要补缩部位的（de）高度（dù），否（fǒu）则（zé）就成了反补缩了，铸件补（bǔ）缩（suō）了冒口，这是要避免的（de）。 3．其它计算（suàn）方法 常用（yòng）的经验计算（suàn）方法还有不计算（suàn）需要估算（suàn）补（bǔ）缩的金属液，直接将热（rè）节园的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 外形简单，热节（jiē）比较集中。 复杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外（wài）形复杂，例如有许多（duō）筋条和铸件（jiàn）的（de）其余部分（fèn）连（lián）接。 中间（jiān）类型 D=（1.15~1.40）T 介于以上（shàng）两种之间。 铸造生产的（de）条件（jiàn）千差万别，因（yīn）素太（tài）多，以至于所有的计算公式都是近似的有条件的（de）。往往一个公（gōng）式不一（yī）定适用于所有的场合。所（suǒ）以公（gōng）式中往往有（yǒu）取值（zhí）范围较大的系（xì）数供用户结合本单位的情况（kuàng）选择。
+查（chá）看（kàn）全文21 2020-04
型砂（shā）的配制包括三个方面，即原材料的准（zhǔn）备、型砂的混制和将混制好的（de）型砂调匀及松砂等工艺（yì）环节。铸造生产中所使（shǐ）用的型砂，有的是由回用砂加适（shì）量的新砂、粘（zhān）土和（hé）水经混（hún）合（hé）均匀配制成（chéng）的（de），有的全部是由新（xīn）的材料配制成（chéng）的（de）。为了确保新砂质量，所有的原材料都须（xū）根（gēn）据技术要求经验收合格（gé）后才能使用（yòng）。为此，在配砂前都必须进行加工准（zhǔn）备。 （1） 新砂 新（xīn）砂在采购、运（yùn）输过程（chéng）中常混（hún）有草根（gēn）、煤屑及泥块等杂物，同时含有一定（dìng）数量的分分。潮湿（shī）的原砂（shā）不易过筛，配（pèi）砂时不便于控制型砂的水分。因此，除含水量低、用于（yú）手工造型的湿型砂可（kě）直（zhí）接配（pèi）制（zhì）外，新（xīn）砂在使用前必须（xū）进（jìn）行（háng）烘干（gàn）和过筛。新砂（shā）的烘干用立式或卧（wò）式（shì）烘干滚（gǔn）筒，也可采用气流烘干（gàn）的办法。常（cháng）用的筛砂设备（bèi）有（yǒu）手（shǒu）工筛、滚筒（tǒng）筛和振动筛（shāi）等。 （2） 粘土 刚开采（cǎi）的（de）粘土（tǔ）往往含（hán）有较多的（de）水分具多为块状，因此使用（yòng）前必（bì）须烘干、破碎并磨（mó）成（chéng）粘土粉，主要由专门的工（gōng）厂（chǎng）进行加工（gōng），包装万袋供应。有的工厂事先将膨润土或粘土与煤粉按比例制成粘土—煤（méi）粉粉浆，使粘土充分吸水膨（péng）胀（zhàng），混砂时与原砂一（yī）起（qǐ）加（jiā）入到混砂机里混合均匀。这种做（zuò）法可（kě）简化混砂操作（zuò），便于运（yùn）输，改善（shàn）劳动条件，提高（gāo）型（xíng）砂质量。但必须严格控制粉浆（jiāng）的含水（shuǐ）量（liàng），否（fǒu）则会（huì）影响型砂性能。 （3） 附加物 煤粉、硼配、氟化物和（hé）硫黄（huáng）等附加物（wù）都必须（xū）粉碎、过（guò）筛后再使用（yòng）。 （4） 旧砂 为了（le）节省造型（xíng）材料，降低铸件成本，旧砂应回用。旧砂在型砂所占比例很（hěn）大，它对（duì）型砂（shā）的成分及（jí）性能有着（zhe）很（hěn）大的影响。旧砂中常混有各种杂物，如钉子、铁（tiě）块和砂团等，在回用（yòng）前必（bì）须进行处理（lǐ），包括将（jiāng）砂块粉碎（suì），用电（diàn）磁（cí）分离器除去其中的铁质杂物然后过筛，必要时进行（háng）冷却。 在机械化（huà）程度高的（de）铸造车间，型砂需求量大，周转速度很快，往往旧砂的温度还比较高，有的回（huí）用砂温度高达60摄（shè）氏度以上，如果采用（yòng）这种型砂造型，容易粘附模样、芯盒及砂斗（dòu）。由于型砂温度过高，会使水（shuǐ）分蒸发太快，使型砂性能不稳（wěn）定，同时影响铸件表（biǎo）面质量，影响造型（xíng）劳动生产率。因此必须在铸（zhù）件落砂、旧砂（shā）过筛（shāi）、运输和（hé）混砂过程中（zhōng）加强通风冷却（què），降低型砂温度。 （5） 混（hún）砂 混（hún）砂的任务是将各种原材料混合均匀，使粘（zhān）结剂（jì）包覆在砂粒（lì）表面上，混砂的质量（liàng）主要取决于混（hún）砂工艺和（hé）混砂机的形式（shì）。 一、混砂机（jī）的形式。生产中常用（yòng）的混砂设备有辗轮式、摆轮式和叶片式混砂机。辗轮式混砂机除有搅（jiǎo）拌作用外，还有辗（niǎn）压搓揉作用，型砂的质量较（jiào）好，但生产效率较（jiào）低，主要用来混制面（miàn）砂（shā）和单一砂（shā）。摆式混（hún）砂机（jī）的生（shēng）产效率比辗轮式（shì）高几倍，且可（kě）边混（hún）砂边鼓风冷却，并有一（yī）定的搓（cuō）揉（róu）作用（yòng），但（dàn）型（xíng）砂质量不如辗轮式混（hún）砂好，主要用于（yú）机（jī）械化程（chéng）度（dù）高、生产量大的铸造车间混（hún）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（bèi），各种原是否无误混砂机的一端进入（rù），混好（hǎo）的型砂从混砂机的另一（yī）端出（chū）来，生（shēng）产（chǎn）效率高。叶片（piàn）式混砂机（jī）有混合作用，但搓揉作用很差，主要用于混制背砂和（hé）粘土（tǔ）含（hán）量（liàng）低（dī）的单（dān）一砂。 二、加料顺序（xù）与混砂时（shí）间（jiān）。混制粘土型砂的加顺（shùn）序一般是先加回用砂、原砂、粘土粉和（hé）附加物（wù）等（děng）干料，干混均匀后再加水湿（shī）混，均匀后即可使用。如果型砂中含有渣油（yóu）液以及（jí）其他液（yè）态粘结剂，则应先加水将型砂混合（hé）均匀后再加入油类粘结剂。这（zhè）种先（xiān）加干粉后（hòu）加水（shuǐ）的混砂加（jiā）料顺序存在的（de）缺点是，在（zài）混砂机的辗盘边缘遗（yí）留（liú）一些粉料，这（zhè）些（xiē）粉料吸水后粘附在混（hún）砂机壁上，直到（dào）混辗后期或卸砂时才脱落下（xià）来，使型砂里含有混合（hé）不（bú）均匀的粘土（tǔ）或煤粉团块，恶化（huà）了型（xíng）砂性能。同时（shí）干混时粉尘飞扬，劳动条件差。因此，有的工厂（chǎng）采用先在（zài）回用砂里加水混合，然后加粘土及煤粉混合均匀，zui后（hòu）再加少（shǎo）量（liàng）水（shuǐ）分调节到所需要的（de）含水量的（de）混砂工艺。试验（yàn）结果表明，后面（miàn）这种加料顺（shùn）序可缩短混砂时（shí）间，提高型砂质量（liàng），改善劳动条（tiáo）件。 为了（le）使各（gè）种原材料混合（hé）均匀，混砂时间不（bú）能太（tài）短，否（fǒu）则影响型砂性能，但混砂时间也不宜过长。否则将使（shǐ）型砂温度升高，水分过多挥发，型砂结成块（kuài）状，性能变（biàn）坏且生产效率低（dī）。混（hún）砂时间主要根据混砂机（jī）的形式、粘土（tǔ）含量、对（duì）型砂性能要求等来决（jué）定。一般来说，粘土含量（liàng）越多，对型（xíng）砂质量（liàng）要求越高，混砂时间越（yuè）长（zhǎng）。采用辗轮式混砂机混制面砂（shā）时（shí），混砂时间一般（bān）为6—12分钟，北（běi）砂为3—6分钟，单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀 型砂的调匀又称回性、渗（shèn）匀，是（shì）指将混好的（de）型砂在不（bú）失去水分的条件下放置一段时间，使水分均匀渗透（tòu）到型砂中，让粘土充分吸水（shuǐ）膨胀（zhàng），以提（tí）高型砂的强度和透气（qì）性等性能。调（diào）匀（yún）时间主要（yào）根据粘土种（zhǒng）类及加入量而定。型（xíng）砂（shā）中粘土含量越（yuè）多（duō），原砂的颗粒越细，调匀时（shí）间越长。调匀时间应适（shì）当，否则型（xíng）砂性能难以满足要注（zhù）。单一（yī）砂一般为2—3小时，面砂为4—5小时。机械（xiè）化铸造厂间型砂调匀（yún）是在（zài）型砂调匀斗里进行，非机械化的手工造型（xíng）车间是将混（hún）好（hǎo）的型砂堆放在（zài）轩间地面（miàn）上，并用湿麻袋覆盖进行调（diào）匀。 型砂（shā）经混辗和调匀后会被压实，有的被压成团块。如果采用这种型砂（shā）直接造型（xíng），型砂的坚实（shí）度（dù）不（bú）均匀，透气性等性能差（chà）。因此，调匀后的型砂（shā）必须经松砂或过筛才能使用（yòng）。在机械化的铸造（zào）车间（jiān）一般采用圆（yuán）棒式或叶片式松砂机（jī）进行松砂处理。在百（bǎi）机械化的手（shǒu）工造型车（chē）间，常用移动式松砂机或用（yòng）筛孔为5—8毫米的筛子（zǐ）过筛。
+查看全文20 2020-04
覆膜砂铸造（zào）在铸造领域已有相当长的（de）历史，铸（zhù）件的产量也相当大；但采用覆（fù）膜砂铸（zhù）造生（shēng）产精（jīng）密铸（zhù）钢件时面临很多难（nán）题：粘（zhān）砂（shā）（结疤）、冷（lěng）隔、气（qì）孔。如何解决这些问题（tí）有待于我们去进一步探讨（tǎo）。 一、对覆膜砂（shā）的认识（shí）与了解（覆膜砂属（shǔ）于有机粘结剂型、芯砂） （1）覆（fù）膜砂的特点（diǎn）：具有适宜的强度性（xìng）能；流动（dòng）性（xìng）好，制出的砂型、砂芯（xīn）轮廓清晰，组织致密，能够制造出复（fù）杂的砂芯；砂型（芯）表面质（zhì）量好，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级；溃散性好，铸件容易清（qīng）理。 （2）适用范围：覆膜砂（shā）既可制（zhì）作铸型又可制作（zuò）砂芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使（shǐ）用又可与（yǔ）其它（tā）砂型（芯）配合（hé）使用；不仅可以用（yòng）于金属型（xíng）重力铸造或低（dī）压铸（zhù）造（zào），也可以用于铁型（xíng）覆砂铸造，还可以用于热法离心铸造；不仅可（kě）以用于铸铁、非铁合金铸件的生（shēng）产（chǎn），还可（kě）以（yǐ）用于铸钢（gāng）件的（de）生产。 二、覆膜砂（shā）的（de）制备 1．覆膜砂（shā）组成 一般（bān）由耐火（huǒ）材（cái）料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特（tè）殊添（tiān）加剂组成。 （1）耐火材料是构成覆膜砂（shā）的主体。对耐火材料的要求是：耐火度高、挥发物（wù）少、颗（kē）粒较（jiào）圆整（zhěng）、坚实等。一般选用天然擦洗硅砂。对硅砂（shā）的（de）要（yào）求（qiú）是：SiO2含量（liàng）高（铸（zhù）铁及（jí）非（fēi）铁（tiě）合金铸件要求（qiú）大（dà）于90%，铸钢（gāng）件要求大于97%）；含泥量不大于（yú）0.3%（为（wéi）擦（cā）洗砂）--[水洗砂含泥量规定小于；粒度①分布在（zài）相邻3～5个筛号上；粒（lì）形圆整，角形因素应（yīng）不大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结（jié）剂普遍采用（yòng）酚醛树脂。 （3）固化剂通常采（cǎi）用乌（wū）洛托品；润滑剂一般采用硬脂酸（suān）钙，其作用是（shì）防止覆膜砂结块，增（zēng）加（jiā）流（liú）动性。添加剂的主要（yào）作用是改善覆膜砂的性能。 （4）覆膜砂的基本配比 成分（fèn） 配比（质量（liàng）分数，%）说明：原砂（shā） 100 擦洗砂（shā）， 酚醛树脂 1.0～3.0 占（zhàn）原砂（shā）重 ，乌洛托品（pǐn）（水溶液2）10～15 占树脂重，硬脂（zhī）酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占（zhàn）树（shù）脂重（chóng），硬脂酸钙（gài） 5～7 占树脂重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占（zhàn）原（yuán）砂重（chóng）。 ２．覆膜（mó）砂的生产（chǎn）工艺（yì） 覆膜（mó）砂的（de）制（zhì）备工艺主要有冷法覆膜、温法覆（fù）膜、热法覆膜三种，目前覆膜砂的生（shēng）产几乎都是采用（yòng）热覆膜法（fǎ）。热法（fǎ）覆（fù）膜工艺是先将原砂加（jiā）热到（dào）一（yī）定（dìng）温度，然后分别与（yǔ）树脂、乌（wū）洛托品水溶（róng）液和硬脂酸钙混合搅拌（bàn），经冷却破（pò）碎和筛分而成。由于（yú）配方的差（chà）异，混制（zhì）工艺有所不同。目前国内覆膜砂生产线的种类很多，手工加料的（de）半自动生产线（xiàn）约有2000~2300条，电脑（nǎo）控（kòng）制的全自（zì）动（dòng）生（shēng）产（chǎn）线也已经有（yǒu）将近50条，有（yǒu）效（xiào）提（tí）高了生产效（xiào）率和产品（pǐn）稳定性。例如xx铸造（zào）有限公司（sī）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（kòng）制（zhì）精确到（dào）1/10℃，并且可以通过视频时（shí）时观察混（hún）砂状态，生产效率达（dá）到6吨/小时（shí）。 ３．覆膜（mó）砂的主要产品类（lèi）型 （1） 普通类覆膜砂 普通覆膜砂即传统覆膜砂，其组成通常（cháng）由（yóu）石英砂（shā），热塑（sù）性酚（fēn）醛树脂，乌洛（luò）托品和硬脂酸钙构（gòu）成，不加有关添加剂，其（qí）树脂加入量通常在（zài）一定（dìng）强度要求下相（xiàng）对较高，不具备（bèi）耐高温，低膨胀（zhàng）、低（dī）发气（qì）等特性，适用（yòng）于要求不高的铸件生产 （2） 高（gāo）强（qiáng）度低发气（qì）类（lèi）覆（fù）膜砂（shā） 特点：高强度、低（dī）膨胀、低发气、慢发气、抗氧化 简介:高强度低（dī）发气覆膜砂是普通（tōng）覆膜砂的（de）更（gèng）新（xīn）换代产品，通过加入有关特性的“添加剂”和采用新的配制工艺（yì），使树（shù）脂用量大幅度下降，其（qí）强（qiáng）度比普通覆（fù）膜砂高30%以上（shàng），发气量显著降低（dī），并能延缓（huǎn）发气速度，能更好地适应（yīng）铸件生产的需（xū）要。该类覆膜（mó）砂（shā）主要（yào）适用（yòng）于铸铁件中（zhōng），中小铸钢、合金铸（zhù）钢件的生产。目前该类覆膜砂有三个系列：GD-1高强度（dù）低发气（qì）覆（fù）膜（mó）砂；GD-2高强度低膨胀低发气覆膜砂；GD-3高强度低（dī）膨胀低发气抗（kàng）氧化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特点：耐高温、高强度、低膨（péng）胀（zhàng）、低发气、慢发气、易溃散、抗氧化 简介:耐高温覆膜砂是通过特殊（shū）工艺配方技术生产（chǎn）出的具有优异高温性能(高温下强度高、耐热时间长（zhǎng）、热膨胀量小（xiǎo）、发气量低)和综（zōng）合铸造性能的新（xīn）型覆膜砂。该类覆膜砂特别适用于复杂薄（báo）壁精（jīng）密的铸铁件(如汽车（chē）发动机缸（gāng）体、缸（gāng）盖等)以及高（gāo）要求的铸钢（gāng）件(如集装箱角和（hé）火车刹车缓；中器壳件等)的（de）生产，可有效（xiào）消（xiāo）除粘砂（shā）、变（biàn）形、热裂和气孔（kǒng）等铸造（zào）缺陷。目前该覆膜砂有四个系（xì）列（liè）：VND-1耐高（gāo）温覆膜砂. ND-2耐（nài）高温低膨胀低发气覆膜（mó）砂 ND-3耐高温低膨胀低发气抗氧化覆膜（mó）砂 ND-4耐高温高强（qiáng）底（dǐ）低膨胀低发气覆（fù）膜 （4） 易溃（kuì）散类覆（fù）膜砂 具有较好的强度，同时具有优异的低温溃散性能，适用于生产有色金（jīn）属（shǔ）铸件。 （5） 其它特殊要求覆（fù）膜砂 为适应（yīng）不同产（chǎn）品的需要，开发出了系列特（tè）种覆膜砂如：离心铸造用覆（fù）膜砂（shā）、激冷覆膜砂、湿态（tài）覆膜（mó）砂、防粘砂、防（fáng）脉纹、防橘（jú）皮覆膜砂等（děng）。 三、覆膜砂制芯主（zhǔ）要（yào）工艺过程 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂（shā）压（yā）力（lì）0.15-0.60MPa。形状（zhuàng）简（jiǎn）单（dān）的砂芯、流（liú）动性好（hǎo）的覆膜砂可选用较低的（de）射砂压力，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低（dī）时可适当延长固（gù）化时间等。覆（fù）膜砂所使用的树脂是酚醛类树脂。制芯（xīn）工艺的优（yōu）点：具（jù）有适宜的强度性能；流动性好；砂（shā）芯表（biǎo）面质（zhì）量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性强；溃散（sàn）性好，铸（zhù）件容易清理。 1、铸型（模具）温度 铸型温（wēn）度是影响壳（ké）层厚（hòu）度及强度（dù）的（de）主要（yào）因素之一,一般控制在（zài）220～260℃,并根据下列原则选定: （1）保证覆（fù）膜（mó）砂上的树脂（zhī）软化及固化（huà）所需的足够热（rè）量； （2）保（bǎo）证形成需要的壳厚且壳型（芯）表面不（bú）焦化； （3）尽（jìn）量缩短结壳及（jí）硬化时间，以提（tí）高生产率。 2、射砂压力及时间 射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则砂型（芯（xīn））不能成型。射砂（shā）压力一般为0.6MPa左右；压力（lì）过（guò）低时，易造成射（shè）不足或疏松现象。3、硬化时间：硬化时间的长短主要取决（jué）于砂型（芯（xīn））的厚（hòu）度与（yǔ）铸型的温度，一般在60～120s左右。时间过（guò）短，壳层未完全固化则强度低；时间（jiān）过（guò）长，砂型（芯）表面层易烧焦影（yǐng）响（xiǎng）铸件（jiàn）质量。覆膜砂造型（芯）工（gōng）艺（yì）参数实例：序（xù）号图号 壳厚（㎜） 重（chóng）量（㎏） 铸型温度（dù）（℃） 射砂时间（s）硬化时间（s） 1 （导向套（tào））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（fù）膜砂（shā）应用中存在的问题及（jí）解决对策 制芯（xīn）的方法（fǎ）种类很多，总的可以划分为热固性方法和冷固（gù）性方法两大类（lèi），覆膜砂制芯属于热固性（xìng）方法类。任（rèn）何（hé）一种制芯方（fāng）法都有其（qí）自（zì）身的优点和缺点，这主要取决于产（chǎn）品（pǐn）的质量要求、复杂（zá）程度、生（shēng）产批量（liàng）、生产成本、产品价格等综合（hé）因素来决定采用何种（zhǒng）制芯（xīn）方法。对铸件内（nèi）腔表面质量要求高，尺寸精度要求高（gāo）、形状复杂的砂芯（xīn）采（cǎi）用覆膜砂制芯（xīn）是非常有效的。例如（rú）：轿车发动机气缸盖的进排气道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的水道砂芯（xīn）、油道砂（shā）芯，进气岐管、排气岐管的壳（ké）芯砂芯，液压阀的流道砂（shā）芯，汽车涡轮（lún）增压器气道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还常遇到一（yī）些问（wèn）题（tí），这里仅就工作中的体（tǐ）会略谈一二。 1、覆膜砂（shā）的（de）强（qiáng）度和（hé）发气（qì）量的确定方（fāng）法（fǎ） 在原砂质量（liàng）和树脂质（zhì）量一定的前提（tí）下（xià），影响覆膜砂强度的关键因素主要取（qǔ）于酚（fēn）醛树脂的加入量。酚醛树脂加入量多，则强度（dù）就提高（gāo），但（dàn）发气（qì）量（liàng）也增加，溃散性就（jiù）降低。因此（cǐ）在（zài）生（shēng）产应用中一（yī）定要控制覆（fù）膜砂的强度来减少（shǎo）发气量，提（tí）高溃散性（xìng），在强度标准（zhǔn）的制订时定要（yào）找到一个平衡点（diǎn）。这（zhè）个（gè）平衡点就是保证（zhèng）砂芯（xīn）的表面质（zhì）量及在浇注时不产生变（biàn）形、不产生断（duàn）芯前提下的（de）强度。这样才能保证铸（zhù）件的表面质（zhì）量和尺（chǐ）寸（cùn）精（jīng）度（dù），又可（kě）以减少发气量，减少铸造件气孔缺陷，提高砂芯的出砂性（xìng）能。对砂芯存放，搬运过（guò）程中可以采用工位器具、砂芯小车，并（bìng）在其上面（miàn）铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的（de）海（hǎi）绵，这样可（kě）以减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂（shā）砂芯（xīn）的存放期（qī） 任何砂芯都会（huì）吸湿，特别是南方地区空气相对（duì）湿（shī）度大，必须对砂芯存放期在工艺文件上加以规定，利用精益（yì）生（shēng）产先进（jìn）先出的生产方式减（jiǎn）少砂芯的存放量和（hé）存放周期。各企业应结合自己的厂房条件和当地的气候（hòu）条件来（lái）确定（dìng）砂芯的存（cún）放周（zhōu）期。 3、控制好（hǎo）覆膜（mó）砂的供货质（zhì）量 覆膜砂（shā）进厂时必须（xū）附有（yǒu）供应商的质量保证资料，并且企业根（gēn）据（jù）抽样标准进行检查，检查合格后方可（kě）入库。企业取样检（jiǎn）测不（bú）合格时由质保和技术部门做出（chū）处理（lǐ）结果，是让步接受或向供应商退货。 4、合（hé）格的覆膜（mó）砂在制芯时发现砂芯断裂变形 制芯时砂芯的断裂（liè）变形通常会认为（wéi）覆膜（mó）砂强（qiáng）度低（dī）造成的。实际上砂芯断裂和变形会涉及到许多生产过（guò）程。出现（xiàn）不正常情（qíng）况，必须要查（chá）到真（zhēn）正的（de）原因才能彻底解决。具体原因如下： （１）制芯（xīn）时模具的温（wēn）度和留（liú）模时间，关系到砂芯结壳硬化（huà）厚度是否（fǒu）满足工艺要求（qiú）。工艺上所规定（dìng）的工艺参数（shù）都需要（yào）有（yǒu）一个范围，这个范（fàn）围需靠操作人员的技能来进行调整。在模具温度（dù）上（shàng）限时（shí）留模时间可以取下（xià）限，模具温度在下限时留模时间取上限（xiàn）。对（duì）操作人员需（xū）要不断地培训提高操（cāo）作技能（néng）。 （２）制芯时在模具上会粘（zhān）有酚醛树脂和砂粒，必须进（jìn）行及时清理并喷上脱（tuō）模剂，否则会越（yuè）积越多开模时会把砂芯拉（lā）断或变形。 （３）热（rè）芯盒模具静模上的弹簧顶杆，由于长期在高温状态（tài）下（xià）工作会产生弹性失效而（ér）造成砂芯断（duàn）裂或变形。必须及时（shí）更换弹簧。 （４）动模和静模不平行（háng）或不在同一（yī）中心线上，合模（mó）时在油缸（gāng）或（huò）气缸的压力（lì）作用下，定位销前端有一段斜度，模具还是会合紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原（yuán）始状态使砂芯断裂或（huò）变形。在（zài）这种情况下（xià）射砂时会跑砂，砂芯的尺寸会变大。解决对（duì）策是及时调（diào）整模具的平行度和（hé）同轴度。 （５）在壳芯机上生产（chǎn）空心砂芯时（shí），从（cóng）砂（shā）芯中（zhōng）倒（dǎo）出尚未硬化的（de）覆膜砂（shā）需（xū）要重新使用时，必须进行过筛并未用过的覆膜砂按３：７比例混合后使用，这样才能保证壳（ké）芯砂芯的表（biǎo）面质量和（hé）砂（shā）芯强度。
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什么（me）叫（jiào）淬火？ 钢的淬火是将（jiāng）钢加热到临（lín）界温（wēn）度Ac3（亚（yà）共析钢）或Ac1（过共析（xī）钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或（huò）部（bù）分奥氏（shì）体化，然后以大于临（lín）界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（xià）（或Ms附近等温）进行马氏体（tǐ）（或贝氏体）转（zhuǎn）变（biàn）的热（rè）处理工艺。通常也将（jiāng）铝（lǚ）合金（jīn）、铜合金、钛（tài）合金、钢化玻璃等材（cái）料的固（gù）溶处（chù）理或带有快速冷却过程（chéng）的热处理（lǐ）工艺（yì）称为（wéi）淬（cuì）火。 淬火（huǒ）的目的： 1）提高金属成材（cái）或零件的机械（xiè）性能。例如（rú）：提高工具（jù）、轴（zhóu）承等的硬度和耐（nài）磨性，提高（gāo）弹簧的弹（dàn）性极限，提高（gāo）轴类零件的（de）综（zōng）合机（jī）械性能等。 2）改善某些特殊钢的（de）材（cái）料性能或化学性能。如提高（gāo）不锈钢的（de）耐蚀性（xìng），增加（jiā）磁钢的永磁（cí）性等。 淬火冷却时，除需（xū）合（hé）理选用淬火介质（zhì）外，还要有正（zhèng）确（què）的淬火方法，常用的淬火（huǒ）方法，主要有单液（yè）淬火，双（shuāng）液淬火，分级淬火、等温淬（cuì）火，局（jú）部淬火等。 钢铁（tiě）工件（jiàn）在淬火（huǒ）后具有以下特（tè）点： ① 得到了马氏体、贝氏（shì）体、残余（yú）奥氏体等不（bú）平衡（héng）（即不（bú）稳定（dìng））组织（zhī）。 ② 存在较大内（nèi）应力。 ③ 力（lì）学性能不（bú）能满足（zú）要求。因此，钢铁工件淬火（huǒ）后（hòu）一般（bān）都要经过回（huí）火 什么叫回火？ 回（huí）火（huǒ）是将淬火后的（de）金属成（chéng）材或零（líng）件加热到某一温度，保温一定（dìng）时间后，以一定方式冷（lěng）却的热处理工艺（yì），回火（huǒ）是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件（jiàn）进（jìn）行热处理的zui后一道工序，因而把淬火（huǒ）和回火的联合工艺称为（wéi）zui终处理。淬火与回火（huǒ）的（de）主要目（mù）的是： 1）减少（shǎo）内应力和（hé）降低脆性，淬火件（jiàn）存（cún）在着很大的应（yīng）力和脆（cuì）性，如没（méi）有（yǒu）及时回火往往会产生变形甚至开裂。 2）调整工（gōng）件的机械性能（néng），工（gōng）件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种（zhǒng）工件不同的性能要（yào）求，可以（yǐ）通过（guò）回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。 3）稳（wěn）定工（gōng）件尺寸。通过（guò）回火可使金相组织趋于稳（wěn）定（dìng），以保（bǎo）证在（zài）以后的使用过程中不再（zài）发生变形。 4）改善（shàn）某些合金钢的切（qiē）削（xuē）性能（néng）。 回火的作用（yòng）在于： ① 提高组织稳定性，使工件（jiàn）在使用过程中（zhōng）不再发生组织转变，从而使工件几何尺（chǐ）寸和性能保持稳（wěn）定。 ② 消除内应力，以便改善工（gōng）件的使用性能并稳（wěn）定工件几何（hé）尺寸。 ③ 调整（zhěng）钢铁的力学性能以满足使用要求。 回火（huǒ）之（zhī）所以具有这（zhè）些作（zuò）用，是（shì）因为温度升高时，原子活动（dòng）能力增强，钢铁中的铁、碳和（hé）其他合金元素（sù）的原子可（kě）以（yǐ）较快地进行扩（kuò）散（sàn），实现（xiàn）原子（zǐ）的重新排列组合（hé），从而使（shǐ）不稳定的不平衡组织逐步（bù）转变为稳定的（de）平衡（héng）组织（zhī）。内应力的（de）消除还与温度升高时金（jīn）属（shǔ）强（qiáng）度降低（dī）有关。一般钢铁回火时，硬度和强度（dù）下降，塑性提高。回火（huǒ）温度越高，这些（xiē）力（lì）学性能的（de）变化越大。有些合金元素含量较高的合金（jīn）钢，在某一温（wēn）度范围回火时，会（huì）析（xī）出一些颗粒细（xì）小的金（jīn）属（shǔ）化（huà）合物，使强度和（hé）硬度（dù）上升。这种现象称（chēng）为二次硬化（huà）。 回火要求：用途不同的工（gōng）件应在不同温度下回火，以满（mǎn）足使用中的要求（qiú）。 ① 刀具（jù）、轴（zhóu）承、渗碳淬（cuì）火零件、表（biǎo）面淬火零件通常在250℃以下进行低（dī）温回（huí）火。低温回火后硬度变化不大，内应力减小，韧性（xìng）稍有提高。 ② 弹簧在350～500℃下中温回火，可获得较高的弹性和（hé）必要的（de）韧性（xìng）。 ③ 中碳结构（gòu）钢制（zhì）作的零件通常在500～600℃进行高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良（liáng）好配合。 钢在300℃左（zuǒ）右（yòu）回火时，常使（shǐ）其脆性增大，这（zhè）种现象称为首类回火脆性。一般不应在这个（gè）温度区间回火。某些中碳合（hé）金结构钢在（zài）高温回火后，如果缓慢冷（lěng）至室温（wēn），也易（yì）于（yú）变脆（cuì）。这（zhè）种（zhǒng）现象称为第二类回火脆性（xìng）。在钢中加入钼（mù），或回火时在油或水中冷却，都可以（yǐ）防止第（dì）二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。 在生产中（zhōng），常（cháng）根据对工件性能的要求。按加热温度的（de）不同，把回火分为（wéi）低温（wēn）回火，中温回火，和高温回火。淬火和随后的高（gāo）温（wēn）回火相结合的热（rè）处（chù）理工艺称为调（diào）质，即在具（jù）有（yǒu）高度强度的同（tóng）时，又有（yǒu）好的（de）塑性韧性。 1、低温回火：150-250℃ ，M回，减少（shǎo）内应力（lì）和（hé）脆性，提高塑（sù）韧性，有较高的硬度和耐（nài）磨性。用（yòng）于（yú）制作量（liàng）具、刀具和滚动轴承等（děng）。 2、中温回（huí）火：350-500℃ ，T回，具有（yǒu）较（jiào）高的弹性，有一（yī）定（dìng）的（de）塑性和硬度。用（yòng）于制作弹簧、锻模等。 3、高（gāo）温回火：500-650℃ ，S回（huí），具有良（liáng）好的（de）综（zōng）合力学性能。用于制（zhì）作（zuò）齿轮、曲轴等。 什么是正火（huǒ）? 正火是（shì）—种（zhǒng）改善钢材韧性（xìng）的热处理。将钢（gāng）构件加（jiā）热到Ac3温度以上30〜50℃后（hòu），保温（wēn）一段时（shí）间出炉空冷。主要特（tè）点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在（zài）稍快的冷却中使钢材（cái）的结晶晶粒细化（huà），不但可得到满意的强度，而且可以（yǐ）明显（xiǎn）提高韧（rèn）性(AKV值），降低构件的开裂（liè）倾（qīng）向。—些低合金（jīn）热（rè）轧钢板、低合金钢（gāng）锻件（jiàn）与铸造件经正火处理后，材料的综合力学性（xìng）能（néng）可以大大改善，而且也改善（shàn）了切（qiē）削性能。 正火（huǒ）有以下目的和（hé）用途： ① 对亚共析钢（gāng），正火用（yòng）以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和（hé）魏（wèi）氏组织，轧材中的带（dài）状组织；细化晶（jīng）粒；并可作为淬（cuì）火前的预先热处（chù）理。 ② 对（duì）过共析钢，正火可以消除网（wǎng）状二（èr）次渗碳体，并使珠光体细化，不（bú）但改善机械性（xìng）能，而且有利于以（yǐ）后的球化退火。 ③ 对低碳深冲薄钢板（bǎn），正（zhèng）火可（kě）以消除（chú）晶界的游离渗碳（tàn）体，以改（gǎi）善其（qí）深冲（chōng）性能。 ④ 对低碳（tàn）钢（gāng）和（hé）低碳低合金钢，采用正火，可得到较（jiào）多的细（xì）片状珠光体组（zǔ）织，使硬（yìng）度增高到HB140-190，避免切削时的“粘（zhān）刀（dāo）”现（xiàn）象，改善切削加工性。对中碳（tàn）钢（gāng），在既可（kě）用正火又可用退（tuì）火的场（chǎng）合下，用正火更为经济和方便。 ⑤ 对普通中（zhōng）碳（tàn）结构（gòu）钢，在力学（xué）性能要（yào）求不高的场（chǎng）合下（xià），可用正火代替淬火加高（gāo）温回（huí）火，不仅操作简（jiǎn）便，而且使钢材的组（zǔ）织和（hé）尺寸稳（wěn）定。 ⑥ 高温（wēn）正火(Ac3以上150～200℃)由（yóu）于（yú）高（gāo）温下扩散速度（dù）较高（gāo）,可以（yǐ）减少铸件和锻件的成（chéng）分偏析。高温正火后（hòu）的（de）粗大晶粒可通过随（suí）后第二次较低温度的正火（huǒ）予以（yǐ）细化。 ⑦ 对某些用（yòng）于汽轮机和锅炉的低、中碳合金（jīn）钢，常采用正火以获得贝氏体组织，再经高温回火，用于400～550℃时具有良（liáng）好的抗蠕变能力。 ⑧ 除（chú）钢件和（hé）钢（gāng）材以外，正火还广（guǎng）泛（fàn）用于球墨（mò）铸铁热处理，使其获得珠光体基体，提高球墨（mò）铸铁（tiě）的强度（dù）。 由于（yú）正火的（de）特点是（shì）空（kōng）气冷却，因而环境气（qì）温、堆放方式、气流及工件尺寸（cùn）对正火后（hòu）的组织和性能均（jun1）有影响。正火组织（zhī）还可作为合金（jīn）钢的一种分类方法。通常（cháng）根据（jù）直（zhí）径为25毫米的试（shì）样加热到900℃后,空冷得（dé）到的组织，将合金钢（gāng）分为珠光体钢、贝氏体钢、马（mǎ）氏（shì）体钢和（hé）奥（ào）氏体钢。 什么是退火？ 退火是（shì）将金属缓慢加（jiā）热（rè）到一定温度，保持足够（gòu）时间，然后（hòu）以适宜速度冷却的一（yī）种（zhǒng）金（jīn）属热处理工艺。退（tuì）火热处（chù）理分（fèn）为完全退火，不完全退火和（hé）去应力退火。退火（huǒ）材料的力（lì）学（xué）性能可以用拉伸（shēn）试验（yàn）来（lái）检测（cè），也可以用硬度试（shì）验来检测。许多钢材都是以退（tuì）火热处（chù）理（lǐ）状态（tài）供货的（de），钢材硬度检测可以采用洛氏硬（yìng）度计，测试HRB硬度，对于（yú）较薄的钢（gāng）板、钢带（dài）以及（jí）薄壁钢管（guǎn），可以采用表面（miàn）洛氏硬度计，检测HRT硬度。 退（tuì）火的目（mù）的在于： ① 改善（shàn）或消（xiāo）除钢铁在铸造、锻压（yā）、轧制和焊接过程中（zhōng）所造（zào）成的各种（zhǒng）组织缺陷以及残余应力，防止工件变（biàn）形、开裂。 ② 软化（huà）工件以便进行切削加工。 ③ 细化晶粒，改善组织以提高工（gōng）件的机（jī）械性能。 ④ 为zui终热处理（淬火、回火）作（zuò）好（hǎo）组织准备。 常用的退火工艺有： ① 完全退（tuì）火。用（yòng）以细化（huà）中、低碳（tàn）钢经（jīng）铸造（zào）、锻压和焊接后（hòu）出现的力学（xué）性能不佳（jiā）的（de）粗大过热组织。将工件（jiàn）加（jiā）热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时（shí）间，然后随炉缓慢冷（lěng）却，在冷却（què）过程中奥（ào）氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。 ② 球化退火。用以降低工具（jù）钢和（hé）轴承（chéng）钢锻压后的偏（piān）高硬度。将工件（jiàn）加热到钢（gāng）开始形成奥氏体（tǐ）的温度以上（shàng）20～40℃，保温（wēn）后缓慢冷却，在冷却（què）过程中珠（zhū）光（guāng）体中（zhōng）的片层状渗碳体变为球状，从而降（jiàng）低了硬度。 ③ 等温退火。用以降低某些镍（niè）、铬含量（liàng）较高的合金（jīn）结（jié）构钢的高硬度，以进行切削加工。一般先以较快速度冷（lěng）却到奥氏体zui不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或（huò）索氏体（tǐ），硬（yìng）度即可（kě）降低。 ④ 再（zài）结晶退火。用（yòng）以消（xiāo）除金属线材、薄板在冷拔、冷轧（zhá）过程（chéng）中的硬化现象（xiàng）（硬度升（shēng）高（gāo）、塑性下降）。加热温度一般（bān）为钢开始（shǐ）形（xíng）成（chéng）奥氏体的温度（dù）以（yǐ）下50～150℃ ，只有（yǒu）这样才（cái）能（néng）消除加工硬化效应使金（jīn）属软化。 ⑤ 石墨化退火（huǒ）。用以使（shǐ）含有（yǒu）大（dà）量渗碳体的铸（zhù）铁变成塑性良好的（de）可锻（duàn）铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间（jiān）后适当（dāng）冷却，使渗碳体分解形成（chéng）团絮状石墨。 ⑥ 扩散退火（huǒ）。用以使合金铸件化学成分均（jun1）匀化（huà），提高（gāo）其使用性能。方（fāng）法是在不发生熔化的（de）前提下（xià），将铸件加热到尽可（kě）能高的温度，并长时间保温，待合金（jīn）中各种元素扩散趋于均匀分布后（hòu）缓（huǎn）冷。 ⑦ 去应力（lì）退火（huǒ）。用以消除（chú）钢铁铸件和焊接（jiē）件的（de）内应力。对（duì）于（yú）钢铁制品加热后开始形成奥氏体的（de）温度以下100～200℃，保温（wēn）后在空气中冷却，即（jí）可（kě）消除内（nèi）应力。
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一、变形的原因 钢的变形（xíng）主（zhǔ）要原因是钢中存在内应力或者外部施加（jiā）的应力。内（nèi）应（yīng）力（lì）是因温（wēn）度（dù）分布（bù）不均匀或者相变所致，残余应力也是原因之（zhī）一。外应力（lì）引起（qǐ）的变（biàn）形主要是由于工（gōng）件自重而造成的“塌陷”，在特殊情况下也应考虑（lǜ）碰撞被加热（rè）的工件，或者夹持工具（jù）夹（jiá）持（chí）所引（yǐn）起的凹陷等。变形包括弹性变形和塑性变形两种。尺（chǐ）寸变（biàn）化主要是基于组织转变，故表现出同样的膨胀和收缩，但（dàn）当工件上有孔穴或者（zhě）复（fù）杂形状（zhuàng）工件，则将导致附加（jiā）的变形。如果（guǒ）淬火形成大（dà）量马氏体则发生（shēng）膨胀，如果产生大量残余奥（ào）氏体则（zé）相应的（de）要收缩。此外，回火时一般发生收（shōu）缩，而出现二次硬（yìng）化现象的合（hé）金钢则发生膨（péng）胀，如（rú）果进行深（shēn）冷处理，则由于残余奥氏体（tǐ）的马氏体化而进一步膨胀，这（zhè）些组织的比（bǐ）容都（dōu）随（suí）着含碳量的增加而增大，故（gù）含碳量增加也使尺（chǐ）寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生时（shí）段（duàn） 1.加热过程：工件在加（jiā）热过程中，由于（yú）内应力逐渐释（shì）放而产生（shēng）变形。 2.保温过程（chéng）：以自重塌陷变形为（wéi）主，即塌陷弯曲。 3.冷却（què）过程：由于不（bú）均匀冷（lěng）却和（hé）组织转变而至变形（xíng）。 三、加热与变形 当加热（rè）大型工件时，存（cún）在残余应力或者加（jiā）热不（bú）均匀（yún），均可（kě）产生变形（xíng）。残余应力主（zhǔ）要来源于加工（gōng）过程。当存（cún）在（zài）这些应力时（shí），由于随着（zhe）温度的升（shēng）高（gāo），钢的屈服（fú）强度逐（zhú）渐下降，即（jí）使加热（rè）很均匀，很轻微的应力（lì）也会导致（zhì）变形。 一般，工件的外缘部位残余（yú）应力较高（gāo），当温度的上升从外（wài）部（bù）开始进行时，外缘（yuán）部位变形（xíng）较大，残（cán）余（yú）应力引起的变形包括（kuò）弹性变形和塑性变形两（liǎng）种。 加热时产生的（de）热应力和想变应力都是导致变形的原因。加热速度越快、工（gōng）件尺寸越大、截面（miàn）变化越大（dà），则加热变形越大。热应（yīng）力取决于温度的不均匀分（fèn）布程度和温（wēn）度梯度（dù），它们都是导致热膨胀发（fā）生差异（yì）的（de）原因。如果热（rè）应力高于材料的高（gāo）温屈服（fú）点（diǎn），则引起塑性变形（xíng），这种塑性变形就表现为“变形”。 相变应力主要源于相变的不等（děng）时性（xìng），即（jí）材（cái）料一部（bù）分发生相变，而其它部分还未（wèi）发生相变（biàn）时产生（shēng）的。加热时材料的组织转变成（chéng）奥氏体发生（shēng）体（tǐ）积收（shōu）缩时可出现塑性（xìng）变（biàn）形。如果材料的各部（bù）分同（tóng）时发（fā）生相同的组织转变，则不（bú）产（chǎn）生应（yīng）力。为此，缓慢（màn）加热可以适当降（jiàng）低（dī）加热变形，zui好（hǎo）采用预热（rè）。 此外，由于（yú）加热中（zhōng）因自重而出现“塌陷”变形的情况非常多，加热温度越高，加（jiā）热时间越长，“塌陷”现（xiàn）象越严重（chóng）。 四、冷却与（yǔ）变形 冷却不均时将（jiāng）产生热应力导致变形发生。因（yīn）工件的外缘和（hé）内部存在冷（lěng）却（què）速度差异，该（gāi）热应力是不可避免的，淬火（huǒ）情况（kuàng）下，热（rè）应力与组织（zhī）应力叠加，变形（xíng）更为复（fù）杂。加之组织的（de）不（bú）均匀、脱碳等，还（hái）会导致相变点出现差（chà）异，相变的膨胀量也有所不（bú）同。 总之，“变形”是相变应力和热应力共同所致（zhì），但并非全部应力都消耗（hào）在变形（xíng）上（shàng），而是一部分作为（wéi）残（cán）余应力（lì）存在于工（gōng）件中（zhōng），这种应（yīng）力就是导致时效（xiào）变形和时效裂纹的原因。 因冷却（què）而导致（zhì）的变形表（biǎo）现为（wéi）以（yǐ）下几（jǐ）种形式： 1.件急（jí）冷初期，急冷的一侧凹陷（xiàn），然后转（zhuǎn）为（wéi）凸起（qǐ），结果快冷的一（yī）面凸（tū）起，这种情况属（shǔ）于热应力引起的变形大于相变（biàn）引起的变（biàn）形。 2.由热应（yīng）力所引起的变形是钢料趋于球形化，而由（yóu）相（xiàng）变应力所引（yǐn）起的变（biàn）形（xíng）则使之（zhī）趋于绕线轴状。因此淬火（huǒ）冷（lěng）却（què）所致的变形表现为两（liǎng）者的结合，按照（zhào）淬火方式的不同（tóng），表现出不同的变形。 3. 仅对（duì）内（nèi）孔（kǒng）部分淬火（huǒ）时，内（nèi）孔收缩。将整个环形（xíng）工（gōng）件加（jiā）热整体淬火时（shí），其外径总（zǒng）是增（zēng）大，而（ér）内径则根据尺寸的不同（tóng）时涨时缩（suō），一般内径大时，内（nèi）孔涨大，内径小时，内孔收缩 五、冷处理与变形（xíng） 冷处理（lǐ）促进马氏（shì）体转变，温度较低，产（chǎn）生的变形比淬火（huǒ）冷却要小，但此（cǐ）时（shí）产生（shēng）的应力较大，由于残余应力（lì）、相变（biàn）应（yīng）力（lì）和热（rè）应力等（děng）的叠加容易导致开（kāi）裂。 六、回火与变形 工件在回火（huǒ）过程中由于内（nèi）应力的（de）均匀化、减小甚（shèn）至（zhì）消失，加上组（zǔ）织发生变化（huà），变形趋于减小，但同时，一旦出现变形，也是很难（nán）矫正的。为了矫正这种变形，多采用加压回火或喷丸（wán）硬（yìng）化等方（fāng）法。 七（qī） 、重（chóng）复淬火与变形 通常情况下，一次淬火后的（de）工（gōng）件未（wèi）经过中间退火而进行重（chóng）复淬火，将增大变（biàn）形。重复淬火（huǒ）引起的（de）变形，经过重（chóng）复淬火，其变形累加（jiā）而趋于球（qiú）状，容易（yì）产生龟裂（liè），但形状相对稳定（dìng）了，不再（zài）容易产生变形了，因此重复淬火前应增（zēng）加中间退（tuì）火，重（chóng）复淬火（huǒ）次数应（yīng）小于等于（yú）2次（不含初次淬（cuì）火（huǒ））。 八、残余应力（lì）与变形 加热过程中（zhōng），在（zài）450℃左右，钢（gāng）由弹性体转变为塑性（xìng）体（tǐ），因此很容易呈上升塑性变形。同时（shí），残余应力（lì）在约高于此温度时也将因再结晶而消失（shī）。因此（cǐ），快速加热时，由于工件内外部（bù）存在温度差，外部达到（dào）450℃变成了塑（sù）性（xìng）区，受而内部（bù）温度较低（dī）处存在残余应力作用（yòng）而发生变形，冷却后，该区域就是出现变形的地方（fāng）。由于实际生产过程中，很难实现均匀（yún）、缓慢加热，淬火前进（jìn）行消除应力退火是非（fēi）常重要的，除（chú）了通过（guò）加热消（xiāo）除应（yīng）力外，对于大型零件采用振动消除应力也是有效的。
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球墨铸铁（NodularCastIron）是（shì）一（yī）种具有优良力学性能的金属材（cái）料，通（tōng）过在铁液中加入球化（huà）剂（jì）和孕育剂（jì），让石墨呈球状（zhuàng）形核并长大而获得。20世（shì）纪40年（nián）代，现代球墨（mò）铸铁由（yóu）美国国际锡公（gōng）司(INCO)青（qīng）年科（kē）研人员K.D.Millis首先研究成（chéng）功。球（qiú）墨铸铁在（zài）力（lì）学性能（néng）、物（wù）理性能、工艺性能、使用性（xìng）能上具（jù）有独特的优势，生（shēng）产工艺简（jiǎn）单，成本低廉，在机械、冶金、矿山（shān）、纺织（zhī）、汽车及船舶（bó）等领域（yù）应用广泛。 生产（chǎn）球墨铸（zhù）铁时夹渣（zhā）是zui常（cháng）见的缺陷，其多出现在铸件浇注位置（zhì）的上平面或型芯上表面部位。夹（jiá）渣缺陷严重影响铸件的力学性能（néng），特别是韧性和（hé）屈（qū）服强度，导致承压部位发生渗漏。 笔者所（suǒ）在单（dān）位生产的一种发电设备（bèi）铸件前期经常出现铸件夹渣缺陷而报废（fèi），针对此缺陷进行了改进。 1.原工艺及缺陷状况 铸（zhù）件重量为4500kg，材（cái）料为QT400-18，呋（fū）喃树脂自硬砂（shā）造型。采用15t/h工频电炉熔炼，化（huà）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（dù）为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横浇道在分型面的环形底注工艺，内浇道（dào）为（wéi）4道（dào）φ35mm的陶瓷管，直（zhí）浇道为φ80mm，横浇道截面（miàn）为：70/80mm×100mm，截面（miàn）比（bǐ）为：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工（gōng）艺方（fāng）案如图（tú）1所示。这样设计（jì）出来的（de）铸件缺陷主要（yào）为夹渣，位置在（zài）法兰（lán）背（bèi）面和轴承（chéng）上（shàng）表面，形状不规则，无金属光（guāng）泽，用渗透液（yè）或磁粉检测（cè），有时用肉眼即可发现，如图2所示。 图1 工艺（yì）方案 图2 夹渣缺陷分布（bù） 2.缺陷原（yuán）因分析 （1）熔（róng）炼（liàn）或球（qiú）化处理后，加入的熔剂和形成的熔渣在浇注时（shí）随金属液一（yī）起注入型腔。 （2）金属液（yè）在浇注过程中镁、稀（xī）土、硅、锰、铁（tiě）等二次氧化（huà），产生的金属氧（yǎng）化物（wù）和（hé）硫化物、游离石墨等上浮（fú）到铸（zhù）件上表面（miàn）或滞留（liú）在（zài）铸件内（nèi）的死角（jiǎo）和砂芯下表面等处。 原工艺该铸件的浇注压头为（wéi）2.5m，铁液从浇（jiāo）口杯进（jìn）入浇注系统后，直接由内浇道（dào）底（dǐ）返进入底法兰，进流速度大，约0.7m/s，进入型腔（qiāng）的铁液（yè）紊流严重，且严重卷气，因此铸件（jiàn）表面出现大量的渣，造（zào）成该产（chǎn）品的（de）废（fèi）品（pǐn）率（lǜ）超过10%。 （3）由于含硫量过高（gāo），使金属液含有大量硫化物，浇注后在铸（zhù）件内部形成渣（zhā）。 （4）金（jīn）属液中各组元（碳（tàn）、锰、硫、硅、铝（lǚ）、钛）之间（jiān）或这些组元与氮、氧之间发生化学反应，其氧（yǎng）化物与炉衬、包衬、砂型壁或（huò）涂料之间（jiān）发生界（jiè）面反（fǎn）应形成夹（jiá）渣。 3.改进方案 （1）熔炼（liàn）时对原材（cái）料进行分拣，保证干燥、清洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉温度（dù）和球化（huà）处理温度，对浇包进行（háng）充分（fèn）烘烤。 （3）金属液在浇包内（nèi）应静置一段（duàn）时间，以利于渣上（shàng）浮。 （4）降低原（yuán）铁液含硫量（liàng），在（zài）保证球化（huà）前提下，尽可能减（jiǎn）少（shǎo）球墨铸铁（tiě）的残（cán）留镁含量。 （5）浇注系统改进（jìn）。为保证（zhèng）铁液在充填型腔的过（guò）程中平稳、流（liú）畅，按大孔出（chū）流理论对（duì）浇注系统进行了改进，如图3所示。采用开放式浇注（zhù）系统，通过增大进流（liú）截面降低（dī）进流速度。铸件整体分散进流，快速充型，保证浇口杯、直浇（jiāo）道及时充满。 图3 改进后的浇注系（xì）统 该铸件重4500kg，浇注重量6000kg，根据相（xiàng）关公式计算的浇注时间（jiān）为60s，阻流截面积为52cm2，即设计的开放式（shì）浇注系统（tǒng）的（de）直浇（jiāo）道截面积为52cm2。按照标准的（de）陶瓷管，则选择φ80mm的（de）陶瓷管，截面积是50.24cm2，按照推荐的（de）浇注系统比例，设计（jì）的（de）横浇道截面（miàn）形状是矩形（9cm×6cm），则面积（jī）是（shì）108cm2，内浇道是13道φ35mm的陶瓷管，截面积是125cm2，则zui终的截面比（bǐ）是F直：F横：F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面计算（suàn）的（de）参数计算得进流速（sù）度为0.28m/s，进流速（sù）度降（jiàng）低很（hěn）多，是原工（gōng）艺（yì）进流（liú）速度的40%。充（chōng）型（xíng）平稳，避免紊（wěn）流，大（dà）大降（jiàng）低了（le）铁（tiě）液二次氧化的机会，从而可以减少夹（jiá）渣缺陷（xiàn）。 4.改进后（hòu）验证（zhèng） 采用以上措施（shī）连续生产15件（jiàn），铸件（jiàn）没（méi）有再出（chū）现法兰和轴承上表面部位夹渣（zhā）缺陷，改进有效。类似的方法在其（qí）他产品上运（yùn）用，也有明显效果。 5.结语（yǔ） 大型球（qiú）墨铸铁件易于在浇注位置上表面以及铁液流动的一些死角区域产（chǎn）生夹渣缺陷，这些缺（quē）陷可以通过熔炼控制和浇注（zhù）系（xì）统的改进来（lái）解决。浇注（zhù）系统形式以及（jí）参数选择应能保证铁（tiě）液平（píng）稳充（chōng）型，为（wéi）此（cǐ）浇（jiāo）注系统各（gè）组成部分面（miàn）积、浇注时间需按照内（nèi）浇（jiāo）道低速进流、铸件整体快速充满（mǎn）的原则来计（jì）算。
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热处理工（gōng）艺中淬火的常（cháng）用方法有十种，分别是单介质(水、油、空气)淬火;双介质淬（cuì）火;马氏体分级淬火;低（dī）于Ms点的马氏体分级淬火法;贝（bèi）氏体（tǐ）等温淬火法（fǎ）;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却（què）淬火法;淬火自回火（huǒ）法;喷射淬火法等。 一、单介质(水、油、空（kōng）气)淬（cuì）火 单介质（zhì）(水（shuǐ）、油、空（kōng）气)淬火：把已（yǐ）加热到淬（cuì）火温（wēn）度的（de）工件淬（cuì）人一种淬火介质，使其完全（quán）冷却。这（zhè）种是zui简（jiǎn）单的淬火方法，常用于（yú）形状简单的碳钢和合（hé）金钢（gāng）工件。淬火介质根据零件传热系数大（dà）小、淬（cuì）透性、尺寸（cùn）、形状等进行（háng）选择。 二、双介质淬火 双介（jiè）质淬火：把加热到淬火温（wēn）度的工件，先（xiān）在冷却能力强的淬火介质中冷却（què）至接近（jìn）Ms点，然后转入慢冷（lěng）的淬火介质中冷却至室温（wēn），以达到（dào）不同（tóng）淬火冷却温度（dù）区间，并（bìng）有比（bǐ）较理（lǐ）想的淬火冷却速度。用（yòng）于形状复杂件或（huò）高碳钢、合（hé）金（jīn）钢制作的大（dà）型工件，碳素工具钢也（yě）多采用此法。常用冷却介质有水（shuǐ）-油、水（shuǐ）-硝盐、水-空（kōng）气（qì）、油-空（kōng）气（qì），一般用水作（zuò）快（kuài）冷淬火介（jiè）质，用油或空气作慢冷（lěng）淬火介质，较少（shǎo）采用空（kōng）气。 三、马氏体分级淬火（huǒ） 马（mǎ）氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之（zhī）浸入温度稍高或（huò）稍低于钢的上马氏点的液态介质（zhì）(盐浴或碱浴)中（zhōng），保持适当（dāng）时间，待（dài）钢件（jiàn）的内（nèi）、外层都达到介质温度后取出空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺（yì）。一般（bān）用于形状复杂和变形要求严的小型（xíng）工（gōng）件，高速（sù）钢和高合金钢工（gōng）模具也常用此法淬火。 四、低于Ms点的马氏体分级（jí）淬火（huǒ）法 低于（yú）Ms点的马氏体（tǐ）分级淬火法（fǎ）：浴（yù）槽温（wēn）度低于工件用钢的Ms而高于Mf时，工件在该浴（yù）槽中冷却较快，尺寸（cùn）较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸（cùn）较大的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等（děng）温淬火法 贝氏（shì）体（tǐ）等温淬火法：将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴（yù）槽中等温，使其（qí）发生下（xià）贝氏（shì）体转变，一般在浴（yù）槽中保温30~60min。数控微信公号cncdar贝氏体等温淬火（huǒ）工（gōng）艺主要三个（gè）步骤：①奥氏体化处理;②奥（ào）氏体化后冷却处理;③贝氏体等温（wēn）处理;常用于合金钢、高碳钢小（xiǎo）尺寸零件（jiàn）及（jí）球墨铸铁件。 六（liù）、复（fù）合淬火法 复合淬火（huǒ）法：先将工件急冷至Ms以下（xià）得体积（jī）分数为10%~30%的马氏体，然后（hòu）在下贝（bèi）氏体区等温（wēn），使（shǐ）较（jiào）大截面工件得到马氏体（tǐ）和贝氏体（tǐ）组织（zhī），常用于合金工具（jù）钢工件。 七（qī）、预冷等温淬火法 预冷等（děng）温淬火法（fǎ）：又称升温等温（wēn）淬火，零件先在温度较低(大于Ms)浴（yù）槽中冷却（què），然后转入温度较高的浴槽中（zhōng），使奥（ào）氏体进行等温转变（biàn）。适用于淬透性较差的（de）钢件或尺（chǐ）寸较（jiào）大又必须进行等温（wēn）淬火的工件。 八、延迟冷却淬火法 延迟冷却淬火法（fǎ）：零件先在空气、热（rè）水（shuǐ）、盐浴中预冷到稍高于Ar3或Ar1温度，然后（hòu）进行单介质淬火。常用（yòng）于形状复杂各部位厚（hòu）薄悬殊及要求变形小的（de）零（líng）件。 九、淬火自回（huí）火法（fǎ） 淬火自回（huí）火法：将被处理工件全部加热，但在淬火时（shí）仅将需要（yào）淬（cuì）硬的部分(常为工作部位)浸入淬火液（yè）冷却，数控微信（xìn）公（gōng）号（hào）cncdar待到（dào）未浸入部分火（huǒ）色消（xiāo）失（shī）的瞬间（jiān），立（lì）即取出在空气中冷却的（de）淬火（huǒ）工艺。淬火自回（huí）火法利用心（xīn）部未全部冷透的热量传（chuán）到表面（miàn），使（shǐ）表面回火。常用于承受冲击（jī）的工具如錾子（zǐ）、冲子、锤子等。 十（shí）、喷射淬（cuì）火法（fǎ） 喷射淬火法：向工件（jiàn）喷射水流的淬火方法，水流可大可小，根据（jù）所要求的淬火深度（dù）而定。喷（pēn）射淬火法不会在工件表面形成蒸汽膜，这样就能够保证得到比昔通（tōng）水中淬火更深的淬硬层。主要用于局部表面（miàn）淬火。
+查（chá）看（kàn）全文13 2020-04
第（dì）1步 材料的（de）选择 铁素（sù）体球铁的生产，选择高纯（chún）的原材料（liào）是非常必（bì）要（yào）的，原材料（liào）中的（de）Si、Mn、S、P含（hán）量要（yào）少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些（xiē）合金元素要严格控制含量（liàng）。由于很（hěn）多（duō）微量（liàng）元素对球化衰退zui为敏感（gǎn），如，钨（wū）、锑、锡、钛、钒等。钛对（duì）球化影响（xiǎng）很（hěn）大（dà）应加以控制（zhì），但钛高是我国（guó）生铁的特（tè）点，这主要与生铁的冶金（jīn）工艺有关（guān）。 第2步 脱硫（liú） 原铁液（yè）含硫（liú）量决定（dìng）球化剂的加（jiā）入量，原铁液中（zhōng）的含硫量越高，则球化剂的加入（rù）量（liàng）越多，否则不能（néng）获得球（qiú）化良（liáng）好的铸件。球化处（chù）理前原铁液（yè）中（zhōng）的S含量控制在（zài）0.02%以（yǐ）下。对球化处理前原铁液的含（hán）硫量高时，必须进行脱（tuō）硫（liú）处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化处理，采用涡流工艺，加（jiā）入量控制在0.5～1.0%，具体根据zui终Mo含（hán）量进行调（diào）整。为了确保Mo的有效吸收，对（duì）合金的粒度应该严格要求。 第4步 球化剂和球化处（chù）理（lǐ） 生产厚（hòu）大断面球铁件时，为了提高抗衰退能力，在球化剂中加入一定比例的重稀土，这样（yàng）既可以保证起（qǐ）球化作用的Mg的含量，同时也可以增（zēng）加具（jù）有较（jiào）高抗衰退能力的重（chóng）稀土（tǔ）元素，如（rú），钇（yǐ）等。根据国内很（hěn）多工厂的（de）试验和生（shēng）产（chǎn）实（shí）践，采（cǎi）用Re—Mg与钇基（jī）重稀土的复合球化（huà）剂作为厚大（dà）断面球铁件生产的球化剂（jì）是非常理（lǐ）想的，使用这种球化剂在实际生（shēng）产应（yīng）用过程中也取得（dé）了很好的（de）效果。据有关资料表明，钇的球化能（néng）力仅次于镁，但其抗衰退能力（lì）比镁强的多，且（qiě）不回硫，钇可过量加入，高碳孕育良（liáng）好时，不会出现渗碳体。另外，钇与（yǔ）磷（lín）可形（xíng）成（chéng）高熔点夹杂物，使磷共（gòng）晶（jīng）减少（shǎo）并弥散，从而进一步提高球铁的（de）延伸率。在球化处理时，为了提（tí）高镁的吸收率，控制反（fǎn）应速度及提高球化效果，采用（yòng）特有的球化工艺。对球化处理的（de）控制，主（zhǔ）要是在反应速度上进行控制，控制球（qiú）化（huà）反应时间在（zài）2分钟左右（yòu）。 对此采用（yòng）中低Mg、Re球化剂（jì）和钇基重稀（xī）土的复合球化剂，球化剂（jì）的加入量根据残留Mg量确定。 球（qiú）化衰退防止（zhǐ）：球化衰退的原因（yīn）一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关，另（lìng）一方面也（yě）和孕育作用（yòng）不断衰退有关，为（wéi）了防止球化衰退，采取以（yǐ）下（xià）措（cuò）施： A、铁液中应保持有足够的球化元（yuán）素含量； B、降低原（yuán）铁液的含硫量，并防止（zhǐ）铁（tiě）液氧化； C、缩短铁液（yè）经球化处（chù）理后的停留时间（jiān）； D、铁液经（jīng）球化处（chù）理并扒渣后，为防（fáng）止 Mg、RE元素逃逸，可用覆盖剂将铁液表面覆盖严（yán），隔绝空气以减少元（yuán）素的逃逸（yì）。 第5步 孕育剂和（hé）孕育（yù）处理（lǐ） 球化处理是球铁生产的基（jī）础，孕育处理是球铁生产的关键（jiàn），孕育效（xiào）果决定（dìng）了石墨球的直（zhí）径、石（shí）墨（mò）球数和（hé）石墨球的园整度（dù），为（wéi）了保证孕（yùn）育效果，孕育处理采用多（duō）级孕育处理。孕育处（chù）理越接近浇注，孕育效果（guǒ）越好。从孕育到浇注需要一定的时间（jiān），该时间越长，孕育衰退（tuì）就越严重（chóng）。为了防（fáng）止（zhǐ）或减少孕育衰（shuāi）退，采用以（yǐ）下措施： A、使（shǐ）用长效（xiào）孕（yùn）育（yù）剂（含（hán）有一（yī）定量的钡、锶、锆（gào）或锰（měng）的硅基孕育（yù）剂）； B、采用多（duō）级（jí）孕育处理（包内孕育、孕（yùn）育槽孕育、水口瞬时孕育等）； C、尽量（liàng）缩（suō）短孕（yùn）育到浇注时间。 孕育剂（jì）的加（jiā）入量控制在0.6～1.4%，孕育剂加入量（liàng）过少，直接造成孕育（yù）效果（guǒ）差，孕育（yù）量过大，导（dǎo）致（zhì）铸件夹杂。 第6步 浇注（zhù）工艺控制 浇注应（yīng）采用快浇，平稳注入的原则。为了提高（gāo）瞬时孕（yùn）育的均匀性及防止熔渣进（jìn）入型腔（qiāng），水口盆的总（zǒng）容量应与铸件（jiàn）的毛重相当，浇（jiāo）注时将孕育剂放入水口盆中，将（jiāng）铁水一次（cì）全部注入水口（kǒu），使铁水与孕育剂充分混（hún）合，扒去表面（miàn）浮渣，提出水口（kǒu）堵（dǔ）浇注。
+查（chá）看全文10 2020-04