浅谈消失模铸造铸钢件常见缺陷及防治措施

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消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施

消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施

消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施一、消失模铸造缺陷的原因:1.模具设计不合理:模具的设计不合理是导致消失模铸造缺陷的主要原因之一、例如,模具的冷却系统设计不良或者模具结构不稳定,都会对铸件的形状和内部结构造成影响。

2.熔融金属冷却不均匀:熔融金属冷却不均匀也是导致消失模铸造缺陷的一个重要原因。

由于冷却速度不均匀,可能会导致铸件中出现热裂纹、气孔等缺陷。

3.模芯破损或散粘:消失模铸造过程中,如果模芯破损或散粘,会导致熔融金属进入模芯使其变形或者破裂。

4.硅溶胶合成不当:硅溶胶在消失模铸造中被用于形成陶瓷壳体,如果硅溶胶的合成过程不当,可能会导致模具的整体性能下降,从而产生各种缺陷。

5.炭化物形成不完全:在消失模铸造中,树脂炭化后形成的剩余炭化物对于确保铸件的完整性非常重要。

如果炭化物形成不完全,可能会导致铸件出现裂纹、气孔等缺陷。

二、消失模铸造缺陷的解决措施:1.设计合理的模具:在消失模铸造过程中,通过合理设计模具的冷却系统,可以提高铸件的冷却均匀性,减少缺陷的发生。

此外,模具的结构也应当稳定,以确保铸件形状和内部结构的准确性。

2.控制熔融金属温度和冷却速度:通过控制熔融金属的温度和冷却速度,可以减少热裂纹和气孔等缺陷的发生。

合理的工艺参数能够提高铸件的材质均匀性和密度。

3.检查模芯质量:在消失模铸造过程中,应该定期检查模芯的质量,以确保其完整性和稳定性。

如果发现模芯破损或者散粘,应及时更换或修复。

4.合理合成硅溶胶:在合成硅溶胶的过程中,应严格按照工艺要求进行操作。

确保硅溶胶的质量和性能,以避免模具整体性能下降。

5.控制炭化物的形成:合理控制炭化物的形成可以避免铸件的裂纹和气孔等缺陷的发生。

在树脂炭化的过程中,应注意控制炭化的温度和时间,确保炭化物的形成充分和均匀。

综上所述,消失模铸造缺陷的产生原因有模具设计不合理、熔融金属冷却不均匀、模芯破损或散粘、硅溶胶合成不当以及炭化物形成不完全等因素。

消失模铸造缺陷及解决措施

消失模铸造缺陷及解决措施

铸造缺陷及解决措施:1、砂眼(或白灰):是铸件的致命缺陷,重则报废。

要做到:①、浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道与铸件封闭结合严密。

如不严密,在负压的作用下就会吸入砂子,所以装箱者一定要精心操作,把好各关口。

任何一个薄弱环节或疏忽都会造成此类缺陷。

②浇注系统多刷一遍涂料以增强其强度。

③涂料的强度、透气性、刚度、耐火度、暴热抗烈性也很重要,因为在运输、装填砂、震动时都会出现破坏、变形、开裂、脱落。

④震实时,开始幅度要小,待填满砂时再振幅大些。

⑤浇口杯无浮砂、尘土等杂物。

⑥浇注时,浇包嘴尽量靠近浇口杯,以免压力头过大。

⑦负压过大,使金属液流经开裂、裂纹处时,吸入干砂和杂物可能性加大,粘砂严重。

⑧过快的充型速度使冲刷力加大。

2、气孔:①浇注温度低,充型前沿金属液不能使泡沫充分分解汽化,未分解的残留物质来不及浮集到上面及冒口中,汽化分解生成的气体及残留物不能及时排出铸型而凝固在铸件中,另外,摸样分解不充分,液相残留物会堵塞涂料层,使热解气体排出受阻,腔内形成反压力,充型流动性下降,凝固快。

②涂料透气性差或负压不足,砂子透气性差,不能及时排除型腔内的气体及残留物,在充型压力下形成气孔。

③浇注速度慢,浇口杯未充满,暴露直浇道卷入空气,吸入杂质,形成携裹气孔和渣孔。

④浇杯容量小,金属液形成涡流,侵入空气生成气孔。

⑤浇口杯及浇注系统之间的连接处密封不好,尤其是直浇道和浇口杯。

在负压作用下很容易形成夹砂及气孔。

⑥型砂粒度太细,粉尘含量高,透气性差,负压管道内部堵塞,造成负压度失真,使型腔周围的负压值远低于指示负压,汽化物不能及时排出涂料层而形成气孔或皱皮。

⑦合理的浇注工艺和负压度。

消失模浇注工艺是以充满封闭直浇道为原则,不能忽快忽慢、紊流、断流,更不允许暴露直浇道。

浇注速度,尤其是在行车提升停顿瞬间力求平衡,不断流。

进入尾期慢慢收包,使渣、气、及汽化残留物有充分时间浮集到浇冒口中。

负压度过大,加剧金属液渗透粘砂,并造成附壁效应,不利于液相泡沫被涂层吸附,生成很多气孔。

消失模铸件易出现的缺陷及消除措施

消失模铸件易出现的缺陷及消除措施

消失模铸件易出现的缺陷及消除措施―攀枝花钢铁研究院试验中心陈建钢1、粘砂金属液渗入型砂中,形成金属与型砂的机械混合物,其中有两种情况:一种是金属液通过涂层开裂处渗入型砂中,形成铁包砂(即机械粘砂),此种缺陷一般可以清除掉;另一种情况是金属透过涂层渗入型砂中,形成难以清除的化学粘砂。

(一)产生的原因(1)在涂层开裂的情况下,由于型砂紧实度不够,型砂颗粒过大及真空度过高产生第一种粘砂情况;(2)在涂层过薄或局部未刷到的情况下,由于金属液温度较高,真空度较大时产生第二种粘砂。

(二)防止措施(1)提高涂层的厚度和耐火度。

(2)造型时紧实力不宜过大以免破坏涂层。

(3)选择合适的负压。

(4)选用较细的原砂。

(5)浇注温度不宜过高。

(6)选择合适的压力头。

2、气孔(一)气孔的分类(1)浇注时卷入空气形成的气孔。

(2)泡沫塑料模样分解产生的气孔。

(3)模样涂层不干引起的气孔。

(4)金属液脱氧不好引起的气孔。

(二)浇注时卷入空气形成的气孔消失模铸造浇注过程中如果直浇道不能充满就会卷入空气,这些气体若不能及时排出,就有产生气孔缺陷的可能。

防止卷入气体的措施:(1)采用封闭式的浇注系统。

(2)浇注时维持浇口盆内有一定的液体金属以保持直浇道处于充满状态。

(3)正确掌握浇注方法,采用慢—快—慢的浇注方法。

(三)泡沫塑料模样分解产生的气孔EPS和STMMA热解后产生大量的气体,如果充型平稳,金属与模样逐层置换,这些气体就会顺利通过液体前沿与模样间的气隙经铸型排出,特别在铸型处于负压状态下更有利气体排放,铸件不易产生气孔缺陷。

但是如果充型过程产生紊流或者顶注,侧注情况下、部分模样被金属液包围后进行分解产生的气体不能从金属液中排出时就会产生缺陷,这种气孔表面有炭黑存在。

防止措施:(1)改进浇注方案,使充型过程逐层置换,不产生紊流。

(2)提高浇注温度。

(3)在不发生紊流的情况下,适当提高真空度,如果发生紊流而产生气孔时,可适当降低真空度。

浅析铸钢件消失模铸造常见缺陷与防治措施

浅析铸钢件消失模铸造常见缺陷与防治措施

浅析铸钢件消失模铸造常见缺陷与防治措施在生产消失模铸钢件时,经常会出现不同的缺陷,如个别部位增碳、表皮增碳和体积增碳等,且同一铸件不同部位的增碳量不一样。

基于此,本文对铸钢件的增碳原理和原因进行归纳,总结了解决方案,以供实际生产使用。

标签:铸钢件;消失模铸造;缺陷分析及预防0引言钢水的化学成份和净化程度以及铸造工艺的优化程度决定了铸件质量的好坏。

为了确保铸件质量,必须严格控制制造的全过程,从铸造原料、工艺路线、型芯制造、合箱、浇注、落砂、铸件清理到最终热处理都要特别注意,否则会出现不同的缺陷。

由于铸件的许多表面不能加工,所以对表面质量、形状和尺寸都有非常严格的要求。

铸钢件常见缺陷包括缩孔、缩松、空气孔、冷热裂纹、白点、偏析和缺陷断裂等。

基于此,本文总结了消失模工艺路线生产铸钢件特有的增碳缺陷,总结了消除增碳缺陷的若干经验[1]。

1碳缺陷的过程分析消失模铸造的白模原料是苯乙烯(EPS)。

EPS的基本元素是C和H,白模在钢液高温下会迅速分解为H2和元素C,如图1所示。

白模分解后发出H2首先与型腔中的O2结合生成H2O,以气体形式逸出;在短时间内供应O2不够时,元素C以黑烟的形式留在模具中,增加了铸件中的碳。

因此,消失模铸钢几乎不发生氢增加现象,但是难以避免碳增加现象,并且频繁地在铸件的低温区域或在凝固结束区不规则地且不均匀地发生碳增加,其中位于铸件表面的渗碳缺陷最有可能发生。

2渗碳缺陷及处理措施铸件的碳含量不均匀,对于铸件的结构和加工性能都有很大影响,严重的碳增加會导致铸件报废。

目前,根据碳增加机理,采取以下措施来控制增碳。

2.1选择高质量的泡沫塑料泡沫质量直接影响气化速率和裂化产物的形态。

高质量的泡沫在维持低密度的同时还能确保强度,二者兼备。

钢铸件白模选材时首先选择生珠,即不参合回收粉碎料或过期颗粒料的新料发泡,这是解决铸钢件增碳问题的最有效途径。

2.2选择合理的铸造工艺为了防止白模气化和燃烧速度过快,模型装箱采取“能站不要躺”的原则,确保白模不会太快燃烧发气。

消失模铸钢件气孔缺陷及解决措施

消失模铸钢件气孔缺陷及解决措施

消失模铸钢件气孔缺陷及解决措施消失模铸造是一种近无切削加工铸造工艺,具有铸件精度高、设计灵活、无砂芯、生产环境清洁、投资和生产成本低等优点。

此项技术在国内外发展十分迅速,各项相关技术都取得了长足进步。

消失模铸造技术在铸铝、铸铜、铸铁等材料上得到较好的应用,但在铸钢生产的应用上则相对滞后。

虽然在高锰钢、耐磨钢等钢种上也有成功应用的报道,但在实际的生产过程中,由于铸件在浇注充型过程中,金属液的流动前沿是热解的消失模产物(气体和液体),会与金属液发生反应并影响到金属液质量,如果热解产物不能顺利排出,就容易引起气孔、增碳、增氢等缺陷,使该技术的应用受到一定的限制。

消失模铸钢件的常见缺陷就是气孔,因此对其产生的原因进行分析并提出相应的防止措施,为消失模铸造技术更好地应用于铸钢件的生产提供指导是十分必要的。

一、产品现状及气孔成因我厂生产的铸钢件迷宫环(见图1),材质为ZG270-500,质量为35kg。

生产条件:每箱10件、聚苯乙烯泡塑料的密度为22g/cm3,采用水基涂料,烘干室温度为45℃左右,烘干时间为48h,冒口用AB 胶粘接,垂直放置,直浇道45mm×45mm,横浇道40mm×25mm,内浇道为20mm×15mm。

底注,负压度为0.05MPa,浇注温度为1550℃,浇注时间为13~17s,浇注3min后停止抽真空,30min后落砂。

机加工后在补缩冒口处发现大量分散性气孔,出现在铸件内部和铸件表面上(见图1),最大的直径达3mm,深度达4mm,不合格品率达60%。

我们对气孔缺陷进行系统的整理和分析,认为形成的气孔主要是侵入性气孔和析出性气孔,并对产生的原因进行了较深入的探讨。

气孔的形成来源于气体。

消失模铸造铸钢迷宫环上的气孔主要是由泡沫汽化产生的气体侵入金属液析出而形成的侵入性气孔,以及钢液中带入的析出性气孔。

1.侵入性气孔的成因侵入性气孔是消失模铸钢件气孔产生的主要形式,其形成原因有以下几方面。

消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施

消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施

一、浇注反喷、冒黑烟产生原因:1、浇杯潮湿2、白模密度大3、粘结用胶及表面修补太多4、涂料透气性不好5、砂箱内负压太低、砂箱网堵住6、模型没烘干解决措施:1、浇杯要烘烤(600°保温1小时)并保持干燥2、降低白模密度(22-25g/L)3、减少粘结用胶提高白模表面质量减少修补4、合理控制涂料厚度(小件1.2mm, 浇道2.0mm, 大件1.5-1.8mm, 浇道2.5mm),提高涂料的透气性5、增加砂箱内的负压,不低于0.045Mpa,更换砂箱网6、降低烘房湿度(20%以下),延长烘干时间二、砂孔产生的原因:1、浇包的砂2、浇杯没放好进砂3、浇道没组粘好进砂4、涂料薄或模型破裂进砂5、局部不紧实6、面砂太多随流进砂7、负压太低解决措施:1、修补好浇包2、浇杯下面封泥条后安放稳妥3、组粘好浇道后用快干涂料或泥条涂敷4、合理涂料的厚度损坏的模型不要装箱5、局部不易振实部位要预先填水玻璃砂6、面砂高度80mm左右,浇杯高度要高于面砂高度20mm以上7、负压低产生的塌箱进砂三、碳渣产生的原因:1、白模密度大2、粘结用胶太多及表面修补太多3、砂箱内负压低抽气率低4、浇注温度低5、涂料透气性差6、成分或球化孕育不当7、浇注速度没控制好8、白模气化后残渣多9、工艺不合理解决措施:1、降低白模密度2、提高白模表面质量减少修补量及粘结胶量3、增加砂箱内负压提高抽气率反喷会产生碳渣4、提高浇注温度,减少浇注过程温度损失5、合理化碳含量控制铸钢表面增碳6、合理涂料的透气性7、合理控制铸件成分及提高球化孕育效果8、合理浇注速度使其快速充型9、模型按要求烘干10、选用共聚料11、合理工艺尽量采取顶注方式,铸钢先烧后浇四、涂料产生的缺陷:1、涂料孔洞2、强度不够3、涂料不干4、涂料易返潮5、涂料透气性6、耐火度7、涂料厚度8、涂料变质解决措施:1、局部不易振实部位及尖角部位涂料脱落造成的涂料孔(一般伴随有砂孔)2、提高涂料的常温高温强度防止变形粘砂等缺陷3、确保涂料干燥4、涂料配制合理注意返潮5、合理涂料透气性6、耐火度高涂料不剥壳低了易粘砂7、根据铸件情况确定涂料厚度8、加防腐剂等措施防止变质五、粘砂产生的原因:1、涂料强度差不够2、涂料的骨料粉粗或者砂子粗引起机械粘砂粘涂料3、高温粘砂4、涂料厚度不够5、局部振实不好粘砂6、负压与温度与涂料的技术参数不对粘砂7、模型不干解决措施:1、合理涂料配方提高涂料强度2、合理选用骨料及型砂(批量换新砂时要注意)3、根据铸件壁厚情况选择合理的浇注温度,根据模型选择涂料厚度4、不易振实部位预填砂5、根据负压涂料厚度温度合理选择参数6、确保模型干燥六、渣孔产生的原因:1、炉渣2、拦渣不好3、炉辅料4、化学反应渣5、燃烧残渣6、随流产生的渣解决措施:1、出炉前炉内浇包内除渣2、浇注时茶壶包防渣或包咀硅酸铝纤维板拦渣3、用干净无锈蚀的原料4、球化孕育后要扒渣5、白模粘结修补尽量少6、浇包咀勤修,浇注工艺合理减少冲刷等七、塌箱产生的原因:1、负压太低2、浇注速度慢3、涂料厚度不够4、没有振实到位5、工艺设计不合理6、浇注温度解决措施:1、提高负压2、合理浇注速度3、增加涂料厚度4、不易振实部位预填砂,提高振实度5、合理设计浇注系统(避免大的水平面)6、根据铸件情况选择浇注温度八、铁豆、多肉、橘皮产生的原因:1、涂料产生气泡,露白产生铁豆2、朝下平面涂料剥离产生多肉3、局部振实不良产生粘砂多肉4、靠近模型的砂子中有杂物产生多肉5、浇温低薄壁件浇道附近橘皮解决措施:1、合理搅拌涂料,涂挂防止露白,露白的要补涂2、涂料朝下平面要注意涂料凸出剥离3、不易振实部位预填,振实一定要紧实4、砂子除杂等5、薄壁件提高浇注温度。

必看技术消失模铸造塌箱缺陷问题分析及解决方案

必看技术消失模铸造塌箱缺陷问题分析及解决方案

必看技术消失模铸造塌箱缺陷问题分析及解决方案近年来,随着科技的不断发展,技术在各个行业的应用越来越广泛。

然而,在技术的进步背后,也常常伴随着一些问题的出现。

就像模铸造塌箱这一技术消失模的形成缺陷问题一样。

本文将对这一问题进行分析,并提出相应的解决方案。

技术消失模是指在铸造过程中,模型中的某些部分由于破裂或脱落,导致在铸件表面出现模型形状的凹凸不平问题。

这种缺陷一旦出现,会严重影响铸件的质量和性能,甚至会导致零件的报废。

因此,必须积极应对技术消失模的问题。

首先,我们需要分析导致技术消失模的原因。

一方面,模型质量不过关是技术消失模的主要原因之一。

模型的质量直接影响铸造过程中模型的稳定性和耐用性,如果模型质量不合格,易发生破裂或脱落,从而引发技术消失模。

另一方面,铸造过程中的操作失误也可能导致技术消失模的出现。

比如,操作人员在浇注过程中没有注意控制浇注速度或浇注温度,导致模型过度挤压或过热,从而引发模型的破裂或脱落。

针对技术消失模问题,我们需要采取一些措施来预防和解决。

首先,要加强对模型的质量控制。

在制作模型的过程中,要严格按照设计要求进行操作,保证模型的质量。

其次,要加强对铸造过程的管理。

操作人员在浇注时应仔细操作,确保浇注速度和温度的控制,避免对模型造成过大的压力或温度影响。

此外,还可以通过改进模型的结构设计,增加其稳定性和耐用性,减少技术消失模的风险。

除了预防措施外,当技术消失模问题发生时,我们也需要及时采取相应的解决方案。

首先,要尽快发现技术消失模的问题,以便能够及时采取控制措施,避免问题进一步扩大。

其次,可以采用补模的方法来修复受损的模型部分,恢复其原有形状和功能。

最后,要进行严格的质量检查,确保修复后的铸件质量符合要求。

总之,技术消失模是模铸造中常见的缺陷问题之一,对铸件质量和性能有着直接影响。

为了解决这一问题,我们需要加强对模型质量的控制,改进铸造过程的操作管理,以及及时采取解决方案。

通过这些措施的综合应用,我们将能够有效预防和解决技术消失模的问题,提高铸件的质量和可靠性。

消失模常见缺陷与对策

消失模常见缺陷与对策

消失模常见缺陷与对策平台消失模常见缺陷与对策局部塌模:局部塌模特征:在内部或外部凹角处浇筑后出现包状突起物,突起物表面粘砂,这些看似沙包的突起物很难清理下来。

清理下来后发现有铁质断面与本体相连,同时在铸件外观上伴有涂料皮子渣孔。

产生原因:凹角处填砂不实,在负压的作用下形成空腔,铁水充型时,由于铁水压力,破坏了涂料层,流到空腔里。

预防方法:1. 改变埋箱角度,保证充型效果2. 使用树脂砂(潮模砂、糊精砂、干性油砂,)局部充填,保证干砂充填效果3. 必要时采用人工辅助填砂烫摸:缺陷特征:铸件局部透皮或局部壁厚变薄或变厚或表面有老鼠尾状条纹突起。

产生原因:1. 砂箱残砂没有扒开,过于集中,热砂子烫坏白膜。

2. 埋箱砂砂温过高,3. 摆模距离过近预防方法:1. 扒平沙箱内残留的热砂子,铺上埋箱砂,保持补填的埋箱砂有一定厚度2. 检测砂温,当埋箱砂温度大于75度时,应停止操作3. 控制摆模距离,防止在浇注第一件时,铁水的高温烫坏第二个白膜塌箱缺陷特征:浇注后铸件大面积塌陷产生原因:1、负压场分配不合理2、泄压过早3、浇注时间过慢4、负压没接上预防方法:1. 合理分配负压场,必要时使用蛇皮管及管路把负压引入黄模内腔2. 规定泄压时间,避免操作者提前泄压3. 浇注时满足工艺要求的时间4. 浇筑前使用手捅一下砂箱,如果发现密封薄膜下面砂子是软的,应立刻检查负压接口,处理好后,才能浇注。

粘砂:缺陷特征:铸件表面热区处,凹角处占有砂砾,抛丸后局部如同上了一层白霜。

清理困难。

如不能去除导致铸件报废产生原因:1、黄模涂层局部脱落2、浇注温度高3、涂层厚度不够4、骨料耐火度差预防方法:1、涂料的润湿性是涂料的一个重要指标,润湿性不好涂料起皮子2、挂涂工艺改进,要做到两点其一挂涂后滴流,涂料不流淌下滴时,应马上送进烘干房3、黄模转运工序要避免磕碰,磕碰后涂料与白膜分离4、架车应有防护装置,如捆绑空气棉条或保温海绵管5、补涂是发现涂层虚连,应去除后再补涂蚊咬缺陷特征:铸件上出现如同蚊子叮咬的包状凸起,多半出现在白膜挂涂时的水平方向产生原因:1. 涂料的润湿性较差,隔水性欠缺,挂涂后再滴流阶段本次挂涂的涂料把上一次的涂料浸湿,使上一次的涂层与白膜分离,在重力作用下局部下沉,形成包状空腔。

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浅谈消失模铸造铸钢件常见缺陷及防治措施[摘要]文章就铸钢件表面缺陷的形成机制进行了简单论述,对该缺陷防治的
措施进行了浅析,并经过分析指出铸钢件表面形成缺陷气痕和流痕的主要原因:浇注系统不合理、透气性偏低、浇注温度不高不稳定等等,并针对不同原因进行了针对性的研究和分析,总结出一些防治措施和方法。

【关键词】铸钢件;铸造缺陷;缺陷防治
液态金属的质量好坏以及铸造工艺方案的制定、落实与执行的质量都决定了铸件质量的高低。

为了使得铸件的质量能够得到保证,从铸件原材料的购买、造型、制芯、合箱、浇注、落沙、铸件清理直至最后的热处理为止,每个制造过程都要进行的严格控制,如有不慎,将会出现各种不同的缺陷。

对铸件质量的基本要求是其结构组织和性能符合使用要求,但是由于很多的铸件只是要求为自由表面,而不再对其进行加工,因此对铸件的表面质量以及外表形状和尺寸均有非常严格的要求。

铸钢件大致存在以下的常见缺陷:缩孔、缩松、气孔、冷裂与热裂、白点以及偏析和缺陷断口等等。

文章针对铸钢件常见缺陷的特点进行了总结,并以此为诊断铸件质量提供参考。

1、消失模铸钢充型的特殊性
在铸件进行铸造充型凝固的瞬间变产生了铸件的缺陷。

通常情况下无论大小型铸件的充型时间都比较短。

消失模铸件充型与普通空腔铸造不同之处在于其缺陷的形成是由消失模铸钢件夹渣缺陷所产生。

1.1 消失模铸钢件的充型形态
绝大多数对于消失模铸造金属液充型过程的研究都是基于铝合金消失模铸造充型过程的基础上,并且大部分都是在无负压作用下进行的充型。

基于这种情况,金属液从内浇通道进入铸件的“型腔”,并且金属液的前沿以扇形的形态向前流动,于此同时金属液在重力的作用下其前沿向下发生了形状的改变,但是其总体的流动方向仍是向着远离内浇道的方向推进,直到“型腔”被金属液全部充满为止。

金属液的温度以及模样材料的性质和充型的速度决定了金属液与摸样接触的边界形态,金属液温度越高、摸样密度越小、充型的速度越快,则金属液整体的推进速度就越快。

边界区内是一层摸样气化所形成的高压气,该气隙的厚度在1mm至3mm之间,内气压大约为0.12MPa,在抽负压是内气压约为0.096MPa,并且随着合金类型、浇注速度、浇注温度、模样密度、直浇道面积、涂料高温透气性及负压大小的不同而发生改变。

在铝合金无负压浇注的情况下,通常根据不同情况将金属液与摸样界面的形态分为以下四种模型:接触模式、间隙模式、溃散模式以及卷入模式。

1.2 金属液充型的湍流形态以及所产生的附壁效应
我国企业在消失模钢/铁件生产浇注的过程中,都是通过对干砂铸型施加负压的方式来紧固干砂的砂型,从而保证铸型有足够的强度和刚度来抵挡金属液的冲击以及浮力,确保铸型在整个浇注和凝固的过程中能够完整有效,最终得到结构完整的铸件。

在砂箱高度不再继续增加的情况下,消失模铸造黑色合金铸件中负压方法的使用对于保证干砂铸型的强度和刚度起来到了很大的作用,从而确保了铸造过程的继续实施,这在我国消失模铸造工艺的发展过程中起到了非常重要的作用。

在试验中,充型的金属液在流动过程中为湍流状态,充型前的金属液的形态
和模样气化后的金属液形态都非常的紊乱,前面整体虽然还是呈现扇形弧状,不过和无负压充型时候的形态差别相当大,山脊锯齿形态在前凸后凹的情况下反应非常强烈,后面接踵而来的金属液很可能会掺入气体与异物。

另外,金属液正在充型的时候,砂箱周围的负压室会产生负压,会使其产生出比较强烈的附壁效应,导致铸件的中心和外部的充型速度有明显差异,U型前沿很快在充型开始就形成了,在铸件外部的金属液快速在附近凝固,这样就会在周围形成由激冷固体层封闭成的U形“型腔”,而中间部位的金属液向上方充型的速度会变得很慢。

在这样的环境下,中部模样气化的气体在排出的时候就会受阻,在附近形成的激冷层虽然不是很严实,但同样会对模样气化气体在横向直接排出时,造成相当大的阻力。

2、从动力学以及热力学的角度分析钢水中夹渣的原因
钢水掺杂气体与夹渣的原因有很多个方面,其中包含模样气化时热分解的气体和残留物的渣滓、熔炼钢水时产生的气体和残渣,同时还有钢水被氧化时的氧化物的残渣,以及溶解在高温钢水中的一些气体等。

这些密度比较小的气体和残渣,在没有凝固且液态降温过程中、充型过程中,会慢慢向上漂浮,也会在负压的作用力下向着横向压力偏低的地方移动。

假如铸件还是在液体的形态下,气体与残渣能自己排出的话,铸件便不会出现气孔与夹渣。

在很多消失模铸造企业中,砂箱负压系统中的负压室大都建造在砂箱周围与底部,负压吸气时的方向和气体与残渣自身浮动的方向垂直,这样会使气体与残渣不利排出。

所以从动力学和热力学的角度分析,钢水中夹渣的排出与产生,有利于消失模铸件中残渣缺陷的生成,但是不利于残渣缺陷的排出。

3、如何减少消失模铸钢件中的夹渣及其几点建议
3.1 直接消减钢水中的原始异物
有效减少消失模铸钢件产生夹渣缺陷的重要途径之一就是在浇注前尽可能的减少钢水中所夹杂的物质。

净化钢水可以有很多种方法,使用聚渣材料,利用净化器对夹杂物具有吸附的作用,将体积较小的颗粒夹杂物吸附在加入的净化剂大颗粒上,从而形成较大体积的夹杂物颗粒,使得上浮的动力学条件能够得到一定的改善;其次,将过滤网应用在浇注的系统中,过滤网将较大的夹杂物颗粒阻挡在过滤网外,从而使其不能进入铸件的”型腔”;再次,选用密度较低的摸样材料,以减少其在热解过程中产生残留物。

净化钢水的诸多方式是可以同时使用的,从而更加有效的减少钢水中原始夹杂物数量。

3.2 采用工艺手段消减钢水中的夹渣
在适当合理的设计浇冒口系统的前提下,要尽量避免一箱多铸以及缩短钢水在浇注系统中的时间;一箱多铸会自然而然的增加钢水在浇注系统中存在的时间,这样钢水在充型时,在系统中多变截面、多弯道的通道中非常容易出现湍流与飞溅的情况,这会使钢水温度降低,易致使其氧化,冲刷浇注管道侧壁,从而增加了钢水中的原始夹渣。

在实践中通过减少模样连接缝可以证明,如模样连接缝过多,很容易造成缝隙中胶量过大,致使连接缝处的胶外凸内凹。

由于外凸的胶密度较大,胶体气化后形成的气体与残渣比较多,从而导致了残渣总量的增加;内凹的胶体存在缝隙,在上涂料的时候,涂料的渗透性非常强,会使涂料渗到内凹缝隙中。

在模样气化以及钢水充型过程中,涂层内部会产生向内突起的涂料刺,在钢水通过时,不断被冲刷而进入钢水中,产生涂料夹渣。

浇注系统的每个部位都是由切割过的泡沫板材加工的,由于切割面将板材内部打通,这样内部的珠粒会因为融合不良而生成小洞,使切割面上产生很多形态不规则的缝隙与凹坑,这
些缝隙与凹坑非常容易导致涂料渗透进铸件内部,使其形成涂料刺。

这些涂料刺会在浇注时被冲刷到金属液中,伴随着液体进入到型腔中,从而形成夹渣。

参考文献
[1董冰.用流体力学理论研究消失模铸造金属液流动前沿气隙中压力[J].中国铸造装备与技术,2005(3): 11-13.
[2朱丽娟.消失模铸造金属液流动前沿气隙中气体压力的研究[J].铸造技术,2009,30(8): 1 029-1 031.。

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