消失模鑄造 是液態(tài)金屬把泡沫實(shí)型模樣氣化,然后其取代模樣所占據(jù)的空間而凝固形成鑄件,消失模工藝金屬液充型過(guò)程比普通砂型鑄造復(fù)雜的多,同時(shí)存在多種物理、化學(xué)反應(yīng),并且會(huì)直接影響鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,本文以生產(chǎn)軸瓦鐵套為例,結(jié)合消失模鑄造的工藝過(guò)程,分析夾渣缺陷產(chǎn)生的原因和防治方法。如下
夾渣是夾雜缺陷的一種,又稱渣眼。消失模鑄件夾渣缺陷有:鐵液熔話剩渣和模具樣品殘?jiān)hT件上二者一般都呈黑色,大小不一,形狀很不規(guī)則,有塊狀、片狀、線條狀等。一般存在于鑄件內(nèi)部,多見(jiàn)于 鑄件 上表面的皮下和拐角處。通常鑄件外觀良好,加工去除表面金屬后才能發(fā)現(xiàn),對(duì)生產(chǎn)和質(zhì)量危害很大。
1、金屬熔渣缺陷的產(chǎn)生和防止
熔化鐵水時(shí),或多或少要產(chǎn)生熔渣,特別是爐料銹蝕嚴(yán)重或采用鐵屑熔煉時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的金屬熔渣。在澆注時(shí)熔渣很容易隨著鐵水進(jìn)入型腔,留在鑄件內(nèi)部,凝固后_形成黑色夾渣。由于夾渣的密度比鐵水小,一般要浮在鑄件上面,鑄件拐角處對(duì)熔渣有阻礙作用,熔渣上浮時(shí)易產(chǎn)生滯留,所以該部位也多見(jiàn)夾渣缺陷。消失模鑄造是在負(fù)壓條件下澆注,鐵水充型時(shí)存在較強(qiáng)的附壁效應(yīng),即鐵水優(yōu)先沿著型壁填充,所以通常情況下,消失模鑄件表面很少見(jiàn)到渣眼,夾渣多存在于鑄件皮下。熔渣的主要成分是金屬氧化物、碳化物等,鐵水熔渣是消失模鑄件夾渣的主要來(lái)源。根據(jù)夾渣產(chǎn)生的原因及易產(chǎn)生的部位,結(jié)合消失模鑄造金屬充型的特點(diǎn),制定防止鑄件鐵水熔渣的主要措施如下:
(1)加強(qiáng)扒渣和檔渣工作:在出爐前,鐵水表面撒聚渣劑并進(jìn)行扒渣,使倒入澆包內(nèi)的鐵水表面渣子盡可能少,鐵水包液面上撒蓋聚渣劑并2~3min,讓熔渣上浮聚合,然后充分扒凈渣子再澆注。
(2)采用茶壺包澆注:澆注時(shí)將鐵水包壺嘴出鐵口內(nèi)的渣子扒出,包口吹掃干凈,接下來(lái)在澆注中_不會(huì)有渣子流出,從而大限度地減少澆注進(jìn)渣的可能性,這是好的檔渣方法,要特別關(guān)注澆包的打結(jié)質(zhì)量,不能造成包襯材料掉落進(jìn)入鑄件。
(3)設(shè)置底注式澆道和聚渣冒口:底注式澆道能使鐵水自下而上平穩(wěn)充型,有利于泡沫模樣的充分有序氣化和渣子的上浮,鑄件頂部設(shè)置聚渣冒口,便于渣子的收集和去除。對(duì)于重要的鑄件采用底注澆道并設(shè)置聚渣冒口是非常必要的工藝手段。
(4)采用過(guò)濾網(wǎng):過(guò)濾網(wǎng)對(duì)細(xì)小的熔渣都有很好的過(guò)濾作用,特別是澆注初期效果明顯,但常發(fā)生在澆注后期過(guò)濾網(wǎng)被燒穿,使檔渣失敗,要求過(guò)濾網(wǎng)有足夠的耐火度和抗沖刷性。如果能夠控制潔凈的鐵水,_不采用過(guò)濾網(wǎng);如果鐵流中夾渣多,即使采用過(guò)濾網(wǎng)也要失敗。
2、模樣殘?jiān)毕莸漠a(chǎn)生和防止
消失模鑄造在澆注時(shí),泡沫塑料模樣與高溫鐵液發(fā)生強(qiáng)烈的物理化學(xué)反應(yīng),其中以泡沫模樣劇烈的熱解氣化為主,產(chǎn)生的氣體被真空泵抽走。實(shí)踐也證明,_泡沫塑料熱解反應(yīng)后并不能全部氣化,終要產(chǎn)生微量的固態(tài)殘余物,俗稱殘?jiān)渲饕煞譃樘肌hF水充型時(shí)固態(tài)殘余物如不能及時(shí)排出,_會(huì)殘留在鑄件內(nèi)部,形成消失模_的黑色塊狀?yuàn)A渣。模樣殘?jiān)纬傻牟课煌饘偃墼鞠嗤袝r(shí)兩種夾渣會(huì)同時(shí)交錯(cuò)出現(xiàn),由于顏色相似很難分辨。消失模固態(tài)殘余物的多少,同泡沫模樣的密度、粘接膠用量、涂料和型砂的透氣性、澆注溫度等工藝因素有關(guān)。根據(jù)模樣夾渣產(chǎn)生的原因和易形成的部位,制定防止鑄件產(chǎn)生殘?jiān)毕莸拇胧┤缦拢?/span>
(1)控制泡沫模樣的密度:模樣密度越低,熱解氣化反應(yīng)越迅速、固態(tài)殘余物越少,越有利于鑄件的澆注成型,減少鑄件產(chǎn)生夾渣的機(jī)會(huì)。一般情況下,要求EPS模樣密度控制在18~23 g/cm3,如果模樣本身不易變形,外觀成型良好,盡可能將密度控制在下限。
(2)減少粘結(jié)膠的用量:粘接模樣和澆口要使用粘結(jié)膠,各種膠的發(fā)氣量和殘留物量,遠(yuǎn)大于泡沫塑料本身。粘接模樣和澆冒口時(shí),要做到盡可能少用膠,對(duì)于減少夾渣提高質(zhì)量有利。但須_具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。
(3)適當(dāng)提高澆注溫度:鐵水溫度提高,有利于模樣的充分氣化分解,減少殘?jiān)浚岣邼沧囟葢?yīng)以防止鑄件粘砂為前提。
(4)使用空心澆道:空心澆道有利于鐵水的順利充型,并大限度減少發(fā)氣和殘?jiān)捎每招臐驳烙欣щy時(shí),選用泡沫板材切割澆道,也要盡可能選擇低密度板材,密度在14~18g/cm3,在實(shí)際生產(chǎn)中往往忽視澆道模樣的密度。
(5)采用底注式澆注系統(tǒng):底注式澆道鐵水自下而上充型,模樣自下而上有序氣化分解,有利于熱解產(chǎn)物排出和上浮。頂注澆口,鐵水充型紊亂,容易卷挾泡沫形成夾渣。
(6)設(shè)置排渣冒口:在鑄件頂部設(shè)置聚渣小冒口,可讓產(chǎn)生的殘?jiān)细〔R集在冒口內(nèi)。對(duì)于重要的鑄件,設(shè)置排渣冒口掌握的原則是,多而小,分散而均勻。在實(shí)際生產(chǎn)中,結(jié)合鑄件產(chǎn)生夾渣的部位,應(yīng)有目的的設(shè)置聚渣冒口。
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