熔模铸造的铸件缺陷分析与防止
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常见铸件缺陷及其预防措施常见铸件缺陷及其预防措施(序+缺陷名称+缺陷特征+预防措施)1 气孔在铸件内部、表面或近于表面处,有大小不等的光滑孔眼,形状有圆的、长的及不规则的,有单个的,也有聚集成片的。
颜色有白色的或带一层暗色,有时覆有一层氧化皮。
降低熔炼时流言蜚语金属的吸气量。
减少砂型在浇注过程中的发气量,改进铸件结构,提高砂型和型芯的透气性,使型内气体能顺利排出。
2 缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面,形状不规则,孔内粗糙不平,晶粒粗大。
壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固,壁厚大且不均匀的铸件采用由薄向厚的顺序凝固,合理放置冒口的冷铁。
3 缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔,聚集在一处或多处,晶粒粗大,各晶粒间存在很小的孔眼,水压试验时渗水。
壁间连接处尽量减小热节,尽量降低浇注温度和浇注速度。
4 渣气孔在铸件内部或表面形状不规则的孔眼。
孔眼不光滑,里面全部或部分充塞着熔渣。
提高铁液温度。
降低熔渣粘性。
提高浇注系统的挡渣能力。
增大铸件内圆角。
5 砂眼在铸件内部或表面有充塞着型砂的孔眼。
严格控制型砂性能和造型操作,合型前注意打扫型腔。
6 热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(注要是弯曲形的),开裂处金属表皮氧化。
严格控制铁液中的 S、P含量。
铸件壁厚尽量均匀。
提高型砂和型芯的退让性。
浇冒口不应阻碍铸件收缩。
避免壁厚的突然改变。
开型不能过早。
不能激冷铸件。
7 冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹(主要是直的),开裂处金属表皮氧化。
8 粘砂在铸件表面上,全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂(或涂料)的混(化)合物或一层烧结构的型砂,致使铸件表面粗糙。
减少砂粒间隙。
适当降低金属的浇注温度。
提高型砂、芯砂的耐火度。
9 夹砂在铸件表面上,有一层金属瘤状物或片状物,在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。
严格控制型砂、芯砂性能。
改善浇注系统,使金属液流动平稳。
大平面铸件要倾斜浇注。
10 冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑,其交界边缘是圆滑的。
铸件常见缺陷的产生原因及防止方法一、气孔(气泡、呛孔、气窝)特征:气孔是存在于铸件表面或内部的孔洞,呈圆形、椭圆形或不规则形,有时多个气孔组成一个气团,皮下一般呈梨形。
呛孔形状不规则,且表面粗糙,气窝是铸件表面凹进去一块,表面较平滑。
明孔外观检查就能发现,皮下气孔经机械加工后才能发现。
形成原因:1、模具预热温度太低,液体金属经过浇注系统时冷却太快。
2、模具排气设计不良,气体不能通畅排出。
3、涂料不好,本身排气性不佳,甚至本身挥发或分解出气体。
4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,液体金属注入后孔洞、凹坑处气体迅速膨胀压缩液体金属,形成呛孔。
5、模具型腔表面锈蚀,且未清理干净。
6、原材料(砂芯)存放不当,使用前未经预热。
7、脱氧剂不佳,或用量不够或操作不当等。
防止方法:1、模具要充分预热,涂料(石墨)的粒度不宜太细,透气性要好。
2、使用倾斜浇注方式浇注。
3、原材料应存放在通风干燥处,使用时要预热。
4、选择脱氧效果较好的脱氧剂(镁)。
5、浇注温度不宜过高。
二、缩孔(缩松)特征:缩孔是铸件表面或内部存在的一种表面粗糙的孔,轻微缩孔是许多分散的小缩孔,即缩松,缩孔或缩松处晶粒粗大。
常发生在铸件内浇道附近、冒口根部、厚大部位,壁的厚薄转接处及具有大平面的厚薄处。
形成原因:1、模具工作温度控制未达到定向凝固要求。
2、涂料选择不当,不同部位涂料层厚度控制不好。
3、铸件在模具中的位置设计不当。
4、浇冒口设计未能达到起充分补缩的作用。
5、浇注温度过低或过高。
防治方法:1、提高磨具温度。
2、调整涂料层厚度,涂料喷洒要均匀,涂料脱落而补涂时不可形成局部涂料堆积现象。
3、对模具进行局部加热或用绝热材料局部保温。
4、热节处镶铜块,对局部进行激冷。
5、模具上设计散热片,或通过水等加速局部地区冷却速度,或在模具外喷水,喷雾。
6、用可拆缷激冷块,轮流安放在型腔内,避免连续生产时激冷块本身冷却不充分。
7、模具冒口上设计加压装置。
8、浇注系统设计要准确,选择适宜的浇注温度。
常见铸造缺陷产生的原因及防止方法铸件缺陷种类繁多,产生缺陷的原因也十分复杂.它不仅与铸型工艺有关,而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关.因此,分析铸件缺陷产生的原因时,要从具体情况出发,根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素,进行综合分析,然后采取相应的技术措施,防止和消除缺陷.一、浇不到1、特征铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道最远部位或铸件上部.残缺的边角圆滑光亮不粘砂.2、产生原因1 浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注;2 横浇道、内浇道截面积小;3 铁水成分中碳、硅含量过低;4 型砂中水分、煤粉含量过多,发气量大,或含泥量太高,透气性不良;5 上砂型高度不够,铁水压力不足.3、防止方法1 提高浇注温度、加快浇注速度,防止断续浇注;2 加大横浇道和内浇道的截面积;3 调整炉后配料,适当提高碳、硅含量;4 铸型中加强排气,减少型砂中的煤粉,有机物加入量;5 增加上砂箱高度.二、未浇满1、特征铸件上部残缺,直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平,边部略呈圆形.2、产生原因1 浇包中铁水量不够;2 浇道狭小,浇注速度又过快,当铁水从浇口杯外溢时,操作者误认为铸型已经充满,停浇过早.3、防止方法1 正确估计浇包中的铁水量;2 对浇道狭小的铸型,适当放慢浇注速度,保证铸型充满.三、损伤1、特征铸件损伤断缺.2、产生原因1 铸件落砂过于剧烈,或在搬运过程中铸件受到冲撞而损坏;2 滚筒清理时,铸件装料不当,铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断;3 冒口、冒口颈截面尺寸过大;冒口颈没有做出敲断面凹槽.或敲除浇冒口的方法不正确,使铸件本体损伤缺肉.3、防止方法1 铸件在落砂清理和搬运时,注意避免各种形式的过度冲撞、振击,避免不合理的丢放;2 滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操作;3 修改冒口和冒口颈尺寸,做出冒口颈敲断面,正确掌握打浇冒口的方向.四、粘砂和表面粗糙1、特征粘砂是一种铸件表面缺陷,表现为铸件表面粘附着难以清除的砂粒;如铸件经清除砂粒后出现凹凸不平的不光滑表面,称表面粗糙.2、产生原因1 砂粒太粗、砂型紧实度不够;2 型砂中水分太高,使型砂不易紧实;3 浇注速度太快、压力过大、温度过高;4 型砂中煤粉太少;5 模板烘温过高,导致表面型砂干枯;或模板烘温过低,型砂粘附在模板上.3、防止方法1 在透气性足够的情况下,使用较细原砂,并适当提高型砂紧实度;2 保证型砂中稳定的有效煤粉含量;3 严格控制砂水分;4 改进浇注系统,改进浇注操作、降低浇注温度;5 控制模板烘烤温度,一般与型砂温度相等或略高.五、砂眼1、特征在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼.2、产生原因1 型砂表面强度不够;2 模样上无圆角或拔模斜度小导致钩砂、铸型损坏后没修理或没修理好就合箱;3 砂型在浇注前放置时间过长,风干后表面强度降低;4 铸型在合箱时或搬运过程中损坏;5 合箱时型内浮砂未清除干净,合箱后浇口杯没盖好,碎砂掉进铸型.3、防止方法1 提高型砂中粘士含量、及时补加新砂,提高型砂表面强度;2 模样光洁度要高,并合理做出拔模斜度和铸造圆角.损坏的铸型要修好后再合箱;3 缩短浇注前砂型的放置时间;4 合箱或搬运铸型时要小心,避免损坏或掉入砂型腔砂粒;5 合箱前清除型内浮砂,并盖好浇口.六、披缝和胀砂1、特征披缝常出现在铸件分型面处,是垂直于铸件表面,且厚薄不均匀的薄片状金属突起物. 胀砂是铸件内、外表面局部胀大,形成不规则的瘤状金属突起物.2、产生原因1 紧实度不够或不匀;2 面砂强度不够、或型砂水分过高;3 液态金属压头过大、浇注速度太快.3、防止方法1 提高铸型紧实度、避免局部过松;2 调整混砂工艺、控制水分,提高型砂强度;3 降低液态金属的压头、降低浇注速度.七、抬箱1、特征铸件在分型面处有大面积的披缝,使铸型外形尺寸发生变化.抬箱过大,造成跑火——铁水自分型面外溢,严重时造成浇不足缺陷.2、产生原因1 砂箱未紧固、压铁质量不够或去除压铁过早;2 浇注过快,冲击力过大;3 模板翅曲.3、防止方法1 增加压铁重量,特铁水凝固后再去除压铁;2 降低浇包位置,降低浇注速度;3 修正模板.八、掉砂1、特征铸件表面上出现的块状金属突起物,其外形与掉落的砂块很相似.在铸件其它部位,则往往出现砂眼或残缺.2、产生原因1 模样上有深而小的凹槽,同于结构特征或拔模斜度小,起模时将砂型带坏或震裂;2 紧实度不匀,铸型局部强度不足;3 合箱、搬运铸型时,不小心使铸型局部砂块掉落.3、防止方法1 模样拔模斜度要合适、表面光洁;2 铸型紧实度高且均匀;3 合箱、搬运过程中,操作小心.九、错型错箱1、特征铸件的一部分与另一部分在分型面的接缝处错开,发生相对位移,使铸件外形与图纸不相符合.2、产生原因1 模样制作不良,上下模没有对准或模样变形;2 砂箱或模板定位不准确,或定位销松动;3 挤压造型机上零件磨损,例如正压板下衬板、反压板轴承的磨损等;4 浇注时用的套箱变形,搬运、围箱时不注意,使上下铸型发生位移.3、防止方法1 加强模板的检查和修理;定2 经常检查砂箱、模板的定位销及销孔、并合理地安装;3 检查挤压造型机的有关零件,及时调整,磨损大的要更换;4 定期对套箱整形.脱箱后的铸型在搬运时要小心.在面浇注的砂型,应该做一排砂型围一排.十、灰口和麻点1、特征铸件断口呈灰黑色或出现黑色小点,中心部位较多,边部较少,金相观察可见到片状石墨.2、产生原因1 铁水化学成分不合要求,碳、硅含量过高;2 炉前孕育的铋加入浇包内过早或过迟,或是铋量不足.3、防止方法1 正确选择化学成分,合理配料,使铁水中碳、硅量在规定范围内;2 增加铋的加入量并严格炉前孕育工艺.十一、裂纹热裂、冷裂1、特征铸件外部或内部有穿透或不穿透的裂纹.热裂时带有暗色或黑色的氧化表面断口外形曲折.冷裂是较干净的脆性裂纹,断口较平,具有金属光泽或轻微的氧化色泽.2、产生原因1 铁水中碳、硅含苞欲放量过低,含硫量过高;2 浇注温度过高;3 冒口颈过大、过短,造成局部过热严重,或重口太小,补缩不好;4 铸件在清理、运输过程中,受冲击过大.3、防止方法1 控制铁水化学成分在规定的范围内;2 降低浇注温度;3 合理设计冒口系统;4 铸件在清理、运输过程中避免过度冲击.十二、气孔1、特征气孔的孔壁光滑明亮,形状有圆形、梨形和针状,孔的尺寸有大有小,产生在铸件表面或内部.铸件内部的气孔在敲碎后或机械加工时才能被发现.2、产生原因1 小炉料潮湿、锈蚀严重或带有油污,使铁水含气量太多、氧化严重;2 出铁孔、出铁槽、炉衬、浇包衬未洪干;3 浇注温度较低,使气体来不及上浮和逸出;4 炉料中含铝量较高,易造成氢气孔;5 砂型透气性不好、型砂水分高、含煤粉或有机物较多,使浇注时产生大量气体且不易排出.3、防止方法1 炉料要妥善管理,表面要清洁;2 炉缸、前炉、出铁口、出铁槽、浇包必须烘干;3 提高浇注温度;4 不使用铝量过高的废钢;5 适当降低型砂的水分、控制煤粉加入量,扎通气孔等.十三、缩松、疏松1、特征分散、细小的缩孔,带有树枝关结晶的称缩松,比缩松更细小的称疏松.常出现在热世部位.2、产生原因1 铁水中碳、硅含量过低,收缩大;2 浇注速度太快、浇注温度过高,使得液态收缩大;3 浇注系统、冒口设计不当,无法实现顺序凝固;4 冒口太小,补缩不充分.3、防止方法1 控制铁水的化学成分在规定范围内;2 降低浇注速度和浇注温度;3 改进浇冒口系统,利用顺序凝固;4 加大冒口体积,保证充分补缩.十四、反白口1、特征铸件断口内部出现白口组织,边缘部分出现灰口.2、产生原因1 碳、硅含量较高的铁水,含氢量过高;2 炉料中带入的铬等白口形成元素过多;3 元素偏析严重;3、防止方法1 控制化学成分、碳、硅含量不宜过高;2 炉衬、包衬要烘干;型砂水分不宜过高;3 加强炉料管理,减少带入白口化元素.。
缺陷一:铸造缩孔主要原因有合金凝固收缩产生铸造缩孔和合金溶解时吸收了大量的空气中的氧气、氮气等,合金凝固时放出气体造成铸造缩孔。
解决的办法:1)放置储金球。
2)加粗铸道的直径或减短铸道的长度。
3 )增加金属的用量。
4)采用下列方法,防止组织面向铸道方向出现凹陷。
a.在铸道的根部放置冷却道。
b.为防止已熔化的金属垂直撞击型腔,铸道应成弧形。
C.斜向放置铸道。
缺陷二:铸件表面粗糙不光洁缺陷型腔表面粗糙和熔化的金属与型腔表面产生了化学反应,主要体现出下列情况。
1)包埋料粒子粗,搅拌后不细腻。
2)包埋料固化后直接放入茂福炉中焙烧,水分过多。
3)焙烧的升温速度过快,型腔中的不同位置产生膨胀差,使型腔内面剥落。
4)焙烧的最高温度过高或焙烧时间过长,使型腔内面过于干燥等。
5 )金属的熔化温度或铸圈的焙烧的温度过高,使金属与型腔产生反应,铸件表面烧粘了包埋料。
6)铸型的焙烧不充分,已熔化的金属铸入时,引起包埋料的分解,发生较多的气体,在铸件表面产生麻点。
7)熔化的金属铸入后,造成型腔中局部的温度过高,铸件表面产生局部的粗糙。
解决的办法:a.不要过度熔化金属。
b.铸型的焙烧温度不要过高。
C.铸型的焙烧温度不要过低(磷酸盐包埋料的焙烧温度为800度-900 度)。
d.避免发生组织面向铸道方向出现凹陷的现象。
e.在蜡型上涂布防止烧粘的液体。
缺陷三:铸件发生龟裂缺陷有两大原因,一是通常因该处的金属凝固过快,产生铸造缺陷(接缝);二是因高温产生的龟裂。
1)对于金属凝固过快,产生的铸造接曜,可以通过控制铸入时间和凝固时间来解决。
铸入时间的相关因素:蜡型的形状。
铸到的粗细数量。
铸造压力(铸造机)。
包埋料的透气性。
凝固时间的相关因素:蜡型的形状。
铸圈的最高焙烧温度。
包埋料的类型。
金属的类型。
铸造的温度。
2)因高温产生的龟裂,与金属及包埋料的机械性能有关。
下列情况易产生龟裂:铸入温度高易产生龟裂;强度高的包埋料易产生龟裂;延伸性小的银烙合金及钻烙合金易产生龟裂。
熔模铸件之常见熔模铸造缺陷的防止来源:发布日期: 2010-12-09 15:02:51 点击次数: 381熔模铸件之常见熔模铸造缺陷的防止1、铸件渣气孔缺陷特征:夹杂物与气孔并存。
产生原因:1)炉料不干净或回炉料过多;2)熔炼过程脱氧不充分;3)钢液含气量多;4)型壳焙烧不足。
防止办法:1)清洁炉料并减少回炉料用量;2)严格控制熔炼工艺,加强脱氧;3)镇静钢液;4)充分焙烧型壳。
2、铸件中气孔缺陷特征:铸件中出现的明显孔穴,孔内光滑。
产生原因:1)型壳焙烧温度低和保温时间不足;2)浇注系统设计不合理,型腔排气不畅;3)金属液脱氧、除气不充分。
防止办法:1)提高型壳焙烧温度和延长保温时间;2)增设排气孔或采用底注式浇道;3)熔炼过程充分脱氧、除气。
3、铸件皮下气孔缺陷特征:铸件表面经加工后出现的光滑孔洞。
产生原因:1)炉料不干净或使用过多回炉料;2)熔炼过程中金属液氧化吸气、脱氧不充分;3)型壳表面与金属液产生反应。
防止办法:1)清洁炉料并减少回炉料用量;2)严格控制熔炼工艺,加强脱氧;3)选用合适的耐火材料。
4、缩孔和缩陷缺陷特征:铸件上由于补缩不良造成的孔洞,形状不规则,孔壁粗糙。
产生原因:1)铸件结构不合理,有难以补缩的热节;2)浇冒口补缩作用欠佳;3)浇注温度过高。
防止办法:1)改进铸件结构,减少热节;2)合理设计冒口,使铸件定向凝固,增大补缩压头;3)降低浇注温度。
5、冷裂缺陷特征:裂纹大多穿过晶粒,表面光亮。
产生原因:1)铸件结构不合理;2)浇注系统设计不合理;3)铸件在搬运和清砂过程中受撞击;4)铸件在矫正时操作不当或未退火。
防止办法:1)改进铸件结构和浇注系统设计,减小收缩应力;2)避免撞击和抛甩铸件;3)矫正前进行退火,并改进矫正操作;4)减少型壳层数,并改善退让性;5)降低铸件的冷却速度,例如型壳可改用填砂浇注。
6、热裂缺陷特征:裂纹沿晶界生长,表面有氧化颜色。
产生原因:1)铸型温度低,冷却速度过快;2)型壳退让性差,阻碍收缩;3)铸件结构不合理,壁厚相差悬殊,过渡突变,应力过大;4)浇注补缩系统设计不合理,造成铸件局部过热或收缩受阻。
熔模铸件常见缺陷
1.气孔
气孔是铸件中出现的明显空穴,空内光滑。
产生原因及防止方法如下:
A.型壳焙烧温度低和保温时间不足:防止方法是提高型壳焙烧温度和延长温度和延长保温时间。
B.浇注系统设计不合理,型腔排气不畅:放置方法是增设气孔或采用底注式浇道。
C.金属液脱氧、除气不充分:放置方法是熔炼过程中充分脱氧、除气。
2.皮下气孔
皮下气孔是铸件表面经加工后出现的光滑空洞。
产生原因及防止方法如下:
A.炉料不干净或使用过多的回炉料:防止方法是清洁炉料并减少回炉料用量。
B.熔炼过程中金属液氧化吸气、脱氧不充分:防止方法是严格控制熔炼工艺、加强脱氧,除气。
C.型壳表面与金属液产生反应:防止方法是选用合适的耐火材料。
3.渣气孔
渣气孔就是夹杂物与气孔并存:产生原因及防止方法如下。
A.炉料不干净或回炉料过多:防止方法是清洁炉料并减少回炉料的使用。
B.。
熔模铸件砂眼缺陷成因分析及防止对策砂眼是熔模铸件常见的缺陷之一,在铸件的不良品中占有的比例较大。
铸件砂眼一般存在三种情况:如果砂眼在铸件的表面上,清砂后能被及时发现;如果砂眼在铸件的内部、距离表面较浅,可以在加工后被发现;如果砂眼在铸件的内部、距离表面较深,只能残留在铸件的内部,从而降低了铸件的有效承载面积,降低铸件的机械性能和使用寿命,甚至导致严重的事故。
1 砂眼1.1 砂眼特征铸件的表面或内部有型砂或耐火材料形成的孔穴,称之为砂眼,如图1所示。
图1 砂眼Fig.1 Sand holes1.2 产生部位砂眼产生的部位,如图2所示。
大部分砂眼是由于型腔中的型砂或耐火材料,被金属液流挤到型壳的底部或离浇口较远的端面,不能上浮而产生砂眼;有的型砂或耐火材料被金属液的涡流卷入铸件的内部,形成了砂眼;距离铸件表面较浅,在机械加工后就能被发现,见图3;或残留在铸件的较深的内部。
图2 砂眼产生的部位Fig.2 The area where a trachoma is produced图3 加工后砂眼Fig.3 Sand hole after processing2 砂眼产生原因砂眼产生的主要原因有两个方面:一是来源于型腔的外部,二是来源于型腔的内部。
2.1 来自型腔的外部(1)浇口芯棒不干净,粘有型砂或耐火材料,脱蜡后型砂或耐火材料残留型腔中。
(2)脱蜡液中残留型砂或耐火材料,在脱蜡过程中随脱蜡液卷入型腔。
(3)将浇口杯上的型砂或耐火材料卷入型腔,如图4所示。
(4)在型壳存放、搬运及焙烧时,不慎使型砂或耐火材料进入型腔,浇注前没有吸净残留在型腔中的型砂或耐火材料,如图5所示。
朱伟杰1,潘玉洪2(1.无锡市雪浪合金钢铸造厂,江苏 无锡 214161;2.无锡市凯斯特铸业有限公司,江苏 无锡 214161)摘要:介绍了砂眼的特征、产生的部位,分析了砂眼产生的内、外部原因,提出防止耐火材料从外部落入型腔、提高型壳的质量和改善产品结构及浇注系统是防止熔模铸件出现砂眼缺陷的主要对策。
熔模铸造的铸件缺陷分析与防止熔模铸造的铸件缺陷分析与防止1 铸件尺寸超差1)模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺部稳定而造成的,如合型力大小、压蜡温度(压蜡温度越高,熔模线收缩率越大)、压注压力(压注压力大,熔模线收缩率越小)、保压时间(保压时间越长气收缩越小)、压型温度(压型温度越高,线收缩也越大)、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。
2)制壳材料及制壳工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响铸件尺寸。
二型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关3)浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸为防止铸件尺寸超差,应对影响铸件尺寸精度的众多因素都加以重视,严格控制材料质量及加工工艺,以稳定铸件尺寸。
2 铸件表面粗糙1)影响熔模表面粗糙度的因素熔模表面粗糙度与所有压型表面粗糙度、压制方式(糊状模料压制或液态模料压制)和压制工艺参数选择有关。
(1)压型表面粗糙度的影响(2)压制方法的影响(3)压制工艺参数的影响2)影响型壳表面粗糙度的因素(1)涂料不能很好地与熔模润湿(2)面层涂料粉液比嵌、型壳表面不致密在熔模表面粗糙度合格的条件下,型壳表面粗糙度将成为影响铸件粗糙度的重要一环要型壳表面粗糙度嵌,首先应保证面层涂料能很好的润湿熔模,复印熔模;其次,面层要致密,涂层粉液比要足够高(采用双峰级配粉)配粉是按照一定要求配置的粒度分布合理的粉。
该种粉粒度有粗、有细,分布分散,平均粒经适中,能使涂料在高粉液比条件下仍具有适宜的粘度和良好的流动性。
3)影响金属液精确复型的因素(1)型壳温度对金属液复型的因素(2)浇注温度对金属液复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力,即充型能力;在此简称为“复型“能力。
为使金属液能精确复型,就必须有足够高的型壳温度和金属液温度,并保证金属液有足够的压力头。
提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果,故型壳温度是予以重视的因素。
熔模铸造是一种传统的金属制造工艺,它以熔化金属并注入预先制作的模具中来制造各种复杂的金属零部件。
熔模铸造具有成本低、制作周期短、形状复杂等特点。
但在实际生产过程中,熔模铸造常常会出现一些缺陷,如气孔、热裂纹、砂眼等,严重影响产品的品质和性能。
如何防止熔模铸造中的缺陷产生,成为了制造企业和工艺工作者需要解决的重要问题。
1. 熔模铸造的工艺过程熔模铸造主要分为模具制备、熔化金属、注射成型和冷却固化等工艺过程。
1.1 模具制备模具制备是熔模铸造的第一步,需要根据零部件的形状和尺寸特点,制作出耐高温、耐腐蚀的熔模,以保证零部件的精度和表面光洁度。
1.2 熔化金属熔化金属是指将金属料在高温条件下熔化成流动状态,以便注射到模具中形成成型。
1.3 注射成型在熔化金属达到一定温度后,将其通过注射器注入到已经制备好的模具中,使得金属充填整个模腔。
1.4 冷却固化注射成型后,金属在模具中冷却并固化成型,然后可以取出零部件进行后续的处理。
2. 防止缺陷产生的方法2.1 优化模具设计模具设计是影响熔模铸造质量的重要因素之一。
合理的模具结构设计和表面涂层处理,可以有效减少金属氧化、气孔和砂眼等缺陷的产生。
2.2 控制金属熔化和浇注温度金属的熔化温度和浇注温度直接影响了熔模铸造品质。
合理控制金属熔化和浇注温度,可以降低金属的气体溶解度,减少气孔和砂眼等缺陷。
2.3 优化浇注系统浇注系统是指将熔化金属注入模具中的一系列通道和孔道。
合理设计浇注系统,可以减少金属在注射过程中的速度冲击和气体夹杂,降低缺陷的产生率。
2.4 严格控制熔模铸造工艺参数包括模具预热温度、浇注速度、压力等工艺参数的严格控制,可以有效减少热裂纹、砂眼等缺陷的产生。
3. 个人观点和理解熔模铸造作为一种常见的金属制造工艺,经过不断的发展和改进,已经成为了制造复杂金属零部件的主要方法之一。
在实际生产中,如何降低缺陷的产生,提高熔模铸造产品的质量和性能,是需要企业和工艺工作者共同努力的方向。
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制熔模铸造的工艺流程通常为:压型制造→蜡模压制→蜡模组装→浸涂料→撒砂→硬化及干燥→脱蜡→焙烧→浇注→落砂及清理。
由于其工艺环节较多,过程较复杂,因而最终铸件的品质受诸多因素的影响很大,不易进行控制。
结合不锈钢熔模铸造生产过程中出现的若干缺陷类型,探讨、分析不锈钢熔模铸造过程中品质控制的关键环节。
1、典型缺陷及其成因(1)表面麻坑在生产中,有时发现成批铸件表面出现麻坑(见图1-1).呈规则的半球形小坑,凹坑直径为013~018mm,深013~015mm,麻坑在铸件局部呈密集状分布.该缺陷虽不影响铸件使用性能,但无法修整,严重影响了铸件的表面品质,导致铸件成批报废。
对该缺陷进行能谱分析(见图1-2 ),结果表明该缺陷位置存在着微量的Mg、Ca等元素。
图(1-1)铸件表面麻坑缺陷图(1-2)麻坑缺陷位置的能谱分析该表面麻坑缺陷产生的主要原因是面层型壳材料不合格。
在铸造生产中多采用锆砂作为型壳面层耐火材料,其导热性好,蓄热能力大,耐火度高,热震稳定性好。
纯ZrSiO4的耐火度在2000℃以上,但随着杂质含量增加,耐火度相应下降。
当锆砂中含有氧化物杂质时,其分解温度会下降,如含有Ca、Mg氧化物时,分解温度会降至1300℃左右,当含有K、Na氧化物时,其分解温度会降至900℃左右[1,2]。
锆砂是ZrO2・SiO2二元系中唯一的化合物,但其分解时析出的无定形SiO2具有很高的活性,能与金属中的Cr、Ni、Ti、Mn、Al 等合金元素在高温下发生化学反应,致使铸件表面产生麻坑缺陷,恶化铸件的表面品质。
(2)黑点不锈钢铸件加工或抛光后,在加工表面位置时,会出现分散的规则球状的黑点缺陷(见图1—3),其缺陷位置的能谱分析(见图1-4)。
可见该黑点缺陷存在O、Si、Mn等元素.图(1—3)铸件黑点缺陷图(1—4)黑点缺陷位置的能谱分析该黑点缺陷产生的原因可能是由于钢液中存在有非金属夹杂物(主要是金属元素的氧化物、硫化物和硅酸盐)而导致的。
铸造缺陷与防止(精选五篇)第一篇:铸造缺陷与防止(三)常见缺陷及防止在球墨铸铁生产中,除会产生一般的铸造缺陷外,还经常会产生一些特有的缺陷。
主要有:缩孔及缩松,夹渣、皮下气孔、石墨漂浮及球化衰退等。
1.缩孔及缩松球墨铸铁形成缩孔及缩松的倾向都很大。
这是和其凝固特性及共晶团的生长方式密切相关的。
为了有效地防止缩孔和缩松的产生,采取下列工艺措施是必要的:l)加大铸型刚度,以帮助球墨铸铁件较软的外壳抵抗由于石墨化膨胀所产生的使外壳胀大的倾向,使铸件外壳保持原有的形状。
这样,铸件需要补缩的体积不致因外壳的胀大而增加。
这一措施可使石墨化膨胀所产生的巨大的膨胀力作用于正在生长的共晶团,从而有效地消除共晶团间的微观缩松。
目前生产中常用的高刚度铸型如水泥型,金属型等,对于防止球墨铸铁的缩松都有较好的效果。
2)增加石墨化膨胀的体积。
通过适当增加碳量,并配合以有效的孕育处理,使球墨铸铁中石墨的数量增加而尽量避免自由渗碳体的产生,从而可提高铸件的自补缩能力。
如果上述两条措施配合恰当,实现球墨铸铁件的无冒口铸造是可能的,生产实践经验已充分证实了此点。
3)采用适宜的浇注温度,以减少液态收缩值。
4)结合生产条件,合理地选用冒口或冒口加冷铁的防止收缩缺陷的工艺。
2.夹渣夹渣通常称黑渣,多出现在铸件浇注位置的上平面或型芯下表面部位。
根据夹渣形成的时间不同,可将其分为一次夹渣和二次夹渣。
前者是由于在球化处理时产生的氧化物及硫氧化物等在浇注之前未清除干净,随铁液浇入铸型所致。
后者是在浇注过程中以及在铁液尚未在铸型中凝固以前的一段时间内产生的渣。
一次渣的尺寸较大,二次渣一般很细小,在铸件的加工表面上表现为暗灰色无光泽的斑纹或云片状。
夹渣缺陷严重影响铸件的力学性能,特别是硬度、韧性及耐磨性,并能导致耐压铸件发生渗漏。
防止措施主要有:1)尽量降低原铁液的含硫量。
2)在保证石墨球化条件下,降低铁液的残留镁量和残留稀土量。
3)提高浇注温度,应不低于1350℃。
特征产生的主要原因预防措施实例照片在铸件内部或表面有大小不等的光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多;②浇注工具或炉前添加剂未烘干;③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多;④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞;⑤春砂过紧,型砂透气性差;⑥浇注温度过低或浇注速度太快等①降低熔炼时金属的吸气量,减少砂型在浇注过程中的发气量②改进铸件结构,提高砂型和型芯的透气性,使型内气体能顺利排出缩孔多分布在铸件厚断面处,形状不规则,孔内粗糙①铸件结构设计不合理,如壁厚相差过大,厚壁处未放冒口或冷铁;②浇注系统和冒口的位置不对;③浇注温度太高;④合金化学成分不合格,收缩率过大,冒口太小或太少①壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固②壁厚大且不均匀的铸件采用由薄向厚的顺序凝固③合理放置冒口的冷铁在铸件内部或表面有型砂充塞的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够,故型砂被金属液冲入型腔;②合箱时砂型局部损坏;③浇注系统不合理,内浇口方向不对,金属液冲坏了砂型;④合箱时型腔或浇口内散砂未清理干净①严格控制型砂性能和造型操作②合型前注意打扫型腔③改进浇注系统铸件表面粗糙,粘有一层砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大;②型砂含泥量过高,耐火度下降;③浇注温度太高;④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少;⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄①适当降低金属的浇注温度②提高型砂、芯砂的耐火度铸件表面产生的金属片状突起物,在①型砂热湿拉强度低,型腔表面受热烘烤而膨胀开裂;①严格控制型砂、芯砂性能②改善浇注系统,使金属液流动平稳金属片状突起物与铸件之间夹有一层型砂②砂型局部紧实度过高,水分过多,水分烘干后型腔表面开裂;③浇注位置选择不当,型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂;④浇注温度过高,浇注速度太慢③大平面铸件要倾斜浇注④适当调整浇注温度和浇注速度铸件沿分型面有相对位置错移①模样的上半模和下半模未对准;②合箱时,上下砂箱错位;③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压铁,浇注时产生错箱④砂箱或模板定位不准确,或定位销松动①定期检查砂箱、模板的定位销及销孔、并合理地安装;②定期对套箱整形,脱箱后的铸型在搬运时要小心。
熔模铸造的铸件缺陷分析与防止时间:2009-10-12 07:22来源:未知 作者:吴光来 点击: 60次熔模铸造的铸件缺陷分析与防止 内容提要 1 铸件尺寸超差 1) 模料及制模工艺对铸件尺寸的影响 2) 制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响 3) 浇注条件对铸件尺寸的影响 2 铸件表面粗糙1) 影响熔模表面粗糙度的因素 2) 影响型壳表面粗糙度的因素 3) 影响金属液精确复熔模铸造的铸件缺陷分析与防止内容提要§ 1 铸件尺寸超差1)模料及制模工艺对铸件尺寸的影响2)制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响3)浇注条件对铸件尺寸的影响§ 2 铸件表面粗糙1)影响熔模表面粗糙度的因素2)影响型壳表面粗糙度的因素3)影响金属液精确复型的因素4)其它影响表面粗糙度的因素§ 3 铸件表面缺陷1)粘砂2)夹砂、鼠尾和凹陷3)斑纹4)麻点5)金属刺(毛刺)6)金属珠(铁豆)§ 4 孔洞类缺陷1)气孔(集中气孔)2)弥散型气孔3)缩孔、缩松4)缩陷§ 5 裂纹和变形1)热裂、冷裂2)铸件脆动和变形§ 6 其它缺陷1)砂眼2)渣孔3)冷隔、浇不到4)跑火熔模铸件缺陷的主要因素有:易熔模质量、型壳质量和金属液质量等§ 1、铸件质量超差1、模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺不稳定而造成的,如合型力大小、压蜡温度(压蜡温度越高,熔模线收缩率越大)、压注压力(压注压力越大,熔模线收缩率越小)、保压时间(保压时间越长其收缩越小)、压型温度(压型温度越高,线收缩也越大)、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。
2、制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响着铸件尺寸。
而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。
3、浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸为防止铸件尺寸超差,应对影响铸件尺寸精度的众多因素都加以重视,严格控制原材料质量及工艺,以稳定铸件尺寸。
§ 2、铸件表面粗糙1、影响熔模表面粗糙度的因素:熔模表面粗糙度与所有压型表面粗糙度、压制方式(糊状模料压制或液态模料压制)和压制工艺参数选择有关。
糊状模料压制液态模料压制压型表面粗糙度Ra(μm)熔模表面粗糙度Ra(μm)压型表面粗糙度Ra(μm)熔模表面粗糙度Ra(μm)0.012 1.60.0120.0250.20 1.60.0250.0501.6 3.20.1000.1003.2 6.30.200.20(1)压型表面粗糙度的影响(2)压制方法的影响(3)压制工艺参数的影响2、影响型壳表面粗糙度的因素(1)涂料不能很好地与熔模润湿(2)面层涂料粉液比低、型壳表面不致密在熔模表面粗糙度合格的条件下,型壳表面粗糙度将成为影响铸件粗糙度的重要一环。
要型壳表面粗糙度低,首先应保证面层涂料能很好的润湿熔模,复印熔模;其次,面层要致密,涂层粉液比要足够高(采用双峰级配粉) 级配粉是按照一定要求配制的粒度分布合理的粉。
该种粉粒度有粗、有细,分布分散,平均粒径适中,能使涂料在高粉液比条件下,仍具有适宜的粘度和良好的流动性。
3、影响金属液精确复型的因素(1)型壳温度对金属液复型的因素(2)浇注温度对金属液复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力,即充型能力;在此简称为“复型”能力。
为使金属液能精确复型,就必须有足够高的型壳温度和金属液浇注温度,并保证金属液有足够的压力头。
提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果,故型壳温度是应当予以重视的因素。
熔模铸造铸钢件用硅溶胶型壳,其焙烧温度达1150-1175℃,型壳出炉后迅速浇注,使铸件轮廓清晰,表面粗糙度低。
4、其它影响铸件粗糙度的因素浇注和金属液凝固过程中,因温度较高,铸件表面会氧化,且氧化层不均匀,加上铸件表面金属氧化物有可能与型壳中氧化物作用,促使铸件表面不均匀的脱落,显著地增加铸件表面的粗糙度。
铸件在保护气氛下冷却是得到优质表面的重要一环。
(如铸件浇注后,采用惰性气体保护,或建立还原性气氛保护下冷却,把防止氧化和防止表面脱碳结合起来,至保护到铸件表面达不到氧化温度为止。
表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧化色。
)另外,清理对熔模铸件的表面粗糙度影响也很大。
熔模铸件铸态表面粗糙度本来较低,应使用喷砂清理,或水砂清理方法清理表面。
喷砂方法比喷丸清理铸件表面粗糙度好2级以上。
用抛丸清理常破坏铸态表面。
有条件的采用碱煮、碱爆清理方式来提高铸件表面质量,降低铸件表面粗糙度。
总之,影响熔模铸件表面粗糙度的因素很多,要执行从原材料、压型到清理一整套严格工艺措施才能降低铸件表面粗糙度。
§ 3、铸件表面缺陷1、粘砂(1)、特征:铸件表面上粘附一层金属与型壳的化合物或型壳材料。
又分为:机械、化学粘砂两类(2)、形成原因:2Fe+O2=2FeO(液、固)(气)(液、固)2FeO+SiO2=2FeOSiO2(硅酸亚铁)2Mn+O2=2MnO(3)、防止措施:1)要正确选择型壳耐火材料2)面层制壳耐火材料要纯3)合金在熔炼及浇注时,应尽可能避免氧化并充分脱氧,去除金属液中的氧化物4)在可能条件下,适当降低金属液的浇注温度5)改善型壳散热条件,防止局部过热2、夹砂、鼠尾和凹陷(1)特征:铸件表面局部有呈翘舌状金属疤块,疤块与件间有片状型壳层称夹砂铸件表面局部有条纹沟痕,其边缘是圆滑的称鼠尾铸件表面局部呈不规则凹陷,称凹陷缺陷。
(2)形成原因:三种缺陷形成原因基本相同。
内因是型壳分层,外因是浇注时型壳内外温差大,内外热膨胀不同而造成的缺陷。
(3)防止措施:1)所有防止型壳分层、加强层间结合力的措施都有利于消除熔模铸件产生夹砂、鼠尾和凹陷缺陷2)提高脱蜡介质的温度,缩短脱蜡时间3)型壳过湿时不宜高温入炉焙烧4)尽量避免铸件有大平面结构,避免铸件大平面平放或朝上浇注,必要时应设工艺筋、工艺孔,以防缺陷产生。
3、班纹(1)特征:铸件表面有凸起而不规则的斑纹。
(2)形成原因:型壳面层干燥时形成裂缝。
浇注时金属液进入裂缝中,造成铸件表面有不规则的凸起斑纹。
面层形成干燥裂缝的原因可能是;相对温度过低,干燥时间过长,风对着型壳局部吹,环境温度变化等。
(3)防止措施:严把涂料关4、麻点(通常出现在不锈钢铸件上)(1)特征:铸件表面上有许多密集的圆形浅洼斑点称麻点缺陷。
(2)形成原因:是金属液中氧化物与型壳材料中氧化物发生化学反应形成的。
(3)防止措施:1)合理选用型壳耐火材料;(如不锈钢铸件采用刚玉粉砂作面层)2)防止和减少金属氧化3)适当提高型壳焙烧温度和浇注速度,以适当降低金属液的浇注温度。
5、金属刺(毛刺)1)特征:铸件表面上有分散或密集的微小突刺。
2)形成原因:型壳表面不致密,有很多孔洞缺陷,浇注时金属液进入型壳孔洞造成金属刺。
3)防止措施:1)面层涂料应有足够高的粉液比2)改善涂料与易熔模润湿性3)面层涂层应足够厚,撒砂粒度和涂料粘度、涂层厚度相适应4)涂料应充分搅拌6、金属珠(铁豆)(1)特征:铸件表面上有突出的球形金属颗粒,常出现在铸件凹槽或拐角处。
(2)形成原因:表面涂料含气泡或涂料对蜡模局部未涂好,留有气泡。
(3)防止措施;1)面层涂料为改善润湿性加入表面活性剂后应同时加入消泡剂(应注意选用发泡性较小的表面活性剂)2)涂料配制搅拌时应防止卷入气体,配好的涂料应有足够长的时间使气体逸出3)易熔模应充分脱脂以改善其涂挂性4)挂面层涂料时,可用压缩空气吹去存留在模拐角、凹槽等处的气泡5)有条件时采用真空下涂面层§ 4、孔洞类缺陷1、气孔(集中气孔)(1)特征:铸件个别部位存在单个或几个尺寸较大的光滑孔眼。
孔眼有时呈氧化颜色,通常是加工后才发现。
(2)形成原因;是型壳产生的气体侵入金属液中;或型壳透气性太差,使型腔中气体排出困难,侵入金属液中或浇注时卷入气体未能排出金属液而形成气孔。
(3)防止原因:1)脱蜡时应将模料排除干净,残余模料应尽量少2)型壳焙烧要充分,应有足够高的温度3)对复杂的薄壁铸件,为提高型壳透气性,在可能情况下,在最高处可设排气孔4)合理设置浇注系统,防止浇注卷入气体,并有利于型腔中气体排出5)适当提高浇注温度,尽量降低浇注距离和速度,使金属液能平稳充型,防止卷入气体,使型腔中及液体金属中气体能顺利排出。
2、弥散性气孔(析出气孔)(1)特征:铸件上有细小的、分散或密集的孔眼,有时在整个截面上都有(2)形成原因;是金属液中所含气体析出在铸件中形成的析出气孔。
(3)防止措施:1)用清理干净的炉料2)合理配料3)熔炼过程中在金属液面上要加覆盖剂,尽可能缩短熔炼时间4)金属液脱氧、除气要充分5)浇注前金属液应适当静置,便于气体逸出6)浇注过程中要防止金属液二次氧化3、缩孔、缩松缩孔(1)特征:铸件内部有大而不规则的、孔壁粗糙的孔洞,称缩孔。
(2)形成原因:铸件某部位在合金液态收缩和凝固时,得不到液体金属的补缩,就会在该处产生缩孔。
(3)防止措施:1)铸件结构要符合铸造原则2)合理地设置浇注系统3)合理组模4)型壳和金属液浇注温度要合适5)浇注时要浇满,或加保温剂缩松(1)特征:铸件内部有许多细小、分散且形状很不规则、孔壁粗糙的孔眼,称为缩松(2)形成原因:浇注系统设计不合理(3)防止措施;合理设置浇注系统§ 5、裂纹和变形1、热裂、冷裂热裂(1)特征;铸件表面或内部产生不连续的、扭曲的、走向不规则的晶间裂纹,断口被强烈氧化而变色,称为热裂(2)形成原因;热裂是在一定温度范围内形成的,一般是在合金固相线温度以上产生的,原因是凝固收缩部位受阻,浇注系统设计不合理(3)防止措施;铸件结构应符合铸造原则,钢中的P、S含量应严格控制;正确设计浇注冷裂(1)特征;铸件上有连续直线状地穿过晶体的裂纹,断口干净有金属光泽称为冷裂(2)形成原因;冷裂是铸件该处的铸造应力(热应力、相变应力|收缩应力)超过其合多材料强度极限而造成的。
(3)防止措施:合理设计浇注系统2、铸件脆断和变形脆断与钢中的含铝(Al)、B、S量有关,应严格控制变形主要是熔模变形§ 6、其它缺陷1、砂眼(1)特征;铸件表面或内部有充塞着砂粒的孔眼,称为砂眼(2)形成原因;砂粒可能是操作不慎带到型腔中的;或因型壳内表面质量不好,如局部酥松剥落;或模组焊接时有缝隙,涂料钻入缝隙,浇注时此处涂料被冲刷下来落入金属液中造成砂眼(3)防止措施:1)浇口棒应清洁,不粘有砂粒等杂质2)模组焊接处不应有缝隙或沟槽3)脱蜡时应将型壳浇杯边缘修平、去掉散砂,防止散砂掉入型腔4)最好采用翻边浇口杯2、渣孔特征;铸件表面或内部有熔渣造成的孔洞形成原因:渣孔是因金属液中的渣滓未去除干净等因素造成的防止措施:使用干净炉料;注意造渣、扒渣3冷隔、浇不足冷隔(1)特征;铸件上有未完全融合的缝隙,其交接的边缘是圆滑的(2)形成原因;是金属液充型时,两股金属液流汇合时,因温度太低,造成相互不能融合在一起而形成(3)防止措施:适当提高金属液浇注温度和型壳温度,增加金属液压头,防止断流;改进浇注系统设计,增加浇注系统横截面积等浇不足(欠铸)(1)特征:铸件局部未被充满,造成铸件“缺肉”,其末端呈圆弧状。