铸件机械粘砂的产生原因及其防止措施【建筑工程类独家文档首发】
- 格式:doc
- 大小:29.50 KB
- 文档页数:7
铸造工艺中常见铸件缺陷与防治[摘要]本文对生产中常见的一些铸件进行分析,详细阐述铸件缺陷的形貌特点、产生原因及其形成过程,目地是防止、减少和消除铸件缺陷,有效做好铸件质量控制工作。
【关键词】铸件缺陷;粘砂;砂眼;夹砂结疤;分析现代生产中,“质量”包含两个方面的内容:一是产品质量,即铸件满足用户要求的程度,也就是适应性。
二是工程质量,即是制造铸件的生产过程对产品质量的保证程度。
两者有相关性,但又不是一个概念。
铸件质量的现代概念应该是有两层思:首先是满足使用要求,即适用性;其次是在保证适用性的基预上价格最低,即经济性。
铸件的检验方法应根据铸件的验收条件要求选用。
由于铸件作用不同,其质量要求也各不同。
随着科技高速发展,对铸件的质量要求越来越高,铸件的检验言法也不同。
同时从满足生产和客户的要求出发,铸件质量应包括:外观质量、内在质量、使用质量。
而铸件外观质量显得尤为重要。
其中以铸造缺陷当用时发现避免,因为铸造缺陷,是导致铸件性能低下,使用寿命短,失效和报废的重要原因。
表面缺陷是铸件表面上产生的各种缺陷的总称。
常见的铸件表面的缺陷:粘砂、砂眼、夹砂结疤。
表面缺陷给切削加工增加了难度。
这些缺陷有些可直接看到,有的在切削加工后才能发现。
对于浅表层缺陷通过切削加工可以消除,不会使铸件报废。
加工后仍存在于铸件加工表面,并影响使用的,会使铸件报废。
一、粘砂的定义、产生原因、防治方法1、粘砂的概念:铸件表面粘附着一层难以清除的砂粒,称为粘砂。
粘砂分为机械粘砂和化学粘砂。
机械粘砂是铸件的部分或整个表面上,粘附着一层砂粒和金属的机械混合物。
清铲粘砂层时能看到金属光泽。
化学粘砂是铸件的部分或整个表面粘附一层金属氧化物、砂粒和粘土相互作用而生成的低熔点化合物,硬度较高,只能用砂轮磨去。
2、粘砂产生的原因:粘砂是金属液与型壁表面之间产生热物理作用或经学反应的综合结果。
凡是加剧热物理作用或热化学反应的各种因素,都会造成铸件的部分表面或整个表面产生不同程度的粘砂。
彻底弄清铸件粘砂根源,9个防治措施真正解决粘砂难题铸件粘砂不仅影响铸件的外观质量,甚至引起报废。
因此,对铸件的粘砂必须引起足够的重视,以提高产品出品率。
那应该如何防止铸件粘砂呢?“治病”当然要找到根源,首先我们先来看一下铸件粘砂的原因1、足够的压力使金属液渗人砂粒之间较高的金属液静压力头。
即由铸件浇注高度和浇注系统形成的压力。
如该压力超过砂粒间隙之间毛细现象形成的抵抗压力。
即尸毛=QcosO/r,式中P毛为毛细压力;为金属液表面张力;e为金属液毛细管的润湿角;r为毛细管半径。
就会形成机械粘砂。
静压力头超过500 mm,铸造用砂又较粗,多数会产生机械粘砂,除非上涂料。
上式亦说明:越大,即砂粒粒度越粗,尸毛越小,即较易产生机械粘砂。
2、金属液在铸型内流动形成的动压力。
3、铸型“爆”或“呛”。
即铸型浇注时释放的可燃气体与空气混合并被炽热金属液点燃所形成的动压力。
4、机械粘砂一经开始,即便压力减小,金属液渗透还会继续进行,直到渗透金属液前沿凝固。
即金属液温度低于固相线温度,渗透方可停止。
5、化学粘砂最通常的原因是湿型和制芯用原材料耐火度、烧结点低;石英砂不纯;煤粉或代用品加人不足;没有使用涂料或使用不当;浇注温度过高;浇注不当致使渣子进人铸型等因素造成。
容易造成粘砂的原因找到了,接下来我们就来说一下如何防止!1、预防机械粘砂可采用如下措施1)避免较高的金属液静压力头;在满足铸件补缩条件下冒口高度不要过高;避免浇包处于高位直接浇到直浇道内,必要时可利用盆形浇口杯缓冲一下金属流,并形成恒高静压力头。
2)尽量使用粒度较细、的铸造用砂。
3)砂型应紧实良好。
’机器造型不可超载,供给造型机的压缩空气应保持规定压力,避免使用过湿或存放期过长的型砂,因难以紧实,芯盒通气孔(塞)不得堵塞;采用树脂砂造型和制芯不能仅靠型砂的良好流动性,要保证紧实,必要时辅以震动。
4)防止铸型“爆”或“呛”。
型砂不可加人过量煤粉和水分。
尽量为型和芯开好出气孔、通气孔,增加铸型透气性。
呋喃树脂砂铸钢件的粘砂机理及预防措施研究作者:付立伟来源:《科技创新与应用》2016年第15期摘要:文章主要研究了应用呋喃树脂砂生产大型、特大型、特殊结构铸钢件粘砂的形成机理,分析了造成粘砂的主要因素,并总结出多种防粘砂的措施及方法,通过以上措施的实施来消除和减少铸件的粘砂缺陷,以提高铸件表面质量。
关键词:呋喃树脂砂;大型铸钢件;粘砂壁厚较大的大型铸钢件和结构复杂的铸件部位极易产生表面粘砂缺陷,在铸件的表面形成一层钢水和型砂的混合物粘砂层,不仅给后序的清理和加工带来极大困难,而且对于一些特殊材质的产品在处理表面粘砂的过程中还极易产生次生裂纹缺陷,从而造成极大地经济损失。
文章着重分析了大型铸钢件的粘砂机理,并且总结了近几年来采取的一些有效措施,希望对其他兄弟制造单位起到一些借鉴的作用。
1 粘砂的形成原因1.1 机械粘砂金属液体渗入砂型表面孔隙中凝固后将砂粒机械地钩连在铸件表面上。
渗入的液态金属越多、越深机械粘砂越严重,其中两种力对比和变化,决定了铸件机械粘砂倾向,必定有一种力促使液态金属渗入砂型孔隙,一种力阻止渗入,如果金属液对铸型材料不润湿,发生渗透所需压力P应为:P=2δcosθ/r式中,δ-金属表面张力;θ-液体金属与铸型材料间的润湿角;r-砂粒孔隙半径。
1.2 化学粘砂铸件的化学粘砂是金属液体表面被氧化,生成氧化铁等金属氧化物,再和型砂中的SiO2进行化学反应,生成低熔点的铁硅酸盐渣液,凝固后与砂粒一起牢固地粘附在铸件表面上的结果。
钢液表面极易氧化形成氧化层,主要是FeO,熔点为1370℃,能润湿石英砂,易于渗入砂型,并和二氧化硅反应生成低熔点物质硅酸亚铁,其熔点为1205℃,砂型中若含有碱性物质,则会加剧铸件的化学粘砂,是因为形成了易熔的硅酸盐,由Na2O-FeO-SiO2系统的状态图可知其中熔点最低的可低于500℃。
低熔点物生成后,由于流动性好又能润湿型壁故易于渗入砂型孔隙内,扩大氧化铁和型砂的作用面积,加剧化学粘砂,化学反应的结果又扩大了砂粒间孔隙更有利于低熔点物质向砂型深处渗入,从而将金属和砂型联成一体。
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。
铸件粘砂的原因及处理铸件粘砂是指在铸造过程中,铸件表面与砂型之间出现粘附现象的情况。
这种现象会导致铸件表面出现疤痕、毛刺等缺陷,影响铸件的质量。
本文将分析铸件粘砂的原因,并提供相应的处理方法。
铸件粘砂的原因可以归结为以下几点:1. 砂型粘结剂含量过高:砂型粘结剂是制备砂型的关键材料,它能够将砂粒黏结在一起,形成一个整体。
然而,如果粘结剂的含量过高,会导致砂型表面粘附力增大,容易出现粘砂现象。
处理方法:控制好粘结剂的配比,确保砂型粘结剂含量适中。
可以通过调整粘结剂的用量或者选择合适的粘结剂,以减少粘砂的发生。
2. 砂型表面含水量过高:砂型中的水分含量对于铸件粘砂具有重要影响。
当砂型表面含水量过高时,水分会润湿铸件表面,增加粘附力,导致粘砂现象的发生。
处理方法:控制好砂型的含水量,确保砂型表面干燥。
可以通过加热、通风等方式,加快砂型中水分的蒸发,以降低粘砂的风险。
3. 铸造温度过高:铸造温度过高会使砂型表面热胀冷缩,与铸件表面产生较大的接触压力,增加粘附力,从而引发粘砂现象。
处理方法:控制好铸造温度,确保铸造过程中的温度适中。
可以通过调整熔炼温度、浇注速度等方式,控制铸造温度在合适的范围内,以减少粘砂的发生。
4. 铸造速度过快:当铸造速度过快时,砂型表面与铸件表面的接触时间较短,难以形成良好的粘结力,容易导致粘砂问题。
处理方法:控制好铸造速度,确保铸造过程中的速度适中。
可以通过调整浇注速度、铸型的设计等方式,使铸造速度与砂型的接触时间相匹配,以减少粘砂的发生。
5. 金属表面未做处理:金属表面的处理对于粘砂问题也有一定影响。
未经过适当处理的金属表面可能存在氧化物、污垢等,会增加砂型与铸件表面的粘附力,导致粘砂问题。
处理方法:对金属表面进行适当处理,去除氧化物、污垢等杂质。
可以通过酸洗、喷丸等方式,使金属表面保持清洁,并增加其粗糙度,以减少粘砂的发生。
铸件粘砂是由多种原因造成的,包括砂型粘结剂含量过高、砂型表面含水量过高、铸造温度过高、铸造速度过快以及金属表面未做处理等。
铸件表面粘砂的原因和解决方法哎呀,说起铸件表面粘砂这事儿,我可是深有体会。
记得有一回,我在工厂实习的时候,就遇到了这么一个头疼的问题。
那会儿,我们正在做一批汽车发动机的铸件,结果出炉的时候,发现铸件表面粘满了砂子,那画面,简直了,就像刚从沙滩上挖出来的土豆一样。
首先,咱们得搞清楚,为啥铸件会粘砂。
其实,原因挺多,但最常见的就是砂型太干,或者是涂料没涂好。
你想啊,砂型要是太干,砂子就容易脱落,然后粘在铸件上。
涂料没涂好,那就更别提了,砂子就像找到了新家一样,牢牢地粘在上面。
那会儿,我们师傅一看这情况,眉头一皱,就知道事情不妙。
他先检查了砂型,发现砂型确实有点干,然后又看了看涂料,发现涂得也不均匀。
师傅说,这事儿得一步步来解决。
首先,他调整了砂型的湿度,让砂子保持在一个合适的湿度范围内。
这就好比是做菜,水多了不行,水少了也不行,得刚刚好。
然后,他又重新调配了涂料,确保涂料的粘度和流动性都合适。
这涂料啊,就像是给铸件穿上了一层保护衣,既能保护铸件不粘砂,又能让它表面光滑。
接下来,师傅还调整了浇注的速度和温度。
这浇注速度啊,就像倒水一样,太快了,水花四溅,太慢了,水又倒不出来。
温度呢,太高了,铸件容易变形,太低了,砂子又容易粘在上面。
所以,这速度和温度都得控制得刚刚好。
经过师傅这么一调整,再出炉的铸件,那叫一个光滑,就跟镜子一样,一点砂子都没有。
我们这些实习生看了,都忍不住啧啧称赞。
所以啊,解决铸件粘砂的问题,其实就跟做饭一样,得讲究火候和配料。
砂型、涂料、浇注速度和温度,这些因素都要考虑进去。
只要把这些细节都处理好了,那铸件表面粘砂的问题,自然就迎刃而解了。
最后,我想说的是,虽然这只是一个小小的生产问题,但它教会了我一个道理:不管做什么事情,细节真的很重要。
就像我们写文章一样,细节描写得越丰富,文章就越生动,越能打动人心。
所以,不管是铸件,还是写作,都得多注意细节,这样才能做出好作品。
铸件粘砂的原因及处理
铸件粘砂是铸造过程中常见的一种问题,它会影响到铸件的质量和生
产效率。
以下是铸件粘砂的原因及处理方法。
一、原因
1. 粘合剂不当:粘合剂含量过高或过低、粘合剂与沙子混合不均匀等
都会导致铸件粘砂。
2. 沙子质量差:沙子中含有杂质、水分过高等都会导致铸件粘砂。
3. 烘干温度不当:沙子在烘干时温度过高或过低都会导致铸件粘砂。
4. 铸造温度不当:铸造温度过高或过低都会导致铸件粘砂。
5. 铸造压力不足:如果压力不足,就无法使沙子紧密地填充模具,从
而导致铸件粘砂。
二、处理方法
1. 调整粘合剂配比:根据实际情况调整粘合剂的配比,确保混合均匀,
并控制好含量,以避免出现问题。
2. 选择优质沙子:选择品质良好的沙子,减少沙子中的杂质,降低水分含量,以避免铸件粘砂。
3. 控制烘干温度:控制好烘干温度,确保沙子干燥透彻,以避免铸件粘砂。
4. 控制铸造温度:根据实际情况控制好铸造温度,确保合适的温度范围内进行铸造,以避免出现问题。
5. 增加铸造压力:增加铸造压力可以使沙子更加紧密地填充模具,从而减少铸件粘砂的发生。
6. 做好清理工作:及时清理模具中残留的沙子和杂质等物质,以保证下一次使用时不会出现问题。
总之,在进行铸造过程中要注意各个环节的控制和调整,并及时处理出现的问题。
只有这样才能保证生产效率和产品质量。
熔模铸件缺陷分析--粘砂熔模铸件常见缺陷分析及处理——表面缺陷类之一化学粘砂与机械粘砂潘玉洪摘要:机械粘砂和化学粘砂是熔模铸件常见的铸造缺陷之一,它是指在铸件的表面上牢固地粘结着一层金属与型壳材料结合物。
本文重点阐述熔模铸件化学粘砂和机械粘砂的外部特征,产生的部位、机理以及主要原因,同时提出了从熔模铸造的选材、制壳工艺、焙烧工艺、熔炼工艺等方面采取实用、有效的对策,从而提高熔模铸件的合格率。
关键词:熔模铸件;粘砂缺陷;分析与处理1.引言在熔模铸造生产中,当灼热的金属液浇入型壳中,金属液与型腔表面就发生极为复杂的、物理的和化学的相互作用,往往导致铸件产生各种类型的铸造缺陷,机械粘砂和化学粘砂就是其中之一。
如果铸件局部产生粘砂,还不至于使铸件报废;但它影响了铸件的外观,增加了清理铸件的工时和劳动量;尤其对于需要机械加工的铸件,粘砂会给切削加工带来很多的麻烦,提高了生产成本,甚至影响正常的生产进度和交货期。
所以,熔模铸造工作者必须在生产中尽量减少,甚至消除铸件的机械粘砂和化学粘砂缺陷。
目前,国内外一些资料把粘砂分为两种、三种或四种,作者认为分为化学粘砂和机械粘砂两种比较合适。
2.化学粘砂2.1概述2.1.1特征金属液在高温下与型腔表面发生相互作用,冷凝后在铸件的表面上牢固地粘结一层难以清除的金属液与型壳材料之间化学反应生成粘砂。
如图1:图1 化学粘砂左A-化学粘砂右-正常2.1.2 部位常常产生在大型铸件、铸件的厚大部位,铸件浇注部位的下端,靠近内浇口或冒口等部位。
2.1.3 机理按照化学粘砂产生的主要原因,把化学粘砂的形成过程分为三种情况,如图2:图2 化学粘砂形成过程的示意图A型:a—金属液浇入型腔中;b—金属液被型砂中的空气或水分氧化,生成低熔点的、与石英砂浸润能力很强的氧化铁:2Fe +O2=2FeO(液、固)(气)(液、固)c—氧化铁与石英砂(粉)作用:2FeO+SiO2=2FeO ·SiO2生成液态的铁硅酸盐(也称铁橄榄石),因为其熔点低(为1205℃)、流动性好、浸润能力强,所以渗入型砂孔隙中的能力增强;d——铁硅酸盐渗入型砂的孔隙中,与石英砂化合而成粘砂。
必收藏之壳体粘砂篇,针对铸件粘砂的关键原因,提出7项改进措施针对车间离合器壳体铸件粘砂问题,根据车间生产情况分析其产生的可能原因,利用质量分析方法,绘制离合器壳体铸件粘砂问题因果图,制定措施并在生产中验证,确定导致铸件粘砂关键因素,改进生产工艺,降低了铸件废品率。
一、引言车间离合器壳体采用湿型砂工艺铸造,砂芯采用覆膜砂工艺制芯,铸件返抛率高达30%,且其中10%的粘砂铸件因粘砂严重不能清除而报废。
报废的粘砂铸件粘砂部位包括内腔及铸件外表面,通过常规的补刷涂料、提高煤粉含量的措施也未能改善粘砂状况。
二、粘砂机理铸件粘砂大致可分为机械粘砂、化学粘砂、爆炸粘砂、热粘砂[1]。
机械粘砂又称为金属液渗透粘砂,是由液态金属通过毛细管渗透或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间隙,在铸件表面形成的金属和砂粒机械混合的粘附层。
两种力的对比和变化决定了铸件机械粘砂倾向,即必定有一种力促使液态金属渗入砂型孔隙,一种力阻止渗入。
渗透动力, 即促使金属液渗入砂型孔隙的力, 主要是金属液对铸型的动压力和静压力;渗透阻力, 即阻止金属液渗入砂型孔隙的力,主要有两种:一是砂型孔隙的阻力, 一是砂型孔隙中的气体压力(也称背压)。
化学粘砂就是高温金属液可能被氧化生成金属氧化物,主要产物是FeO,氧化铁与和铸型中SiO2相互产生化学反应, 生成硅酸亚铁,因其熔点低,易粘附在铸件表面上造成粘砂。
爆炸粘砂形成原理是:金属液在浇入砂型后冲击型腔表面形成高压,迫使金属液钻入型砂空隙。
若砂粒中发气物骤然发气、爆炸,但又因砂型空隙已被金属液堵住,从而在金属液中形成气泡,爆炸性气体对金属面产生压力,迫使金属液又钻入邻近部位的砂型空隙形成粘砂。
热粘砂主要是原砂的SiO2含量太低,高温金属液使砂型表面的型砂产生烧结所致。
三、离合器壳体粘砂原因分析通过对离合器壳体粘砂铸件统计分析发现,粘砂不严重能返抛干净的铸件,粘砂部位集中在外表面凹坑、凸台、转角部位。
而报废铸件外表面除大圆弧面及顶面都有粘砂,且内腔除砂芯刷涂部位都有粘砂(如图1、2所示),且粘砂密集、粘砂层厚。
V 法铸造铸件粘砂成因及对策合肥铸锻厂(安徽省合肥市230022) 崔明胜 吴友坤 单宝华 方世良摘 要 根据铸件粘砂机理,从V 法铸造的成型特征的角度分析了V 法铸件的粘砂的原因。
经长期生产实践的探索,总结出V 法铸件防止粘砂的有效措施。
关键词:V 法铸造 机械粘砂 防止措施R eason and Prevention Measures of Metal Penetration in V 2processCui Mingsheng Wu Y oukun Shan Baohua Fang Shiliang(Hefei Casting and Forging Factory )Abstract According to the mechanism of metal penetration and the technological process of vacuum sealed mould 2ing casting process.The reason of metal penetration is found out after long period of productive practic.K ey w ords :V 2process Metal penetration Prevention measure V 法铸造具有设备投资少、简化工序、生产效率高、铸件尺寸准确、表面粗糙度低等优点。
我厂应用V 法铸造技术生产叉车、挖掘机等工程机械平衡重类铸件已有七年的历史,年产量达8000余吨,其中1/3出口日本、韩国等国,共有四十多个品种,重量从几十公斤到五吨多,材质均为HT150,做法基本参照日本TCM 公司工艺技术执行。
总体而言,与原表干型铸造相比,铸件质量得到大大提高,但粘砂问题相当严重,尤以3t 叉车以上平衡重(铸件重量大于1800kg ,平均壁厚50mm 以上)为甚,严重粘砂缺陷率曾一度达50%,粘砂特征呈大面积均匀的片状,或出现在型腔面膜受损贴补处,均属机械粘砂。
铸钢件常见铸造缺陷及预防措施铸钢件在生产过程中经常会发生各种不同的铸造缺陷,如何预防这些缺陷,一直是铸件生产厂家关注的问题。
本文主要介绍了笔者在这方面的一些认识和实践经验。
我车间主要采用传统湿型砂铸造工艺生产铸钢件,在长期的生产中,发现铸钢件主要出现以下铸造缺陷,砂眼,粘砂,气孔,缩孔,夹砂结疤,胀砂等等。
1.砂眼及其预防措施砂眼缺陷处内部或表面有充塞着型(芯)砂的小孔,砂眼是一种常见的铸造缺陷,往往导致铸件报废。
砂眼是由于金属液从砂型型腔表面冲下来的砂粒(块),或者在造型,合箱操作中落人型腔中的砂粒(块)来不及浮入浇冒系统,留在铸件内部或表面而造成的。
砂眼的预防措施:1.1严格控制型砂性能,提高砂型芯的表面强度和紧实度,减少毛刺和锐角,减少冲砂。
1.2合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂处理干净,平稳合箱,如果是明冒口或贯通出气眼,应避免散砂从中掉人型腔,合箱后要尽快浇注。
1.3设置正确合理的浇冒系统,避免金属液对型壁和砂芯的冲刷力过大。
1.4浇口杯表面要光滑,不能有浮砂。
2.粘砂及其预防措施在铸件表面上,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,难于清理。
粘砂多发生在型、芯表面受热作用强烈的部位,分机械粘砂和化学粘砂两种。
机械粘砂是由金属液渗入铸型表面的微孔中形成的,当渗入深度小于砂粒半径时,铸件不形成粘砂,只是表面粗糙,当渗入深度大于砂粒半径时,就形成机械粘砂,化学粘砂是金属氧化物和造型材料相互进行化学作用的产物,与铸件牢固地结合在一起而形成的。
粘砂的预防措施:2.1选用耐火度高的砂,以提高型砂,芯砂的耐火度,原砂的SiO2含量在96%(质量分数)以上,而且砂粒应对粗些。
铸钢件的浇注温度越高,壁厚越厚,对原砂中SiO2含量的要求越高。
2.2适当降低浇注温度和提高浇注速度,减轻金属液对砂型的热力学和物理化学作用。
2.3砂型紧实度要高(通常大于85)且均匀,减少砂粒间隙;型、芯修补到位,不能有局部疏松。
铸件粘砂的原因及处理铸件粘砂是铸造过程中常见的一种问题,它会对铸件的质量和生产效率产生不利影响。
本文将从铸件粘砂的原因及处理方法两个方面进行探讨,旨在帮助读者更好地理解和解决这个问题。
一、铸件粘砂的原因1. 砂型的湿度不合适:砂型湿度对铸件的粘砂问题有着重要影响。
如果砂型过湿,铸件在浇铸过程中会释放水蒸气,导致砂型表面产生气泡,进而使砂型与铸件接触面积增大,易发生粘砂现象。
2. 砂型的砂粒粘结力不足:砂型砂粒粘结力不足也是粘砂的一个重要原因。
当铸件在砂型中充填时,砂粒之间的结合力不够强,容易引起铸件与砂型的粘砂。
3. 铸造温度过高:铸造温度过高会使砂型的强度下降,使得铸件在浇注过程中容易与砂型发生粘结。
4. 砂型表面粗糙度不合适:砂型表面粗糙度对粘砂问题也有一定影响。
如果砂型表面过于光滑,铸件与砂型接触的表面积就会减小,减少了铸件与砂型之间的摩擦力,容易发生粘砂现象。
二、铸件粘砂的处理方法1. 控制砂型的湿度:合理控制砂型的湿度是解决粘砂问题的关键。
通过加热或通风等方法,使砂型中的水分蒸发,保持砂型的适当湿度,从而减少粘砂现象的发生。
2. 提高砂型的砂粒粘结力:可以通过调整砂型中的粘结剂含量或改变粘结剂的种类来提高砂型的砂粒粘结力。
同时,加强砂型的压实度和硬度也可以有效减少粘砂问题。
3. 控制铸造温度:合理控制铸造温度可以有效降低粘砂现象的发生。
通过调整浇注温度和浇注速度等参数,使铸造温度保持在适当范围内,减少铸件与砂型的粘结。
4. 改善砂型表面粗糙度:改善砂型表面粗糙度可以减少铸件与砂型之间的粘附力,降低粘砂的发生概率。
可以通过调整砂型颗粒的大小、表面涂覆剂的种类和涂覆剂的涂布量等方式来改善砂型表面的粗糙度。
5. 使用防粘剂:在砂型中添加适量的防粘剂可以有效地减少粘砂问题的发生。
防粘剂可以形成一层保护膜,减少铸件与砂型之间的接触面积,从而降低粘砂的概率。
铸件粘砂问题是铸造过程中常见的一个难题,但通过合理控制砂型湿度、提高砂型的砂粒粘结力、控制铸造温度、改善砂型表面粗糙度和使用防粘剂等方法,可以有效地解决这个问题。
造成铸件表面粘砂的原因
造成铸件表面粘砂的原因可能包括以下几点:
1. 金属液的静压力:如果浇注时金属液的静压力头过高,会使得金属液渗入砂粒之间,导致机械粘砂。
静压力头超过500 mm且使用的铸砂较粗时,多数会产生机械粘砂。
2. 金属液的动压力:金属液在铸型内流动时形成的动压力也可能导致粘砂现象。
3. 铸型的爆裂或呛火:铸型在铸造过程中发生“爆”或“呛”的现象,会影响铸件表面的质量和造成粘砂。
4. 化学反应:高温金属液可能会被氧化生成金属氧化物,如氧化亚铁FeO,它与型砂中的SiO2发生化学反应生成硅酸亚铁,这种物质的熔点较低,流动性好,能够将型砂牢固粘附在铸件表面上而形成化学粘砂。
5. 造型材料的耐火度:如果使用的造型材料耐火度低,会在高温钢液的作用下熔化、烧结并粘附在铸件表面上,形成热粘砂。
综上所述,造成铸件表面粘砂的原因可能包括金属液的静压力、金属液的动压力、铸型的爆裂或呛火、化学反应以及造型材料的耐火度等。
在实际生产中,为了防止粘砂缺陷,常采用以下方法:
1. 提高金属液的质量:减少非金属夹杂物,适当提高金属液的温度,确保有足够的镇静时间使熔渣等夹杂物上浮。
2. 选择合适的铸砂:使用粒度适中、耐火度高的铸砂,并适当上涂料以防止金属液渗透。
3. 优化浇注系统:设计合理的浇注系统以控制金属液的流速和压力,避免过度冲击型砂。
4. 控制操作过程:确保整个铸造过程的稳定性,防止因操作不当导致的铸型损坏或金属液泼溅。
通过这些措施,可以有效减少铸件表面粘砂的问题,提高铸件的整体质量。
夹砂是一种“膨胀缺陷”,有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式,其特征是:铸铁表面有夹着砂子的细小纹路.条状沟槽以及结疤状凸起物高温铁水的冲刷和烘烤的热作用使砂型发生水分迁移和体积膨胀,致使表层翘起,挑起和开裂,这就是夹砂形成的机理。
1、制型砂的质量型砂的质量必须控制。
在这方面防止夹砂的对策有:选用粒度分散、形状不规则的原砂,湿型采用钠质膨润土或对钙质膨润土进行活化处理,适当增加膨润土的用量和减少型砂的含水量,加入适量的煤粉、重油、沥青粉、细木屑等“缓冲剂”、去除旧砂中的粉尘、保证型砂的混辗质量等。
2、选择合理的造型工艺造型工艺是否合理对铸件产生夹砂有很大影响。
铸件的浇铸时间和浇铸位置、铁水的上升速度、铸型的种类等必须选择适当。
(1)采用快速浇铸砂型的表面总是要发生膨胀的,因此防止夹砂的决定因素是铁水是否能迅速覆盖和触及砂型的表面,并对砂型产生一定的压力。
快速浇注能使铁水在铸件产生夹砂的“临界时问”之前充满铸型,不给予砂型产生膨胀和形成高水区的充分时间。
有人用高速摄影机观察到:如果上砂型受烘烤后在局部发生垂下的瞬间,铁水能立刻触及,则铁水有可能把垂下的砂块托回原处。
由此可见,快速浇铸能利用铁水的压力来对付砂型的膨胀。
浇铸速度的快慢主要取决于浇口截面的大小。
灰铸铁件浇口截面如用下面的简易计算公式计算,能实现快速浇注。
平面较大的铸件M取0.8~1.2;平面很大、薄壁的铸件取1.2~1.5;湿型件宜取中、上限。
生产实践征实,上述公式是可靠的,如果铸件存在夹砂缺陷,必须检查该铸件所用的浇口截面积是否在“快浇”的范围之中。
对于大平面的铸件宜用尺寸较大的浇口杯,多道薄片状的内浇口或是缝隙浇口.使铁水迅速、平稳、不间断地盖住所浇到的平面,避免砂型局部过热。
浇口比例常用半封闭或开放式。
(2)提高铁水的上升速度铁水在砂型中应有较高的上升速度,以减低上砂型受烘烤的程度铁水的上升速度与浇注方案有关。
自下而上充型的倾斜浇铸方法(一般倾斜3°--15°)。
铸件机械粘砂的产生原因及其防止措施【建筑工程类独家文档
首发】
机械粘砂又称为金属液渗透粘砂,是由液态金属或金属氧化物通过毛细管渗透或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间隙,在铸件表面形成的金属和砂粒机械混合的粘附层。
清铲粘砂层时可见金属光泽。
机械粘砂表面呈海绵状,牢固地粘附在铸件表面,多发生在砂型和砂芯表面受热作用强烈及砂型紧实度低的部位,如浇冒口附近、铸件厚大截面、内角和凹槽处。
机械粘砂不仅影响铸造铸件的外观质量,甚至引起报废,因此对铸件的机械粘砂必须引起足够的重视,以提高产品成品率。
笔者结合多年的生产实践经验并参阅有关资料,谈谈铸件机械粘砂的产生原因及其防止措施。
1、铸件和模样设计
如果铸件和模样的结构会使砂型具有尖角、悬伸或突出的形状,或具有扁薄的砂台或砂芯,则这种设计会促进机械粘砂产生。
因为这类结构的铸件会使砂型、砂芯局部热量集中,其正常的性能受到破坏,砂型、砂芯表面提前溃散,熔融金属或金属氧化物易于渗入而产生机械粘砂。
对此,可在热量集中的部位采用特殊砂型,如锆砂或橄榄石砂,以提高其长时间受热或受高温辐照的能力。
2、模样
(1)模样的工艺设计不良,使砂型舂不紧实或紧实度不匀,会造成型腔表面粗糙或疏松,对产生机械粘砂有直接影响。
模样的工艺设计常出现以下错误:一是分模面选择不当,致使上型过高,或在砂型中形成很深的型腔。
二是模样在模底板上的位置布置不当,使凹陷处难于舂实,这可能是由于模样距箱壁太近,或模样排列过密所致。
由于模样排列过于拥挤,会引起铸件产生胀砂,即使没有明显的胀砂,也会发生机械粘砂。
由于产生缺陷的根源相同,机械粘砂和胀砂会出现在同一个铸件上。
三是直浇道、冒口和横浇道的位置布置不当,会出现不易舂实的凹陷部位,这与浇冒口系统的布局有关。
四是起模斜度<1.5°时,即使整个砂型的紧实度合适,也会使砂型表面撕裂,易于使金属或金属氧化物渗入。
(2)模样的工艺结构不良,导致金属液静压力过高。
由于静压力的增高,砂型的负荷也就加重,因此需要采用特殊的砂型或更紧实的造型方法,以抵挡金属液对砂型的渗透压力。
3、砂箱
砂箱的设计及构造不合理,致使砂型紧实度不匀或舂砂过软。
产生这些问题的一般原因如下:
(1)箱带的位置不当,妨碍某些凹陷部位的舂实,因而导致砂型局部过软,引起胀砂或机械粘砂。
(2)因砂箱太小造成舂砂不实。
(3)箱带位置不当,使直浇道和冒口不能放在合适的位置上,以致冒口或直浇道与模样间的型砂舂不紧实。
又因该处必然造成热量集中,使机械粘砂更为严重。
因此,如直浇道或冒口的位置不能改变,则必须将箱带割去一块或整个去掉。
(4)上箱过高。
机械粘砂通常与型腔表面的抗渗透能力及金属液的静压力有关,金属液压力的大小,与金属的密度和上箱高度有关。
如从铸件补缩需要
出发,上箱应有一定高度,但型砂性能也一定要随之加以改善。
4、浇冒口系统
(1)浇冒口的位置不当导致砂型局部过热,从而促使型腔表面过早毁坏,金属液或在高温下形成的金属氧化物就更容易渗入型腔表面。
这类情况较典型的例子有下列几种:
第一,直浇道或冒口距型面过近,形成一个热节区,这一热节区的砂型如未舂实,则机械粘砂缺陷就会十分严重。
第二,在一定的型腔表面上流过的金属液过多,会把型面加热到足以毁坏的程度。
如果型腔中初期凝固的硬壳被后来流入的金属液重熔,则粘砂就更为严重。
第三,在浇注时,凡能造成金属液压力过高的任何因素,均可能导致铸件产生机械粘砂。
当金属液不仅压力高,而且温度也高时,情况尤为严重。
(2)直浇道、横浇道和内浇道的截面比例不当,使金属液在浇注时不断受到氧化,增加了金属氧化物的数量,并导致对型砂的助熔作用。
在浇注过程中,浇注系统应始终充满金属液,否则,在浇注系统中的任何部位均能使金属液受到氧化。
(3)冒口颈尺寸过大,将造成其周围型砂过热,这是一个较为普遍的问题。
这一问题常是由于冒口颈太长引起的,为了使冒口颈中金属液不致过早凝固,就不得不加大颈部尺寸。
如果因为冒口颈设计不当导致补缩不到,那么最好是缩短冒口颈,以防止凝固,而不是加大其尺寸。
尺寸较小的冒口颈,可以减少砂型受热。
(4)浇口杯或直浇道设计不当,以致浇注时卷入空气造成金属液氧化,这通常是由于湍流引起的,随着金属液表面氧化膜的不断积累会引起机械粘砂。
5、型砂
(1)原砂粒度分布不均匀,会造成砂型紧实度低,原砂的粒度分布对砂型的最大紧实度有直接影响。
(2)型砂的流动性和成型性差。
(3)壳型砂上树脂的覆膜太薄,会使型壳的局部强度降低和局部砂粒未被树脂覆盖,往往由于这种简单的原因,使铸件发生机械粘砂。
(4)铸型的透气性过高,这是型砂颗粒太粗的另一种反映。
透气性和紧实度是相互影响的两个因素。
紧实度低则透气性好,反之亦然。
(5)型砂中碳素材料或脱氧物质不足,会产生过多的金属氧化物,使氧化物湿润砂粒而易于渗入。
6、制芯
(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳,与原砂粒度分布不均匀一样,对产生机械粘砂有影响。
(2)砂芯未舂实,与砂型未舂实的性质一样,对机械粘砂有重大影响。
(3)砂芯表面粗糙或多孔,会引起机械粘砂。
熔融金属或金属氧化物浸润了这种粗糙的或多孔的表面后就会渗入砂芯。
(4)砂芯在储存期间吸湿。
对砂芯来说,水分过多更为麻烦。
因为砂芯水分过多不易察觉。
有的砂芯看上去像是干的,但实际上其水分仍然很高。
结语:任何一个人,都要必须养成自学的习惯,即使是今天在学校的学生,也要养成自学的习惯,因为迟早总要离开学校的!自学,就是一种独立学习,独立思考的能力。
行路,还是要靠行路人自己。
努力学习,勤奋工作,让青春更加光彩。
本文由王敏老师编辑整理,感谢大家的支持!
(5)砂芯在搬运时操作不慎,或在涂料尚处于湿态时搬运而招致破损或擦伤
涂层。
其后果是造成砂芯上的涂料不够,以致不能阻止金属或金属氧化物渗入砂芯。
涂料破损处就好像在砂芯上开了一个出气孔一样,造成金属液沸腾而产生机械粘砂。
(6)砂芯涂料浸入太浅,会直接引起机械粘砂。
(7)砂芯涂料的高温强度低。
由于涂料中的粘土不足,或是溶剂太多,以致粘结剂含量减少,造成涂料高温强度降低而引起机械粘砂。
(8)芯砂混制不良,使砂芯个别部位强度过低,在浇注时造成崩落,因而产生机械粘砂。
(9)砂芯清扫和修整不良时,会直接造成机械粘砂。
对砂芯加强检验,这类缺陷是应该能够避免的。
(10)砂芯在浸、喷涂料后未再次烘干。
与砂芯在砂型中吸湿返潮一样,涂层不干极易发生剥落与掉皮。
(11)芯盒不干净,会使芯砂粘附在芯盒上,造成砂芯表面粗糙。
质量优良的砂芯有致密的表面层,芯盒不干净就得不到具有致密表面层的优质砂芯。
7、造型
(1)舂砂松软和紧实度不均匀。
在大多数情况下,舂砂紧实和紧实度均匀同样重要。
然而,有时紧实度不均匀比砂型整体松软的危害更大。
(2)砂型修补不良。
砂型修补面粗糙疏松,会引起机械粘砂;修型过度或修补部位水分过高,也会造成金属液沸腾而引起机械粘砂。
(3)补砂不良的部位毛糙、疏松,会发生机械粘砂。
(4)砂型涂料不匀或不足。
(5)表干型的涂料干燥不匀或未充分烘干。
(6)脱模液用量过多会削弱砂型表面强度,促成金属液沸腾而产生铸件机械
粘砂。
(7)砂型涂料的波美度太低,涂料就会被砂型吸入,因而发生涂料掉皮、掉屑或剥落而造成机械粘砂。
(8)模样表面覆盖的面砂量不足,这是常见的操作疏忽。
(9)冷热材料(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一起。
冷热材料相遇,会使水分凝聚。
水分能引起沸腾型机械粘砂,同时大幅增加氧化物的生成速度,随后便会发生金属氧化物的渗入。
这是产生机械粘砂的一般原因,也是高压造型产生机械粘砂的主要原因。
8、金属成分
(1)易于形成流动性好的金属氧化物,流动性好的金属比表面张力高或粘稠的金属更容易引起机械粘砂。
(2)合金中含有低熔点成分,如铅青铜中的铅就容易引起机械粘砂。
因为铅比母体金属温度还低很多时仍然处于流动状态。
(3)需要高温浇注的合金。
由于合金流动性好,容易产生机械粘砂。
此外,因浇注温度高,加速了氧化物的生成速度,故更具有形成氧化性机械粘砂的倾向。
9、浇注
(1)浇注温度过高时,不但会使金属液流动性提高,还会使金属液迅速氧化,因而加速了氧化性机械粘砂的发生。
(2)浇包抬得过高和上箱过高一样,会形成过高的金属压头,促使金属或金属氧化物进入砂型的孔隙中。
资料来源:热处理论坛
结语:任何一个人,都要必须养成自学的习惯,即使是今天在学校的学生,
也要养成自学的习惯,因为迟早总要离开学校的!自学,就是一种独立学习,独立思考的能力。
行路,还是要靠行路人自己。
努力学习,勤奋工作,让青春更加光彩。
本文由王敏老师编辑整理,感谢大家的支持!。