耐热钢托盘熔模铸造工艺及缺陷的防止
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不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制不锈钢熔模铸造是一种常用的精铸工艺,具有高精度、高表面质量和复杂结构等优点,在航空航天、汽车制造、石油化工等领域得到广泛应用。
然而,不锈钢熔模铸造过程中常常会出现一些缺陷,影响产品的质量。
因此,分析不锈钢熔模铸造缺陷并实施质量控制措施至关重要。
1.气孔:不锈钢熔模铸造过程中,金属液与熔模之间会有一定的倾注高度,造成气体渗透和包气现象,导致气孔的产生。
控制措施包括严格控制铸件充型工艺、提高铸件壁厚度、优化铸造温度及倾注速度等。
2.夹渣:夹渣是指铸件中夹杂有一定量的砂浆或金属渣滓。
夹渣常常发生在铸件边缘处,主要是由于铸件壁厚变化导致砂芯破碎、气体和金属渣滓混合等原因所致。
控制措施包括优化砂芯设计、增加浇注道和浇注系统的过滤装置、提高铸造温度和浇注速度等。
3.砂洞:砂洞是指铸件表面或内部的凹陷或孔洞。
砂洞的产生主要是由于砂芯缩痕、气体排放不畅等原因所致。
控制措施包括优化砂芯设计、提高充型压力、增加浇注速度、增加通气孔等。
4.收缩孔:收缩孔是指铸件内部的缺陷,多为球状或椭圆形凹坑。
收缩孔的产生主要是由于不锈钢在凝固过程中由于体积收缩造成的。
控制措施包括优化铸件结构设计、增加冷却速率、提高壁厚等。
为了有效控制不锈钢熔模铸造缺陷,可以采取以下质量控制措施:1.优化工艺参数:通过优化铸件充型工艺、控制铸造温度和倾注速度等参数,减少缺陷的产生。
2.加强设备管理:定期检查和维护熔模设备,确保各项设备的正常运行。
3.严格原材料控制:对原材料进行检验,确保其质量合格。
4.检测和分析技术:采用非破坏性检测技术,如X射线检测、超声波检测等,对铸件进行缺陷检测和分析,及时发现和解决问题。
5.过程控制和持续改进:建立严格的质量控制流程,持续跟踪和改进生产过程中的关键环节,提高产品质量和生产效率。
综上所述,通过分析不锈钢熔模铸造缺陷并实施相应的质量控制措施,可以有效降低缺陷的发生率,提高产品的质量和可靠性。
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.。
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。
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。
耐蚀铸铁件产生缺陷的原因及分析与防范在耐蚀铸铁件生产中,常见的铸件缺陷除有灰铸铁件的一般缺陷外,还有加工时边角脱落式开裂、皮下气孔、夹渣、缩陷〔裂)、冷隔、浸入式气孔等。
通常,产生这些缺陷的原因不单是自身的合金成分问题,有时还有造型制芯、熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题,因此必须具体分析,以便采取相应的合理措施加以解决。
属于耐热铸铁件特有的一些缺陷极其原因分析防止办法如下:高硅耐酸铸铁一、裂纹常发生于壁厚悬殊大的铸件产生原因分析:1.合金脆性大2.线收缩率大3.800℃以下冷速过高防止方法:1.控制ωc<0.9%2.添加少量硅铁3.750℃以上开箱缓冷4.加少量铜二、加工时边角脱落式开裂产生原因分析:1.铸铁残留应力过大2.硬度偏高防止方法:1.消除应力热处理2.硅量取中下限3.加ωCu3%~8%三、皮下气孔产生原因分析:氮含量超过固溶度防止方法:1.熔池充分烘干2.预热炉料(>110℃)3.控制砂型水分宜用干型4.用少量稀土或稀土镁脱气5.吹氮精炼6.充分搅拌四、夹渣原因分析:铁液表面上的二氧化硅等浮渣随铁液流进入铸型防止方法:1.采取撇渣浇注系统2.采用底注式或其他液流平稳的浇注系统3.避免大平面朝上放置镍奥氏体铸铁一、缩孔、缩松、缩陷(裂)产生原因分析:1.浇注温度过高2.碳化物量过多3.砂型刚度偏低防止方法:1.适当提高碳当量,较低铬量2.强化孕育3.控制浇注温度4.提高铸型刚度5.采用冒口与冷铁最佳搭配二、冷隔产生原因分析:1.铁液氧化2.浇注温度低3.浇注速度低防止方法:1.降低熔炼温度2.提高浇注温度3.提高浇注速度4.采用分散内浇道快浇三、浸入式气孔产生原因分析:1.型腔排气通道不畅通2.浇注温度低3.铁液流速快且不平稳防止方法:1.提高浇注温度2.避免铁液流的分溅和旋涡3.砂型、砂芯应排气充分。
熔模铸造的工艺过程及防止缺陷产生的方法杨树川,佘永卫(宁夏大学,银川 750021)摘要:熔模铸造又称“失蜡铸造”,在我国具有悠久的历史。
它是一种无分型面的特种铸造方法,是利用易熔材料制成模样,然后涂挂耐火材料,硬化后再将模样熔化排出型外,从而获得无分型面铸型的铸造方法。
由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度,故又称“熔模精密铸造”。
为此,就熔模铸造的工艺过程进行了详述,并对铸件缺陷产生的原因和防止方法进行了分析,以利于生产者进行工艺控制和质量控制。
关键词:金属学与金属工艺;熔模铸造;综述;工艺过程;缺陷中图分类号:TG243+.1 文献标识码:A 文章编号:1003—188X(2005)04—0192—031 前言用于熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。
熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm,铸件的最小壁厚为0.7mm。
在生产中,可将一些原来由几个零件组合而成的部件通过改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出,以节省加工工时和金属材料使零件结构更为合理。
铸件的质量大多为几十克到几千克,太大的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦,大的熔模铸件质量不超过45kg。
熔模铸造工艺过程较复杂,且不易控制,使用和消耗的材料较贵,故它适用于生产形状复杂、精度要求高或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。
目前,熔模铸造已在汽车、拖拉机、机床、刀具、汽轮机、仪表、航空、兵器等制造业得到了广泛的应用,成为少、无切削加工中最重要的工艺方法。
2 熔模铸造的工艺流程熔模铸造的工艺流程为:压型制造→蜡模压制→蜡模组装→浸涂料→撒砂→硬化及干燥→脱蜡→造型→焙烧→浇注→落砂及清理。
2.1 压型制造熔模是用来形成耐火型壳中型腔的模型,所以要获得尺寸精度和表面光洁度高的铸件,首先熔模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。
熔模铸造表面和内部缺陷总结经验预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制熔模铸造表面和内部缺陷总结经验A.浇不到(欠铸):液体金属未充满型腔造成铸件缺肉B冷隔:铸件上有未完全融合的缝隙,其交接边缘圆滑原因分析:1.浇注温度和型壳退度低,流动性差2..金属液含气最大,氧化严重以致流动性下降3.铸件壁厚薄4.浇注系统大小和设置位置不合理,直浇道高度不够5.型壳焙烧不充分或型壳透气性差,在铸型中形成气袋6.浇注速度过慢或浇注时金属液断流7.浇注量不足防止办法:1.适当提高浇注温度和型壳温度2.采用正确的熔炼工艺,减少金属液的含气量和非金属杂质3.对于薄壁件应注意浇注系统设计,减少流动阻力和流程,增加直浇道高度4.焙烧要充分,提高型壳透气性5.适当提高浇注速度,并避免浇注过程断流6.保证必须的浇注量C结疤(夹砂):铸件表面上有大小不等,形状不规则的疤片状突起物由于型壳内层局部分层剥离,浇注时金属液充填已剥离的型壳部位,致使铸件表面局部突起1.撒砂时浮砂太多或砂拉中粉尘、细砂多,在砂粒之间产生分层2.涂料粘度大,局部堆积,硬化不透,在涂料之间产生分层3.气温高或涂料与撤砂间隔时间长,撤砂时涂料表面已结成硬皮,涂料与砂粒之间产生分层4.第二层或加固层涂料粘度大、流动性差,涂料不能很好渗入前层细砂间隙,在后层涂料与前层砂粒之间产生分层5.型壳前层残留硬化剂过多,后层涂料不能很好渗入前层间隙。
在后层涂料和前层砂粒之间产生分层6.硬化温度大大高出工作室温度,硬化后骤冷收缩造成型壳局部开裂剥离7.易熔模与面层涂料的润湿性差,在型壳层和易熔模之间形成空隙8.型壳焙烧、浇注时膨胀收缩变化大造成内层开裂剥离9.涂料粘度小,料层过薄或撒砂不足,造成型壳硬化过度,开裂剥离10.面层和加固层耐火材料差异太大,膨胀收缩不一致,便面层分层剥离防止办法:1.撒砂砂粒不可过细且要尽里均匀,粉尘要少,湿度不宜过高,撒砂时要抖去浮砂2.严格控制涂料粘度,涂料要涂均匀,力求减少局部堆积,并应合理选择硬化工艺参数3.缩短涂料与撒砂的间隔时闻4.适当减小第二层或加固层涂料的粘度,采用低粘度的过渡层涂料5.干燥时间要控制适当。