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鑄造缺陷

2015-05-14

1缺陷

氣孔

氣體在金屬液結殼之前未及時逸出,在鑄件內生成的孔洞類缺陷。氣孔的內壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。中產生氣孔後,將 會減小其有效承載麵積,且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗衝擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的致密性,致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。

防止氣孔的產生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的最高處增設出氣冒口等。

球墨鑄鐵件皮下氣孔缺陷

球墨鑄鐵件的生產過程中,在熱處理、拋丸清理後或機加工時常會發現一些直徑大約為0.5-3mm,形狀為球形、橢圓狀或針孔狀內壁光滑的孔洞,這些孔洞一般在鑄件表皮下2-3mm分布,這就是所謂的皮下氣孔。

皮下氣孔的形成是由於含鎂鐵液表麵的張力大,容易形成氧化膜,這對阻礙析出氣體和入侵氣體的排出有一定影響,這些氣體滯留於皮下就會形成氣孔。另外,球墨鑄鐵糊狀凝固特點使氣體通道較早被堵塞,也會促進皮下氣孔缺陷的形成。

粘砂

鑄件表麵上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至會影響機器的壽命 。

防止粘砂:在型砂中加入,以及在鑄型表麵塗刷防粘砂塗料等。

消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入,此種情況形成是由於金 屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表麵張力引起的附加壓力,金屬液滲入砂粒空隙而導致,如果在泡沫塑料模外表麵塗掛一層致密塗層, 方可起到阻止金屬液滲入的作用,從而有效防止鑄件產生機械粘砂。化學粘砂的產生多由於型料耐火度不高、熔融溫度較低所致,當澆入高溫金屬液後很容易被金屬 液所熔融,形成節瘤等缺陷,因此,在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗料,對於防止化學粘砂很有利。

夾砂

在鑄件表麵形成的溝槽和疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產生。

鑄件中產生夾砂的部位大多是與砂型上表麵相接觸的地方,型腔上表麵受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當翹起的砂層受金屬液流不斷衝刷時可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表麵越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。

砂眼

在鑄件內部或表麵充塞著型砂的孔洞類缺陷。

脹砂

澆注時在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動,鑄件局部脹大形成的缺陷。為了防止脹砂,應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時 的壓箱力或緊固力,並適當降低澆注溫度,使金屬液的表麵提早結殼,以降低金屬液對鑄型的壓力 。

冷隔和澆不足

液態金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動,將使鑄件產生澆不足或冷隔缺陷。澆不足 時,會使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時,鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學性能嚴重受損。

防止澆不足和冷隔:提高澆注溫度與澆注速度。

孔眼類缺陷

就 消失模鑄造中的孔眼類缺陷而言,其一般可以分為渣孔和砂孔,其中渣孔是液態金屬帶入熔渣及模樣裂解的固相產物不能排除,漂浮在鑄件表麵,鑄件冷卻後形成 的,因此在熔煉時除渣要徹底,嚴格擋渣操作,澆注係統設計要利於除渣,提升澆注溫度,選取除渣性好的澆包及設置過濾網擋渣;砂孔缺陷是澆注時幹砂進入液態 金屬,最後積聚到鑄件表麵噴丸處理掉砂子後留下的孔眼,要防止砂孔缺陷產生要求模樣組合粘結要緊密,直澆道密封要好,避免模樣在砂箱中粘結,澆冒口連接處 和模樣轉角處要圓滑過渡。

塌箱缺陷

塌箱缺陷有時也被稱為塌型缺陷或者鑄型潰散,隨著消失模鑄造工藝應用的日趨成熟,有關塌箱缺陷的產生原因和防治辦法已經有了相對詳盡的研究結果,研究結果證實,塌箱缺陷的產生原因並非單方麵的,下麵就塌箱缺陷的產生原因做出以下總結:

a. 在澆注過程中,消失模模樣分解產生的氣體量太多且急,鑄型排氣速度趕不上,加上真空泵吸氣不足,容易導致鑄型潰散、坍塌;

b. 金屬液“閃流”是造成塌型缺陷產生的原因之一,所謂金屬液“閃流”就是在澆注中,部分已經流入填充消失模模樣位置的金屬液在受到外界作用的情況下改流到其 他部位,使得原來置換出來的位置無金屬液或者金屬充填占據。該類問題多發生在頂注、鑄件存在大平麵、一型多模樣這幾種情況;

c. 如果金屬液的浮力過大,會使鑄型上部型砂容易變形,可能導致局部潰散;一般情況下,鑄型頂部吃砂量小,負壓度不夠,可能造成鑄件成型不良,甚至不能成型;

d. 塗料的耐火度、高溫強度不夠,極容易產生消失模鑄件塌箱缺陷。消失模模樣在澆注過程中有緩衝金屬液充型和降溫的作用,同時可減弱金屬液衝刷鑄型。當金屬液 置換消失模模樣而充型腔後,幹砂主要就依靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型會發生潰散、坍塌,特別是大件內澆道上方極容易發生坍 塌。

就消失模鑄件缺陷中塌箱缺陷而言,其一般多發生在澆注或者凝固環節,主要特征是鑄型局部塌陷、潰型使鑄件不能成型或者局部多肉,要使消失模鑄件塌箱缺陷得到防治可以從以下幾個方麵展開實施:

a.如果金屬液產生的浮力過大,會使得鑄型上部型砂容易變形從而產生局部潰散,要防止金屬液浮力大造成塌箱可以采取增加頂麵吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法;

b.澆注過程中消失模模樣分解產生氣體量太多且急,鑄型排氣速度來不及會導致鑄型潰散,因此要選用低密度模料製作模樣,減少發氣量;

c.金屬液置換消失模模樣而充型腔後,幹砂就靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型就會潰散,因此要盡量選擇強度高、耐火度高、透氣性好的塗料;

d.合理設計澆注係統,直澆道與內澆道麵積要適宜;澆注工藝要合理,盡量降低澆注溫度、控製澆注速度、不可斷流;

e.為了避免金屬液“閃流”造成塌箱,企業可以采取對金屬液衝刷劇烈區用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

2縮鬆

鑄件內部形成不規則的表麵粗糙的孔洞,其中微小密集的孔洞稱為縮鬆;防止方法 :
  1、 改進鑄件結構,盡可能減少熱節
  2、 合理設計澆冒口係統,形成順序凝固
  3、 選擇適當的澆鑄溫度
  4、 改進熔練工藝,減少含氣量與氧化物
  5、 保證澆鑄量,合理補縮

大型鑄件最大的問題就是會出現鑄件縮鬆缺陷,其方法有以下幾種,解決鑄件縮鬆缺陷的最根本方法就是著眼於“熱平衡”。其方法主要有以下幾點。

其一、改變大型鑄件內澆道的位置。

其二、合理的工藝設計。內澆道設在機床鑄件相對溥壁處,數時多且分散。使最早進入厚壁處的金屬液率先凝固,薄壁處後 凝固,使各處基本達到均衡凝固。對於壁厚均勻的機床鑄件,采用多個內澆道和出氣孔。內澆道多,分散與均布,使整體熱量均衡。出氣孔細且多,即排氣通暢又起 散熱作用。

其三、在機床鑄件結構形成的厚處與熱節處,實行快速凝固,人為地造成機床鑄件各處溫度場的基本平衡。采用內外冷鐵,局部采用蓄熱量大的鋯英砂,鉻鐵礦砂或特種塗料。[1]

3解決方法

鑄 造缺陷的解決方法:鑄造缺陷如氣孔、縮孔、砂眼、粘砂和裂紋等,鑄造缺陷一直是鑄造行業無法避免和難以解決的問題。修複不合格鑄件,常規方法主要是進行焊 補,需要熟練工人,耗費時間,並消耗大量材料。有時受部件材質的影響,焊接還會導致損壞加劇,造成部件報廢,加大了企業設備的生產成本。現市麵上有一種 金屬修補劑專門針對銅、鐵、鋼、鋁等不同材質進行修複,替代焊補工藝,避免應力損壞,為企業挽回巨大經濟損失。

4修補劑

簡介

鑄 造缺陷修補劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠,以金屬及合金為強化填充劑的聚合金屬複合型冷焊修補材料。與金屬具有較高的結合強度,並基本可保存 顏色一致,具有耐磨抗蝕與耐老化的特性。固化後的材料具有較高的強度,無收縮,可進行各類機械加工。具有抗磨損、耐油、防水、耐各種化學腐蝕等優異性能, 同時可耐高溫120℃。

用途

鑄 造缺陷修補劑是由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行複合得到的高性能聚合金屬材料,適用於各種金屬鑄件的修補及缺陷大於2mm的各種鑄件氣孔、砂眼、麻 坑、裂紋、磨損、腐蝕的修複與粘接。通用於對顏色要求不太嚴格的各種鑄造缺陷的修複,修複後顏色與基材基本一致,具有很高的強度,及優異的耐磨抗蝕與耐老 化特性,並可與基材一起進行各類機械加工

鐵質

鐵 質修補劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用於機械加工後出現的鑄造氣孔、砂眼、裂紋或加工失誤的修複。固化後的材料硬度高、無收縮,可進行各 類機械加工。綜合性能好,與金屬具有較高的結合強度;具有耐磨損、耐老化、防水、抗各種化學腐蝕等優異性能,同時可耐高溫168℃。

鐵質修補劑鐵質修補劑

鐵質修補劑用途

鐵質修補劑是由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行複合得到的高性能聚合金屬材料,適用於灰鐵、球鐵等鑄造缺陷的修複及零件磨損、腐蝕、縮孔、氣孔、砂眼、裂紋的修複與粘接。

鋼質

鋼質修補劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用於多種鋼件的缺陷修補,綜合性能好,與機體結合強度高,顏色可保持與被修基體一致。固化後硬度高、無收縮,可進行各類機械加工。具有耐磨損、耐老化、耐油、防水、抗各種化學腐蝕等優異性能,同時可耐高溫200℃。

鋼質修補劑的用途

鋼質修補劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行複合得到的高性能聚合金屬材料,適用於各種碳鋼、合金鋼、不鏽鋼的修補,如鑄造缺陷的填補及零件磨損、劃傷、腐蝕、破裂的修複。

鋁質修補劑

鋁質修補劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用於各種鋁及鋁合金磨損、腐蝕、破裂及鑄造缺陷的修補。以鋁 為填充劑,顏色與鋁鑄件基本一致。綜合性能好,固化後硬度高、無收縮,可進行各類機械加工。具有耐磨、耐老化、耐油、防水、抗各種化學腐蝕等優異性能,同 時可耐高溫168℃。

鋁質修補劑的用途

鋁質修補劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行複合得到的高性能聚合金屬材料,適用於各種鑄鋁件缺陷的修補及鋁質零件磨損、劃傷、腐蝕、破裂的修複。

銅質修補劑

銅質修補劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用於各種青銅黃銅件磨損、腐蝕、破裂及鑄造缺陷的修補。以銅 為填充劑,修補後顏色與銅鑄件基本一致。綜合性能好,固化後硬度高、無收縮,可進行各類機械加工。具有耐磨、耐老化、防水、抗各種化學腐蝕等優異性能,同 時可耐175℃高溫。

銅質修補劑銅質修補劑

銅質修補劑的用途

銅質修補劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進行複合得到的高性能聚合金屬材料,適用於黃銅、青銅鑄件和工藝鑄造件磨損、腐蝕、破裂及缺陷的修補與再生。

5解決鑄造缺陷的辦法

鑄造缺陷一直是困擾鑄造企業的一大難題,鑄造缺陷問題解決不好將影響鑄件的質量。鑄造企業在生產機床鑄件過程中出現各種鑄造缺陷問題如磨損、劃傷、砂眼、針孔、裂紋、缺損變形、硬度降低、損傷,下麵,我們將介紹一些解決以上問題的辦法。

目前市場上,采用焊補來進行缺陷修複,大體有以下幾種:第一,氬弧焊:精密鑄件(合金鋼,不鏽鋼精鑄件),鋁合金壓 鑄件多采用氬弧焊機焊補。部分模具製造和修複廠家,也采用該 焊機修複模具缺陷。 優點:焊補效率高,精度較電焊機高。焊絲種類較多,不鏽鋼、鋁合金產品上應用最廣。可用於焊接,強度教高。 缺點:用於缺陷修複,小缺陷修複時(氣孔、砂眼),因衝擊過大,熔池邊線有痕跡(咬邊現象)。焊補鋼件有硬點。 由於熱影響,焊補有色鑄件或薄壁件時,易產生熱變形。操作技術要求較高。

第二,電焊機:鑄鐵、鑄鋼件焊補多采用的傳統方式。 優點:修複大缺陷,效率高。 缺點:焊後焊點上硬度過高,內部有應力,容易產生裂紋,一般還需要退火熱處理才可以滿足加工要求。且因焊接條件限 製,內部容易產生氣孔、夾渣等二次缺陷。

以上兩種辦法可以有效的解決鑄造過程中產生的諸如磨損、劃傷、砂眼、針孔、裂紋、缺損變形、硬度降低、損傷等缺陷的問題,但是它們各有利弊,請慎重選擇。

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