铸件气孔形成的原因及解决的措施.docx

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大小、壁的厚薄,以及大平面的位置来灵活正确的选择)。(9)浇注速度控制的不合理。没有按“先快后慢”的浇注方法操作。“先快后慢”说起容易作到难。“先快”快到什么程度好,“后慢”浇到什么程度慢才正确。这就需要总结经验,根据铸件的几何形状特点,结合铁水温度,灵活正确的控制浇注速度,特别是要掌握好铸型快注满时收流慢注的最佳时机。(10)出炉及浇注温度太高,又没有采取包内镇静措施,即高温出炉低温浇注,没有使金属液内的气体及杂质充分上浮排出。(11)砂型和芯的气眼针孔直径细、数量不足,或者通气道被堵而排气不畅;浇注系统或冒口排气系统的设计位置、数量、大小不合理,影响了气体的排出。(12)没有及时合理的引气,致使气体憋存在型腔内没有排出,没有及时提醒浇注工收流慢注。(13)由尖角砂产生的侵入气孔这种气孔的产生有其特殊性,由于尖角砂产生的侵入气孔通常与大气相通,因而表面氧化。气孔有时延伸至铸件内部深20—30mm,这种气孔在铸造各类金属时均有发生。但金属熔点愈高,尖角砂愈接近浇口,可能出现这种气孔的机率愈多。型砂透气性能差是产生这种气孔的主要原因,型砂的透气性能通常不及芯砂(常用干芯),因而在型腔中砂呈尖角状处气孔较多,所以称之为尖角砂气孔。河南林州某外资铸造有限公司的一种铸件,铸件重2KG左右,常出尜角砂气孔,废品率很高。孔穴内壁有的光洁,有的粗糙,或光洁的孔壁上有粗糙部,但颜色都发兰。他们一直认为是缩孔,单在补缩上采取措施,提高浇注温度,加大内浇口的数量,(即便是真对解决补缩,其措施也是不妥的,内浇口开设的薄而长)缺陷还是长期得不到解决。其实真正要解决铸件的这种缺陷,应该从两个方面着手,一是防止铁水氧化;二是提高型砂的透气性。(前者未详细说明,后者得到大多数车间干部的认可),说铁水氧化是有依据的:(1)熔碴发黑,熔碴上面有很多较大的泡泡,熔碴很重,这些都可以说明熔碴中存在有很多氧化铁。(2)前炉缸设计的比较小,原来的出风孔设在前炉缸盖上,这样还能稍微改变从过桥吹出热风的方向,后来他们把前炉缸盖上的孔堵住而出碴孔常开着,这样就更错了。由于前炉缸设计的小,出碴孔与铁水液面很近,从过桥吹出的高压高温风(炉气),正好常期吹到铁水液面上,使铁水不断氧化。过去的老炉工师傅常说:“风把铁水吹白了。”用现在的话就是“铁水氧化”,由于铁水表面覆盖一层氧化膜,这样的铁水从表面上看发白发亮,似乎温度很高,但流动性差“不走路”。铁水凝固前有翻花(气体上浮)现像,花纹开裂较多,老师傅称为“鱼鳞花”,这也是硅烧损量(硅含量较低)较大的表现。他们是炉后加硅,如果采用炉前孕育加硅的措施,效果要好的多,这样即可补加了硅,又起到了脱氧作用。他们铸件出现尖角砂气孔的另一个原因是型砂质量,应从提高型砂的透气性,流动性和湿强度上着手。但是在解决这些问题上,他们存在着相关一连串的问题。由于他们的型砂重用次数多,旧砂用量大,新砂配入比例少,流水线上砂不够,从外铸造厂拉回旧砂补充,也不进行除尘处理,所以型砂中含灰(尘)量很大。由于苦砂和灰(尘)含量大,要想使这样的型砂达到一定的湿强度,就必须多加粘结剂(膨润土)和水,二者重叠起来,所以型砂的含水量偏高,透气性能差,流动性差。说他们型砂的透气性能差,流动性不好是有依据的,约两公斤重的铸件,除有上述尖角砂气孔外,在铸件表面还曾多次出现碎点状粗糙峰,严重影响铸件的外观质量。我们知道,型砂的流动性,指的是造型材料在外力作用下,发生质点间“相互滑动”的能力。造型材料的流动性愈好,舂型越容易紧实,造型、制芯时花费的时间和力量愈少,因而愈能降低劳动强度和提高流动性与湿度又是一对矛盾劳动生产率。由于灰尘、粘结合剂、水的大量存在(),质点间相互滑动的阻力大,造型操作中在同样劳动强度和工作时间下,铸型的均匀坚实度就差,型腔表面看似光滑,但在光滑面之下确存在有不实的孔洞。浇注的时候,在高温铁水的冲刷压力和高压气体的综合作用下,型砂表层很快被烤干失水而失去强度,铁水就可能破铸型表壳层,钻入不实的孔洞之中,凝固后形成粗糙峰。要解决这种缺陷的产生,应从以下几个方面着手:(1)防止铁水氧化;(2)对型砂进行除尘处理,加大新砂用量,控制粘结剂和水分的加入量,提高型砂透气性。(3)有资料介绍:如果加高直浇口,金属凝固过程压力大,可以减少尖角砂气孔的出现。四、防止出现气孔的措施(1)在熔炼工作中,要选用质量好的炉料,炉料上最好不要带过多的锈或油污、水和潮湿,对于氧化严重的回炉料、废钢,应慎用少用或不用,以防造成铁水氧化。(2)炉工要掌握好风压风量,合理设置进风口的直径,掌握好熔剂和脱氧剂的加入量。合理控制底焦的高度。(3)浇注时应根据铸件的几何形状,采用“先快后慢”的浇注方法,合理的控制浇注速度。“先快后慢“说起容易作起难,“先快”快到什么程度,快多长时间才好;“后慢”什么时间慢最佳,都是不好掌握的,这就应根据铸件的大小,厚薄以及大平面的位置来灵活确定了。总之,“先快”一是为了让金属液迅速布满冷凉,曲折,远距,大平面积型腔的底部,以防冷隔;二是为了开始迅速浇入型腔一部分铁水,在型砂水分尚未大量蒸发时,造成型腔内一定高度的铁水压力,阻止气体的侵入,防止铸件出现气孔和夹砂缺陷。“后慢”一是让动压力的金属液趋向镇静,逐渐充实成为静压力,使金属液内的气体上浮逸出;二是避免型腔内的气体尚未充分排出,而排气孔眼已被金属液堵死,造成型腔上部“憋气”,型腔“憋气”不但易产生气孔,甚至引起“呛火”。(另附“变速箱”和“电机壳”的浇注方法)(4)适当提高出炉温度及浇注温度,使铁水粘度小,保持液态时间长,型腔内金属液外表面结壳慢,使气泡能上浮到金属液面,并从型腔中排出。(5)严格控制型砂质量,在混砂工作中,选用的型(芯)原砂不易过细,最好选用颗粒较均匀的砂子,改善型砂的透气性。旧砂回用时,除注意旧砂的配入量外,还应注意旧砂的除尘质量(没有除尘设备的单位,可以扬砂用排风扇吹,三米以外的淘汰),许多单位及技术工作者都认为:旧砂除尘是保证潮模砂质量的重要措施。根据铸件形状的不同,质量要求的不同,在保证型砂有足够强度的情况下,应适当减少膨润土等粘结合剂的加入量。因为控制好旧砂粉尘,煤粉,膨润土等加入量的同时,也便于型砂含水量的控制。河南新蔡县东邦铸造有限公司生产的SBF粉(洛阳一拖协助研发),作为湿模型(砂)的粘结合剂,首次(全新砂)加入量仅6-7%,代替膨润土及煤粉,具有湿压强度高,透气性好,含水份低(≯4%),循环使用效果好的优点,广泛应用到电机壳以及光洁度要求高的铸件生产上,深得用户欢迎。合格的型砂应是湿度适当,用手一抓可捏成团,手放开时可以看出清晰的手纹而不粘手,折断时断面平整,同时又有足够的手感强度。(6)严格控制型砂含水量。型砂含水量的多少,是一个不能忽视的质量问题,在保证型砂有足够强度要求的情况下,型砂含水量适当低些,有利于铸件质量的提高。二者如何兼顾起来呢?主要应注意到旧砂除尘质量;原砂形状,粒度大小;粘结合剂,附加物的质量和加入量。原砂形状以圆形少角形,粒度适当粗点为好;粘结剂及附加物加入量适当少点,型砂含水量就易降低,反之就会增大。有资料介绍:一个单位体积的水被加热到100℃变成蒸气,在压力保持不变自由膨胀的情况下,体积增大1千多倍,加热到铁水注温度时,比液态水的体积增加7千多倍,水分蒸发变成水蒸气,体积的膨胀是骤然发生的,铸型内压力猛增最易产生气孔,因此必须控制型砂水分。(7)控制原砂质量,应根据铸件材质要求,铸型(芯)的大小、厚薄、形状的不同而选择砂子颗粒的大小,SiO2含量。原砂中不能含其它杂物,像尘土(含泥量)、草、柴之类。原砂不能过于潮湿,原砂潮湿与混砂过程中的加水,对型砂性能有着根本质的不同。(1)用湿砂配制型砂,不存在干混时段,粘结剂、附加材料与砂子不易混配均匀。(2)用湿砂混制的手感湿度差不多,但停放一段时间后,湿程度感觉就可能不同了,这是由于前者本身含水量高的原因。(3)如果原砂过于潮湿,本身带入水分就已经超过型砂要求含量,混配出的型砂含水量一定超标。除了严格按照型(芯)砂配比工艺操作之外,在控制型砂水分中还应注意到冬天与夏天、晴天与阴雨天的稍有差别。很多工厂为了保证原砂的干燥度,设置有专门的凉砂棚或烘干设备。%-%。(8)干型及需要烘干的芯子,应根据型(芯)的大小,放置在烘干窑不同的位置上,确保烘干的温度以及保温的时间,保证型(芯)的烘干,并防止烘烤的外干里生。暂时不用的型(芯)注意不要受潮反湿,一旦受潮返湿要重新烘干。出窑后的型(芯)在二次涂料或修补后再涂料时,涂料应均匀分布不能局部堆集过度,并用喷灯将补好的部位烤干。(9)在造型操作过程中,砂型不要太紧,并力争作到四周紧实中间适当松,要扎足够的排气孔,合理设置排气冒口。合箱浇注以前,应尽可能仔细检查通排气道是否畅通无阻。像生产200吨压力机机身以及工作抬板,都是重达十吨的铸件,有的采用立注工艺,有的采用平注工艺。生产这样大的铸件,箱筋应设计的厚大而且密。否则,浇注时当铁水进入型腔后,型腔下部承受很大的铁水压力及气体急剧膨胀的作用力,铁水凝固过程中产生的石墨膨胀力,这些都会引起涨箱,铸型壁移动甚至跑火。但是大而密的箱筋直接影响了砂型的排气,为了保证型腔气体排出畅通。就要多方位的设排气道,扎排气眼,不但要在上型上面多扎气眼针,还要在未开箱起出模型之前,从上面沿砂箱内壁四周扎排气眼,并与下箱贯通,而且气眼针直径不可细,通常应为Φ6—Φ10,如果砂箱深厚或为了芯头排气,还应在砂箱箱壁上割设排气孔(指钢板焊制的砂箱),并通过割设的排气孔多方位扎排气眼。实践证明,采用这么多的排气系统,对保证大件产品质量及成品率,都是行之有效的措施。对于不便设排气冒口的地方,在分箱面上,以型腔为中心,向砂箱四周放射状的划排气沟(可密不可深大,以防炮火),也可起到辅助排气的作用。如果排气冒口气眼针少或排气不畅,不但会出现气孔,呛火等铸造缺陷,而且还会出现冷隔铁火等缺陷。这是因为排不出去的气体,在型腔内也占据一定的空间,影响了铁水的流动与充型。某工厂生产的铸件,在A处出现冷隔坑缺陷,经全面分析后认为型砂太细,箱太实,没有设排气冒口;气眼针细且扎的稀少。当时有人提出不同意见,为什么说是气体造成的而不是铁水温度呢?因为B处芯头处有一飞边,厚度不足1㎜,但其宽长约20—30㎜,A处离B处的距离约80毫米,A处厚度8毫米。在这么短的距离里,一毫米厚的飞边都能注成那么大的面积,而8毫米厚处有冷隔坑,说明不是铁水温度低而造成的。当时厂里只有细砂,进粗砂需要一段时间,用细砂混配型砂时稍干点;造型时从下面多扎气眼;砂床设排气道;在冷隔处设一楔型偏排气冒口。问题得到了解决(如果采用吊芯,口朝上造型工艺,效果将会更好)。活箱造型围型后,在每箱行间中,应扎排气孔,以防浇注中气体窜型,可避免下行箱浇注时呛火或放炮。(10)引气。引气在铸造生产过程中是很重要的一个工序,特别是在浇注中、大型铸件时,更应及时把从冒口、气眼针孔,分箱面、芯头排气道以及从其它排气通道中,把排出的烟气点燃,促使型腔内的气体迅速排出。必要时应在砂箱四周放置旧油棉砂或纸,在开始浇注时就将其点燃,以防延误了引气时机。在很多工厂里,浇注时引气操作人仅兼管着档碴工作。其实他们还有一个重要工作,就是通过冒口观察型腔内液面上升高度,或者根据冒口火苗的大小、强弱判断浇注充型情况,指导浇注工的浇注速度及收流慢注时机。否则铸件也会出现气孔等铸造缺陷。(11)浇注温度的高低对铸件产生气孔的因素是复杂的,有时是矛盾的。有厂曾作试验,1310℃浇注铸铁件没有皮下气孔,低于这个温度就有。多数人认为,适当提高浇注温度,有利于气体的上浮逸出,可以减少气孔的生成。根据冲天炉的熔化条件,一般出炉温度达到1380-1400℃就基本可以了。浇注温度应视铸件结构尺寸而定,选择在1330-1360℃即可。(12)起模修型,局部刷水不可过多。以上是铸件产生气孔基本的共性因素和防止产生气孔的常规措施。由于铸件材质的不同,熔炼设备的不同,还有着各自产生气孔的个性因素。如铸钢脱氧等与气孔的关系;球墨铸铁残留Mg、Re量与气孔的关系。这些诸多问题,只有在生产实践中逐一分析、逐一认识、逐一解决。