行业（yè）百科（kē）
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夹砂是一种“膨胀缺陷”，有“鼠尾”、“沟槽（cáo）”和“夹（jiá）砂结（jié）疤”三种形式，其特征是（shì）：铸铁表（biǎo）面有夹着砂子的（de）细小纹路．条状沟槽以及结疤状凸起物高温铁水的冲刷（shuā）和烘烤的（de）热（rè）作用使砂型发生水（shuǐ）分迁移和体积膨胀，致使表层翘起，挑起和（hé）开裂，这（zhè）就是夹（jiá）砂形成的机理。 1、制型砂的（de）质（zhì）量 型砂的质量必须控（kòng）制。在（zài）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（nà）质膨润土或对钙质（zhì）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（liàng），加入适（shì）量的煤粉、重油、沥青（qīng）粉、细（xì）木屑等“缓冲剂”、去（qù）除旧砂中的粉尘、保证型砂的混辗（niǎn）质量等。 2、选择合理的（de）造（zào）型工（gōng）艺 造型工艺是否（fǒu）合理对铸件产生（shēng）夹砂有很大影响。铸件的（de）浇铸时间和浇铸（zhù）位（wèi）置、铁水的上升（shēng）速度、铸型的（de）种类等必须选择适当。 （1）采用快速浇铸 砂型的表面总（zǒng）是要（yào）发生膨胀的， 因此（cǐ）防止夹砂的决定（dìng）因素（sù）是铁水（shuǐ）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（kuài）速浇（jiāo）注能使铁水（shuǐ）在（zài）铸件产生夹砂的（de）“临界时问”之前充满铸型，不（bú）给予砂型产生膨胀和形成高水（shuǐ）区的充（chōng）分时间。有人用（yòng）高速摄影机（jī）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（shuǐ）有可能（néng）把垂下的砂（shā）块托回原处。由此（cǐ）可见， 快速浇铸能利（lì）用铁水的（de）压力来对付砂型的膨胀（zhàng）。 浇（jiāo）铸（zhù）速度（dù）的快慢主（zhǔ）要取决（jué）于（yú）浇（jiāo）口截面的大小。灰铸铁件浇口截（jié）面如用下面的简易计算公（gōng）式计算，能（néng）实（shí）现快速（sù）浇注。 平面较大（dà）的铸（zhù）件M取0.8~1.2；平面（miàn）很大（dà）、薄（báo）壁（bì）的（de）铸（zhù）件（jiàn）取1.2~1.5；湿型（xíng）件宜取中、上限。 生（shēng）产实（shí）践征实，上述公式是可靠的（de），如果铸件存在（zài）夹砂缺（quē）陷，必须检查该铸（zhù）件所（suǒ）用的浇（jiāo）口截面积是（shì）否在“快浇”的范围之中。对于大平面的铸件宜（yí）用尺（chǐ）寸较大的浇口杯（bēi），多道薄片状的内浇口或是缝隙浇口（kǒu）．使铁（tiě）水迅速、平稳、不间断地盖住所浇到的平面，避（bì）免砂型局部过热。浇口比例常用半封闭或开（kāi）放式。 （2）提高铁水的上升速度 铁水在砂型（xíng）中应有较高的（de）上升速度（dù），以减低上砂型受烘烤的程度（dù）铁水（shuǐ）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（xié）3°--15°）。能避免分散的铁水流，利于砂型的排气、减少铁水对（duì）砂型的（de）热幅射和提高铁（tiě）水的上升速（sù）度。而（ér）平傲立浇的（de）工艺则更能显著提高铁水的上升速度。 （3）选用恰当的浇铸位（wèi）置（zhì） 铸件（jiàn）的浇铸位置必须有利（lì）于（yú）铁水（shuǐ）平稳充型和型（xíng）腔气体的排除，否则，会（huì）导致夹砂的缺陷。 （4）采用（yòng）适宜的（de）铸（zhù）型 根据铸件的（de）大（dà）小选择适宜的铸型（xíng）。湿型一般适用（yòng）于小（xiǎo）件和平面不（bú）大（dà）、壁（bì）不（bú）厚的（de）中件对于中、大（dà）的板类和厚壁件宜采（cǎi）用（yòng）表干型和千型。一些（xiē）大型平板（bǎn）可用热膨胀小、导（dǎo）热性好和热容量高和石墨粉砂或耐（nài）火砖作（zuò）下型，既能重复使用，又能有效地防止夹砂（shā）。 （5）增（zēng）加砂型的排（pái）气 及时地（dì）排（pái）除型腔的（de）水蒸汽及其它气体能有利于铁水的快速充填和减（jiǎn）轻高温气流对（duì）砂（shā）表层（céng）的起拱作用，有益于降低水分（fèn）凝聚区的水量和使其位置内移。因此在（zài）砂型（xíng）上多放明出（chū）气冒口（kǒu），分散（sàn）排气是十分重（chóng）要（yào）的。 3、确保砂型的制造质量 砂型（xíng）的制（zhì）造质量涉（shè）及产生夹砂的“临界时间（jiān）”。如何精细地造型（xíng），提高砂型（xíng）的整体强度（dù），是防止夹砂的关键。 （1）舂（chōng）砂要紧（jǐn）实（shí）和均匀 砂（shā）型应舂得（dé）紧实均匀，避免（miǎn）局部过紧和分（fèn）层。湿型不要（yào）求（qiú）过高的紧实度，而表干型和下型应有足够的（de）紧实度。大（dà）型铸铁件防止（zhǐ）夹砂的经验是（shì）：“人工用直（zhí）径10-15 mm粗的钢钎都无法插（chā）进砂型”。由（yóu）此（cǐ）可见防止夹砂要注重（chóng）砂型的刚性当（dāng）然增加砂型紧实度会（huì）影（yǐng）响砂型排（pái）气，与之相（xiàng）应的重要（yào）手段是多扎（zhā）气眼， 并（bìng）尽可（kě）能接近砂型表层造型时要注意砂箱的箱带（dài）和（hé）挂钩不能离型面太近，芯骨也不能距砂芯表（biǎo）面过近，因为会引起舂砂不均舂砂时首（shǒu）层填砂不可过（guò）薄，特别是在模（mó）型表层木板较薄（báo）时，木板的（de）弹性会使砂型（xíng）分层。刮板的造（zào）型操作要（yào）特别小心， 以墁刀削砂成（chéng）型为主，刮（guā）板刮砂时不能过（guò）分用力， 以免使（shǐ）砂型分层。 （2）细心修型和上好（hǎo）涂料 修型（xíng）时不能过度地修（xiū）磨（mó）砂型， 这（zhè）样易把（bǎ）水分（fèn）引（yǐn）到砂型（xíng）表面，形成硬块且与（yǔ）本体分离。砂（shā）型损坏之处要划（huá）毛后修补（bǔ），不宜刷水过多。浇口附近（jìn）、凸台（tái）边缘、大（dà）平（píng）面及铁（tiě）水（shuǐ）断续流经的部位应插钉加固。插钉呈梅花状，使（shǐ）砂型（xíng）有一个整体（tǐ）的强度。涂料是砂型的保护层，要上好（hǎo）。修型后宜让砂型阴干一段时间再上涂料（liào），以利涂料（liào）的渗（shèn）透（tòu）。涂料刷（shuā）两（liǎng）遍，上浓涂料，并用墁刀压一遍，第二遗上较稀一（yī）点的涂料（liào）。 （3）控（kòng）制烘（hōng）干范围 砂型干燥不好（hǎo）也容易（yì）产生夹砂。为（wéi）此（cǐ）砂（shā）型应有正确（què）的烘干范围。干燥炉开始不能（néng）升温过快，否（fǒu）则会（huì）使（shǐ）砂型外层存在较大的（de）温度差，以致开裂。保温要有充裕的时间，以确保砂型烘干透（tòu）彻。配（pèi）箱后应尽（jìn）快浇注（zhù）， 以免返潮。 4、搞好浇铸（zhù）工艺和操作 为了防止夹砂缺陷，在（zài）浇铸（zhù）工艺方面，应在保证不出（chū）现其它（tā）缺陷的前提下，力求用较低的浇铸温（wēn）度，在（zài）浇铸操作上，应避免断（duàn）流和尽量用（yòng）较（jiào）快（kuài）的速度（dù）浇铸。
+查看（kàn）全文27 2020-04
对目前国内精铸行业中广泛应用的4种制壳工艺的特点进行了分析对比。从精铸件质量比较（jiào），水玻璃（lí）型（xíng）壳较（jiào）差，复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳（ké）次之，硅溶胶一（yī）中温蜡型壳zui好。而从制壳成本比较，水（shuǐ）玻璃（lí）型（xíng）壳zui低（dī），硅溶胶一中温蜡型（xíng）壳zui高。对这4种制（zhì）壳（ké）工（gōng）艺分别提出了改进措施。 目（mù）前国内精（jīng）铸件生产中（zhōng）广泛采用的制壳工艺有以下4种： A．水玻璃型（xíng）壳； B．复合型（xíng）壳； C．硅溶胶型壳（ké）(低温蜡)； D．硅（guī）溶胶型（xíng）壳(中温蜡)。前3种方案均（jun1）使用低温蜡(模)。 我公（gōng）司（sī）4种工（gōng）艺兼有，以（yǐ）充分满足市场对精铸件质量、价（jià）位（wèi）的（de）不同需求、增加市场竞争（zhēng）力和适应（yīng）力。 1、水玻璃型（xíng）壳 这一工艺在国内已有近50年的生产历史，其厂点数至今仍占我国精铸厂家（jiā）的75%以（yǐ）上（shàng）。经（jīng）过精铸界（jiè）同仁个半世纪的不（bú）懈努力（lì），水玻璃型壳工艺（yì）的应（yīng）用和研究已（yǐ）达到了很高水平（píng）。 多年来由于背层型壳（ké）耐火（huǒ）材料的（de）改进和（hé）新型硬化剂的推（tuī）广（guǎng）应用，水玻璃型壳（ké）强度有了成倍增长。铸件（jiàn）表面质量、尺寸精度（dù）及成（chéng）品率有了很大（dà）提高，目前（qián）仍占很大的（de）市场份额，并替（tì）代（dài）国外砂铸件成批出口（kǒu）。 低廉的成本、zui短的生产周期、优良（liáng）的脱壳性能及高透气（qì）性至今（jīn）仍（réng）是（shì）其（qí）他任何型壳工艺（yì）所不及的（de）优点。但铸件（jiàn）的质（zhì）量，包括表面粗糙（cāo）度、缺陷数量、尺（chǐ）寸精度、成品率、返修率等均（jun1）比（bǐ）其他3种工艺（yì）要差（chà） 1.1存在的（de）主要问题 (1)水玻（bō）璃粘（zhān）结剂固有的（de）缺点（diǎn）是（shì）Na2O含量高，型（xíng）壳（ké）高温（wēn）强度、抗蠕（rú）变能力（lì）远不及硅溶剂型壳(只有它（tā）的1/30-1/50)。加之（zhī）面层耐火料采（cǎi）用（yòng）了价低质次、粒度（dù）级配不良的石英砂(粉)，硬化剂至今仍限于使用氯化氨（ān），因而（ér）必然不能获得高质量（liàng）的精铸件。 (2)型壳生产条件（jiàn）差，缺乏严格的生产过（guò）程（chéng）及（jí）参数的控制（zhì）。由于（yú）硬化（huà）剂的（de）强腐蚀性，除尘设备的简（jiǎn）陋，很少车间（jiān）有（yǒu）恒温、恒湿、除尘（chén）的生产环境。影响型壳和铸件质量的涂料配（pèi）制、硬化、风干（gàn）、脱（tuō）蜡等工序，极少按（àn）行业规定的操作规范严（yán）格控（kòng）制（zhì）。如定期检测涂料粘度（dù）、涂片重、硬化剂浓度、pH值等。型壳风干（gàn）处的温度、湿度、风速等更是不加控制，故（gù）常在（zài）高、低温或梅雨季（jì）节发生批量报废的质（zhì）量事故。总之（zhī），大部分工厂（chǎng）停（tíng）留（liú）在手（shǒu）工作坊（fāng）阶段，靠技艺而不（bú）是靠（kào）科学的质量管理进行生产。这是水玻璃型壳数（shù）十年来铸（zhù）件质量不（bú）稳定、废品率、返（fǎn）修率高的（de）重要原因之一。 1.2改进方向 (1)采用高纯度的（de）硅微粉(脉石英)代（dài）替常用（yòng）的（de）低品位（wèi）的石（shí）英（yīng）砂粉作面（miàn）层耐火材料，并应用“双峰”型粒度级配的圆形石英粉配制面层涂料。不仅可提高面层型（xíng）壳的热化学稳定性，而且可以获得高（gāo）粉液比（bǐ）涂料（liào）。我厂用模数为3.4、密度（dù）为1.28g/cm3的水玻璃（lí）配料，粉液比可达（dá）到（dào）1.4。硅微粉的技术要求（qiú）见。 经湿法球磨、单槽沉（chén）淀、磁选及离子高（gāo）纯水处理，自然形成圆（yuán）形，双峰（fēng）粒（lì）度级配，这（zhè）种高纯低杂质（zhì）的粉粒（lì），比人工级配更理想。已在我（wǒ）公（gōng）司实（shí）际应用，效果良好。 (2)加（jiā）强制壳工（gōng）序（xù）的现场质（zhì）量管理，按行业（yè）标准操作。同时应将涂料、撒砂、硬化场地（dì）与型壳干燥间隔离。后者控制温度、湿度，前者加强除尘、防腐，从而有（yǒu）利于型壳（ké）质量的（de）稳定及（jí）改善操（cāo）作环境。 (3)采用石英-硅溶（róng）胶型壳代替一（yī）、二层石英-水玻（bō）璃型（xíng）壳，彻底（dǐ）取消面层和过渡层的水玻璃及氯（lǜ）化氨硬化剂。计算表明铸（zhù）件成本仅（jǐn）增加（jiā）0.46元/kg，而制壳生产周期与水玻璃型壳基本（běn）相（xiàng）同。 2、复合（hé）型壳 为克服上述（shù）水玻（bō）璃型壳的缺点，目（mù）前不少工厂将（jiāng）一、二层（céng）改用（yòng）锆英（yīng）石及（jí）莫来石-硅（guī）溶胶型壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺。它是结合硅胶型壳（ké）的优良（liáng）的（de）表面（miàn）质量（liàng）和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改（gǎi）进方案。与水玻璃型（xíng）壳（ké）相比，其铸件表面质量有了很大提高，表面粗糙（cāo）度降（jiàng）低、表面缺陷减少、返修率下（xià）降。可应（yīng）用于不锈钢、耐热钢（gāng）等高合金钢。生产周期则比低温蜡-硅溶胶型壳短（duǎn）得多，与水玻璃型壳相近。 2.1存（cún）在的主（zhǔ）要问（wèn）题 (1)由于（yú）背层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳（ké）低。其型焙烧（shāo）温度只限于950℃以下。900℃以后（hòu）型壳（ké）变（biàn）形（xíng）量增加了30%。而硅溶胶型（xíng）壳焙烧温度可达（dá）1000-1200℃，在1000℃以前型壳（ké）不变形。故（gù）复合型（xíng）壳浇注的铸（zhù）件尺（chǐ）寸（cùn）精度（dù）(包括形（xíng）位（wèi）公差)均比不上硅溶胶型壳。往往（wǎng）在浇注大型（xíng）(10kg以上)铸件时要采（cǎi）取增加硅溶胶型（xíng）壳层数（shù）的方法(一般（bān）至少增加2层)以求获得高的（de）高温强度及防止铸（zhù）件变形（xíng）。 (2)由于型（xíng）壳前2层是影响（xiǎng）型壳透气（qì）性的主因，由水玻璃型壳改为硅（guī）溶胶后，型壳（ké）的整体透气性大（dà）幅降低，在焙烧温度较低、保温时间（jiān）不（bú）够长时，常会（huì）造（zào）成铸件气孔及浇不足、冷隔等缺陷，故（gù）复合（hé）型（xíng）壳较（jiào）难应用于薄壁(δ≤3mm)件、小件及（jí）特小件(小于50g)。又因型壳高温强度（dù）不（bú）及硅溶（róng）胶型（xíng）壳，更易（yì）造（zào）成上述废品。总（zǒng）之，复合型壳的透气性不如（rú）水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳。 (3)复合型壳铸件质量稳定性比（bǐ）水玻璃好，但远不如硅溶胶（jiāo）型（xíng）壳。其背层（céng）仍保留（liú）水玻璃粘结剂，为降低（dī）成本仍采（cǎi）用价格较低、质量不稳定的耐火材料，如粘土（tǔ）、颗粒粒（lì）砂等，且在制壳工艺控（kòng）制（zhì）方面与水玻璃型（xíng）壳相同，导（dǎo）致铸（zhù）件质量稳（wěn）定性差。尤其是10kg以上的大件及1kg以下（xià）的小件，废品（pǐn）率及返修（xiū）率均比硅溶胶型（xíng）壳高。 (4)复合型壳由于（yú）采用（yòng）价昂（áng）的锆英石作面层（céng），其型壳成本是水玻璃型壳的4.5倍，若（ruò）背层采用莫来石（shí）砂粉，其型（xíng）壳成本与硅溶胶型壳（ké）成本相差无（wú）几（jǐ），每kg铸件成本仅相差1元。其成本低的（de）优势并不明显（xiǎn）。 (5)复合型壳不能使用中温蜡料。中温（wēn）蜡不能使（shǐ）用热水（shuǐ）脱蜡。在（zài）高压釜中脱蜡时，由于高（gāo）温、高压(170℃，0.7MPa)中温蜡（là）液会与（yǔ）背（bèi）层中的（de）水玻璃及残留硬化（huà）剂产生剧烈的皂化反应(白色泡（pào）沫状皂化物)，不经回收处（chù）理无法回用。而硅溶胶型壳，则可以应用低、中温蜡，无此弊病。 综上所述，复合型壳是水玻（bō）璃型壳的改进，在（zài）铸件（jiàn）表面质量、成品率及返修（xiū）率方（fāng）面比（bǐ）前者优越，但与硅（guī）溶胶（jiāo）型壳仍有本质差别。除生产周期较短，制壳成本稍低之外（wài）其铸件质量及稳定性不（bú）及硅（guī）溶胶型壳。 2.2改进方向 (1)采用石（shí）英（yīng）代替锆英（yīng）砂（shā）用于（yú）面层（céng）型壳耐火材料。铸件表面质量不完全（quán）取（qǔ）决于面层（céng）型（xíng）壳耐（nài）火材料（liào），而与粘（zhān）结剂有密切关（guān）系，也（yě）与（yǔ）蜡（là）料（liào）有（yǒu）关(蜡模表面粗糙度、皂化物残留等)。复合型壳只能采用低温蜡（là），大部分应用（yòng）于表面粗糙度中等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精度不甚高(CT4-CT6)的精铸（zhù）件，实践证明采用（yòng）石英-硅溶胶面层代替锆英石-硅溶（róng）胶是完全（quán）可行的。 这一措施（shī）使每t铸件型壳成本（běn）由原4150-4830元下降到（dào）1360元（yuán），与（yǔ）水玻璃型壳（ké）比仅增加460元。 (2)加强制壳工序尤其是背层制壳的质量管理及环境改善(详见本文1，2节)。 (3)背层应当采用质量稳定、高温性能优良而成本相对低廉的耐火（huǒ）材料，同时要兼顾与（yǔ）面层型壳耐火材料膨胀率相匹配。推荐下（xià）列2种常（cháng）用的背层材料。 ①耐（nài）火（huǒ）粘土-石英粉涂料(各50%)，撒颗粒砂(耐火（huǒ）砖废料破碎过筛而制成（chéng）)，其优点（diǎn）是来源（yuán）广（guǎng）、价格低，其型壳高温强度和抗蠕（rú）变（biàn）能力均高（gāo）于莫来石（shí）、铝矾土。价格仅为铝矾土（tǔ）的1/2-1/3。它（tā）适用于锆英石或石英石作面层的（de）复（fù）合型壳。 ②耐火粘土（tǔ）-颗粒粉涂（tú）料(体（tǐ）积比（bǐ）为3：7)，撒颗粒砂。此方案（àn）只适用于锆英石复合型（xíng）壳。有些工（gōng）厂复合（hé）型壳背层采用莫来（lái）石砂（shā）粉或铝矾（fán）土，其涂（tú）料性能较稳定，壳薄、易焙烧，但成本（běn）过高（gāo）且其型壳高温性能不及上2种（zhǒng）型壳。铝（lǚ）矾土脱（tuō）壳性（xìng）能较差。至于废（fèi）陶瓷器皿、硫璃瓦（wǎ）、地砖等破（pò）碎而成的材料（liào）价（jià）格虽低，但（dàn）未经高温烧成，成分复杂，型壳高温开裂倾向（xiàng）大，耐火度偏（piān）低。浇注后(尤其是厚大件)脱（tuō）壳（ké）困难，不宜（yí）采（cǎi）用。 3、硅溶（róng）胶（低温蜡）型壳 这一工艺符合国（guó）情，在铸造1kg以上（shàng），特别（bié）是5kg以（yǐ）上（shàng）中大件铸件（jiàn）时（shí），具（jù）有（yǒu）更大的适应性（xìng）和优越性(与中（zhōng）温蜡相比)。 一（yī）般来（lái）说，中大铸件的质量（liàng）要求（qiú），特别是（shì）表面粗糙（cāo）度、尺寸精度以及形位公差（chà）的要求不（bú）会太高，采（cǎi）用高熔点中（zhōng）温蜡并无（wú）必要。中温蜡需要高压(大于6-7MPa)或（huò）液（yè）态蜡压注蜡模，设备投资大。中温蜡厚大蜡模易缩陷、变形、成本高。低温蜡成型容易、设备简单，而蜡模（mó）表面粗糙度相差不大。 这（zhè）一工艺比复（fù）合型壳质量（liàng）稳定，尤（yóu）其是铸（zhù）件尺寸（cùn）精（jīng）度高，因它没有水（shuǐ）玻璃存在，型壳高温（wēn）性能（néng）好，在1000-1200℃焙烧（shāo）后型壳透气性高，抗（kàng）蠕变能力强，既可适用于薄（báo）壁件，复（fù）杂结构的中（zhōng）小（xiǎo）件，又可（kě）生（shēng）产重达（dá）50-100kg的（de）特（tè）大件，如水泵、叶轮（lún）、导流壳、泵体、球（qiú）阀（fá）体、阀（fá）板等。对于薄壁中小件或（huò）大件可以（yǐ）采用（yòng）叉壳或抬壳在炉前直接浇注，更可获（huò）得高成（chéng）品率。 3.1存在问（wèn）题（tí） (1)由于采用低温蜡（là），大部（bù）分型壳在水中脱蜡，难免有皂化物残留进入型壳中(尤其是复（fù）合（hé）型壳及水玻璃型壳同时脱蜡（là）时（shí）)易产生铸件（jiàn）表（biǎo）面（miàn）夹杂，返（fǎn）修（xiū）率（lǜ）稍高，这是（shì）其缺点之（zhī）一。 (2)制壳（ké）生产（chǎn）周期长（zhǎng）是它（tā）的zui大（dà）缺点和不足，尤其在生（shēng）产大（dà）件（jiàn），有深（shēn）孔、深槽件时，每层干燥（zào）常要（yào）24-48h。以50kg双流道叶轮（lún）为例（lì），常须10-15d 制（zhì）壳（ké）时间，稍有未干透之死角，在水（shuǐ）脱蜡时会造成硅溶胶回（huí）溶（róng），型壳裂纹。 (3)硅溶胶型（xíng）壳（ké）(低温蜡)型壳成本（běn）较水玻璃型壳高5倍(每t铸件制（zhì）壳成本为5000元)，比（bǐ）复合型壳高17%。铸件成本（běn）相应较高（gāo）。 3.2改进方向 (1)为防（fáng）止因（yīn）低温蜡回（huí）收处（chù）理不彻底及用水脱蜡（là）时与复合型壳（ké）或水（shuǐ）玻璃（lí）型壳（ké）共用同一热水槽，易产生铸（zhù）件皂化物（wù）夹杂缺陷应采取以下措施。 ①采用蒸气脱蜡(蒸气压（yā）力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水（shuǐ）脱蜡，不仅可以防止皂化物（wù）夹杂（zá）而且型（xíng）壳不易产（chǎn）生裂（liè）纹，对铸件（jiàn）的质量稳定更有（yǒu）保（bǎo）障。 ②若采用热水脱（tuō）蜡，应在水中加人体积分数为1%-3%的工业盐酸，脱蜡后（hòu）再用含盐（yán）酸（suān）的热水冲洗每组型壳以减少皂化物残留。尽可能不（bú）要与（yǔ）水玻璃（lí）型（xíng）壳、复合型壳共用同一槽水脱蜡，也可更换水液，单独集中脱蜡，以减少皂化物入壳。 ③回收蜡（là）处理（lǐ）可用盐（yán）酸的体（tǐ）积分数为（wéi）3%-5%的酸化（huà）水，沸腾及沉淀时间要足够长。冬季硬化水温度（dù）低，水（shuǐ）玻（bō）璃及复（fù）合型（xíng）壳中Na2O的（de）残留量高，蜡料皂化也较（jiào）严重，应多加盐（yán）酸处理回收蜡，减少皂化物。蜡料处理后，及时补加硬脂酸也很重要（yào）。 (2)为缩短（duǎn）制壳（ké）生产周期，可采用“快（kuài）干硅溶胶”制壳，此工艺已日渐（jiàn）成熟，其各层（céng）型壳干燥时（shí）间可缩短1/2以上。小件（jiàn）各层(除zui后层外)干燥仅须（xū）3h，制壳时间由（yóu）原63h缩短为24h。中大件也较一般（bān）硅溶胶缩短50%。而其（qí）市场价只提高20-30%，完（wán）全可由场地、电耗的减少及（jí）生产（chǎn）率的（de）提（tí）高（gāo）来弥补（bǔ）。快干硅（guī）溶胶的推广应用是硅溶胶（jiāo）制壳工艺的改（gǎi）革（gé）必（bì）由之路（lù），将会逐步扩大应用。 (3)为降（jiàng）低硅溶胶型壳的成本（běn），zui有（yǒu）效的方（fāng）法是采用石英石代替锆英石作面层型壳耐火材料。目（mù）前锆英石耐（nài）火材料占整个硅溶胶（jiāo）制壳成本的60%，改用（yòng）石英后每t铸件制壳（ké）成本由5000元降为2210元，下降55.8%。中大件可采用熔融石英（yīng）砂(粉)取代锆英（yīng）砂(粉)已逐步（bù）在推广应用。 4、硅溶（róng）胶（中温蜡）型（xíng）壳 这是（shì）国际（jì）上通用的（de）精铸件生产工艺，它具（jù）有zui高（gāo）的铸件质量、zui低的（de）返修率，特别适合于表面粗糙度要求（qiú）高(Ra0.8-3.2)，尺（chǐ）寸精度（dù）高(CT3-CT5级)的中小（xiǎo）件、特小（xiǎo）件(2-1000g)。但由于（yú）设备及成本***，较少应用于中大件(5-100kg)。 4.1存在问题 (1)成本高，其型壳生产成本（běn）是水玻璃型壳的8倍。比低温（wēn）蜡-硅溶（róng）胶型壳也高出25%。主要原因是其制壳、蜡模（mó）材料成本高，且设备耗电也大得多，设（shè）备投资也大（dà）。 (2)生产周期与低温蜡-硅溶胶型壳相同，比水玻璃（lí）及复合型壳长得（dé）多。 (3)生产5-50kg的（de）中（zhōng）大件（jiàn）往往要采用中温液态蜡(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注（zhù）蜡，厚壁（bì）蜡模（mó）易缩凹，铸件尺寸精度并不太高，中（zhōng）大件（jiàn）对尺寸精（jīng）度、表面粗糙度要求（qiú）也没有小件那么高（gāo），故中大件较少采（cǎi）用（yòng）硅溶胶(中温（wēn）蜡（là）)型壳。 4.2改进方（fāng）向 (1)为降低成（chéng）本，保证质量，在解决了（le）石英对中（zhōng）温（wēn）蜡润湿性很差（chà）的（de）难题后，采用（yòng）石英石或熔融石英代替锆英石无疑是一方向（xiàng）。熔融石英其热膨胀系数仅为5×10-7/℃，且其价格只有锆英石的1/6。在国外，熔融石（shí）英已逐步（bù）在（zài）扩大应用范围。 (2)采用（yòng）快干硅（guī）溶胶缩短制壳周（zhōu）期（qī）是国内外同行（háng）共（gòng）同（tóng）努力的方向(见前（qián）述)。 (3)研制国产的（de）中（zhōng）温蜡或改进石蜡一硬脂酸低温（wēn）蜡是我国（guó）精铸界的重要任务。如何解决国（guó）产中（zhōng）温蜡或改进型的低温蜡回收（shōu）处理的难题，使其在生产中能长（zhǎng）期保持（chí）蜡料性能不（bú）变化（huà）是（shì）能（néng）否推（tuī）广应用的关键。 5、结束语 (1)各种型壳工艺有其不同的适用对象，选择的依据是：铸件的质量要求、价位及交货（huò）期。综合考虑（lǜ），正（zhèng）确选用zui经（jīng）济合理（lǐ）的制壳工艺方案是保证生产优质、低成本铸件的基础。 (2)水玻璃型壳虽有（yǒu）不少优点（diǎn）但粘结（jié）剂本身固（gù）有的缺（quē）点使铸件质量难以提高，质量稳（wěn）定性也差。今后将会（huì）逐（zhú）步被复合型壳，尤（yóu）其是成本低（dī）的石英一硅溶胶（jiāo）复合壳所取代。 (3)硅溶胶是理想的粘结剂，其型壳质量高（gāo），铸件质（zhì）量稳（wěn）定，返修（xiū）率低，是（shì）今后（hòu）的发（fā）展方向。石英石、熔融（róng）石英（yīng）耐火料在面层型壳中的应用，快干（gàn）硅溶胶的推广，将其生产成（chéng）本及制壳周期大大（dà）降低和缩短，克服（fú）了这2点不（bú）足，硅溶胶型壳(低温蜡或中温蜡（là）)将（jiāng）在（zài）我国精铸界得到广（guǎng）泛应用（yòng），毕竟高的（de）铸件质量是zui重要的（de）指标。
+查看全文24 2020-04
1、铸件（jiàn）“桔（jú）皮（pí）”缺陷的特征 铸件“桔皮”是生产中反复出现的一种铸造缺陷，它对铸件质量的影响较大，缺陷出现在铸（zhù）件肥厚（hòu）部位、热节及（jí）内浇道附近以及受热集中（zhōng）而（ér）冷却又慢的（de）部位（wèi）。铸件表面（miàn）有微凸的小圆斑，呈“眼圈”状，这些表（biǎo）面粗糙（cāo），看起（qǐ）来象“桔子皮”的（de）斑点（diǎn），在多种（zhǒng）铸件中反复出（chū）现（xiàn），有时整批铸件均有，其在每个铸件上的数量少则（zé）几个（gè），多至整个平面；小圆斑有的较大，有（yǒu）的小至麻点；有时是单个分散（sàn）的（de），有时也呈密集的片状凸起物，高出铸件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据（jù）我公司统计，废（fèi）品中的15%是“桔皮”缺陷造（zào）成的（de），而且碳钢件产生桔皮（pí）缺陷（xiàn）的机会更（gèng）多（duō）一些（xiē）。 2、“桔皮”缺陷产生的原因分（fèn）析 导致“桔（jú）皮”产生的根（gēn）本的（de）原因是（shì）涂料表面堆（duī）积、硬化不充（chōng）分。型壳在焙烧后，其表面上形成黄色或黄绿色玻璃（lí）体，浇注后与钢液反（fǎn）应而形成硅酸盐瘤粘附于铸件表面。单纯地延长（zhǎng）硬化时间，无助于zui终解决“桔皮”问（wèn）题（tí）。通过实践，有以（yǐ）下几方面的原因。 2.1原材料方面的影响（xiǎng） 众（zhòng）所周知，水玻璃涂料的粉液（yè）比低，粉（fěn）料（liào）分布不均（jun1）匀。水（shuǐ）玻（bō）璃的模数愈高，密度愈大，则涂料（liào）的粉液比（bǐ）愈（yù）低，粉料的分布愈不均匀，也（yě）zui不易充（chōng）分硬化。 (1)水玻（bō）璃的影响 水（shuǐ）玻（bō）璃的（de）模数、密度以及杂质的多少对涂料（liào）的流动性影响极大。随着模数的增大（dà），水玻璃（lí）中亚胶粒子比例增加，其粘度（dù）会随之（zhī）增（zēng）加，涂料（liào）的流变性恶化，当模组（zǔ）涂挂时（shí）极易在表（biǎo）层造成局部涂料堆积。 水玻璃参数不一（yī）致对涂（tú）料性能的影（yǐng）响是（shì）很（hěn）大的（de），这一点（diǎn）很容易（yì）被忽视。参数的不一致（zhì）性表现在两个方面（miàn）。 其一是模数的（de）不一（yī）致性（xìng），刚进厂（chǎng）的水玻璃只有（yǒu）经过长时间（jiān）的静（jìng）置扩散(分（fèn）散)后才能使同（tóng）一批模数趋（qū）于（yú）一致，达到稳定的分散状态；这一（yī）过程所（suǒ）需时间在（zài）一星（xīng）期以上，如果（guǒ）急于（yú）使用则不可能获得理想的涂料流变（biàn）性能。 其二是溶液密度的不一致性，在（zài）配涂料前通常要对（duì）水玻璃（lí）溶液的密度进行（háng）调整，应该特（tè）别注意加（jiā）水搅（jiǎo）拌后（hòu）马上（shàng）测得的密度是（shì）不真实的，因为液体分散稳定（dìng）的（de）过（guò）程尚未完成，与所希（xī）望的密度有一定的误（wù）差，据（jù）此配制的涂料，其（qí）粘度和流动性（xìng）都有误差。 (2)耐（nài）火粉料的影响（xiǎng） 耐火粉料颗粒的分布和形状（zhuàng）对涂料流（liú）变性的影响较大，双峰粉涂料具有（yǒu）较好的（de）流变性是大家（jiā）公认的；但即便是粒（lì）度分布基本相同的双（shuāng）峰粉，当耐火（huǒ）粉料颗料形状分别（bié）为多（duō）角、尖角和片（piàn）状（zhuàng）的粉配制涂料时，在粉（fěn）液比和水玻璃（lí）模数相（xiàng）同的条件下其流变性也（yě）会有很大的差异（yì）。 当粉料形状越接近（jìn）片状时，其比表（biǎo）面积（jī）也越大，颗粒间的摩擦力和作用力增大（dà），涂（tú）料的粘度将大于多角形（xíng）的粉料。 (3)水玻（bō）璃（lí）密度和粉液比（bǐ）的（de）综合影响 水（shuǐ）玻璃密度和（hé）粉液比的（de）变化对表层涂（tú）料（liào）流变（biàn）性的影（yǐng）响是非常直观的，水（shuǐ）玻（bō）璃密度和粉液比（bǐ）过大时涂料粘度增加、流变（biàn）性（xìng）变差、涂层变厚（hòu）会引（yǐn）起涂料在型壳表面局部（bù）堆积，型壳硬化不良zui终导致“桔皮”问题。 2.2工（gōng）艺方面的影响（xiǎng） (1)表面层（céng）风干不充（chōng）分。表面层风干是（shì）涂料（liào）的再均（jun1）匀化过（guò）程（chéng），同时，也是水玻璃脱（tuō）水固化过程（chéng），如（rú）风干时间过（guò）短，表面层涂料（liào）在熔模（mó）表面分布不均匀，造（zào）成其后（hòu）的硬（yìng）化（huà）不（bú）充（chōng）分，脱蜡（là）后将在型壳（ké）内（nèi）表面（miàn）形成团状聚集（jí）物，局部形成钠盐杂（zá）质。 (2)过度滴控。过（guò）度滴控指表面（miàn）层浸挂涂料时，单（dān）方向流动未能及时粘砂，将导致涂料（liào）在熔模表面（miàn）局部（bù）方向上的堆积，造成其（qí）后的硬化不完全。 (3)型（xíng）壳层（céng）间硬（yìng）化不（bú）良。由于（yú）涂料层（céng）尤（yóu）其是（shì）前两层中存在未硬化（huà）部分，未硬化（huà）的涂料（liào）在脱蜡和焙烧（shāo）后造成型壳内表面的钠盐聚集，与钢水反应后生（shēng）成“桔皮”缺陷。 2.3环境方面的影响 在寒冷的冬季，过低的室温使涂料流动性变差造（zào）成涂（tú）料堆（duī）积，过厚堆积的涂料又不能完全硬化；此外硬化液的（de）温度随室温的降（jiàng）低也会造（zào）成硬化（huà）过程的缓慢和不完全。环境湿（shī）度的影响则（zé）主要发生在（zài）雨季，空（kōng）气湿度的增（zēng）加会影响风干过程，常因为（wéi）风干（gàn）不（bú）足而出现“桔皮”问题。 3、避免“桔皮”缺陷（xiàn）的措施 3.1原料选用 (l)水玻璃（lí）在模数合适的情况下，必须严格控制杂质含量；应根据环境的温度、湿度、铸件（jiàn）的结构特点以及所配粉（fěn）料的特点调整水玻（bō）璃密度。 (2)粉料在粒度符合使用（yòng）要求的条件下，其粒形至关重要，球形和多角形粉料是（shì）较（jiào）理想的，而（ér）片状粉（fěn）料不能使用。 3.2工（gōng）艺（yì）对策 (1)水玻璃密（mì）度的调整。密度的合（hé）适与（yǔ）否将直接影响铸件的表面质量（liàng），密度过大会导致涂料流动性差而（ér）造成分层（céng）和“桔皮”缺（quē）陷，密度过小又会（huì）形成铸件表面的（de）黄瓜刺；合适的密度通常与环境温（wēn）度、粉料的粒（lì）度、微观形状及铸件（jiàn）的结构特（tè）点有关系。密度一般控（kòng）制在1.27-1.29g/cm3之（zhī）间（jiān），其调整原（yuán）则是（shì）: ①环境温（wēn）度高时增加密（mì）度，低时减（jiǎn）小（xiǎo）密度； ②粉料粗且片状比例小时增加（jiā）密度，粉料细且片状比例大（dà）时减小密度； ③结构简单涂（tú）料（liào）易流动的铸件可适当（dāng）增加密度，反之减小密度。 (2)粉液比的确定。粉液比也（yě）是（shì）影响铸件（jiàn）表面（miàn）质量的重要因素之一，比例过大则（zé）会（huì）因涂（tú）料的流动（dòng）性差导致涂挂不均匀而产生分层和涂料堆积；而太（tài）小则会产生铸（zhù）件表面的黄瓜刺。其配比原则是（shì）在保证涂料（liào）流（liú）动性的前提下（xià）尽量提高粉液比（bǐ）。 (3)硬化液（yè）的浓度、温（wēn）度与（yǔ）硬化时间。一般情况下，氯化（huà）氨质量分数在25%以上的硬化剂才会（huì）有较（jiào）好的硬化效果；如（rú）果氯化（huà）铵含量低，靠延（yán）长时（shí）间是不能（néng）改善（shàn）硬化效果的。 (4)涂挂操（cāo）作方（fāng）式。实际生产中有相当一部（bù）分“桔皮（pí）”问（wèn）题是由于操作不（bú）当造（zào）成（chéng）的（de），涂料的单方向流动（dòng）极易（yì）产生堆积而造成硬（yìng）化（huà）不充分，所以在蜡模浸（jìn）挂涂料之后的滴控（kòng）直到撒砂（shā）完毕的整个过程中，必须不断改变模组的方向。 (5)脱蜡工艺。在脱蜡热水中补充适当的硬化（huà）剂（jì），由于硬（yìng）化剂的（de）吸热作用和（hé）反（fǎn）应（yīng），会进一步使得表面层所滞留的反应（yīng）产（chǎn）物NaCl溶于（yú）脱蜡水中（zhōng）而大部分去除，此时（shí），型壳表面形成的是一层低钠硅胶层，有（yǒu）利于防（fáng）止“桔皮”缺陷的（de）产生。 (6)环境温度。环境（jìng）温度（dù）偏低（dī）会导致涂（tú）料流动性差，造（zào）成涂挂（guà）不均（jun1）匀而形成桔（jú）皮及其他（tā）制（zhì）壳缺陷，制壳（ké）工序的环境温度（dù）应控制在15℃以上。
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气泡是铸件（jiàn）常（cháng）见问题之（zhī）一，而且一（yī）旦铸件出现了（le）气泡（pào）问题，也等于（yú）产品报废了。那么如何避免铸（zhù）件产（chǎn）生气泡？看看下面这7条。 【缺陷现（xiàn）象】 铸件表皮（pí）下，聚集气体鼓胀所形（xíng）成的泡，有时会崩裂（liè），存在贯通和非贯通（tōng）两种。 别（bié）名：鼓（gǔ）泡、起（qǐ）泡【原因分析】 模（mó）具温度（dù）太高（gāo），开（kāi）模过早。 填充速度太（tài）高，金属流（liú）卷入气体过多（duō）。 涂料（liào）发气量大，用量过多，浇（jiāo）注前未燃尽，使挥（huī）发气（qì）体被包在铸件（jiàn）表层，另涂（tú）料含水量大（dà）。 型腔（qiāng）内气体没有排出，排（pái）气不顺。 合金熔（róng）炼温度过（guò）高（gāo）。 铝（lǚ）合（hé）金液体除（chú）气不彻底，吸有（yǒu）较多气体（tǐ），铸件凝固时析出留在铸（zhù）件内 填充时（shí）产生紊流。 【对应措施（shī）】 1、测温枪测试模具表面温度，显示数值（zhí）超过工艺规定范围。降低模具表面温度，增加保压时间； 2、铸（zhù）件表面内浇口（kǒu）压入的（de）金属流明显比其它部（bù）位亮很多。填充速度高产生原因一方（fāng）面是设备本身的压射速度高（gāo），另一（yī）方面可能是（shì）内浇（jiāo）口太薄造成。降低压（yā）射速度，适当（dāng）增加内浇口厚度；判（pàn）断内浇口薄的（de）方法：是（shì）否有浇口易粘现（xiàn）象（xiàng），降低（dī）二快速度看远（yuǎn）端是否（fǒu）有严重（chóng）压不（bú）实现象，不给压打（dǎ）件（jiàn），看是否有多股铝液流； 3、喷涂时察看雾的颜色是否呈白（bái）色（sè），合模前（qián）察看型腔是（shì）否还有（yǒu）气体残留。更换涂料或增大涂料与水的配比； 4、在烫模阶（jiē）段，铸件表面（miàn）有明显（xiǎn）的漩涡和涂料堆积。判断（duàn）及解决方法：调（diào）开档，人为产生涨模（mó），如果解决，需（xū）开排气道； 5、铸件（jiàn）表面内浇（jiāo）口压入的（de）金属流（liú）特别亮并伴有粘（zhān）结。适当降低浇（jiāo）注（zhù）温（wēn）度； 6、取样块测密（mì）度，看是否符合（hé）要求（qiú）。重新进行除气处（chù）理或在保温（wēn）炉内进（jìn）行再次（cì）精炼； 7、烫模阶（jiē）段铸件（jiàn）表（biǎo）面明显（xiǎn）有各流溶（róng）接不到一起的痕迹伴有涂（tú）料堆积。 判断及解决（jué）方（fāng）法：涂黑油生产，看痕迹（jì）是否有堆（duī）积，分析（xī）堆积部位，解（jiě）决方法： a、开设或加大相应部位的集渣包， b、调整内浇口流向、位置或填充方向。
+查看全文22 2020-04
1．冒口设计的基本（běn）原（yuán）理（lǐ） 铸件冒口主（zhǔ）要是在铸钢件上使（shǐ）用。铸铁（tiě）件只用于（yú）个别的厚大件的灰铸铁件和球铁（tiě）件上。金属液在液（yè）态降温和凝固过程中，体积（jī）要收（shōu）缩。铸件的体收缩（suō）大约为线（xiàn）收缩的3倍（bèi）。因（yīn）此，铸钢（gāng）的（de）体收缩通常按3---6%考虑，灰铸铁按2---3%，不过由于灰铸铁和（hé）球（qiú）墨（mò）铸铁凝（níng）固时的石墨（mò）化膨胀，可以抵消部分体（tǐ）积收缩，所（suǒ）以如果壁（bì）厚均匀，铸型紧实度高，通常（cháng）不需要设（shè）计冒口。铸件的体收缩如果（guǒ）得不到补充，就（jiù）会在（zài）铸件上或者内部形成缩孔、缩陷或者缩松。严重时常常造成铸件报废。 冒口尺寸计算（suàn）原则（zé）是，首（shǒu）先计算需要补缩的金属（shǔ）液需要多（duō）少（shǎo）。通（tōng）常把这一部分（fèn）金属液假设成（chéng）球体，并求（qiú）出直（zhí）径（设（shè）为d0）用（yòng）于冒口计（jì）算。冒口补（bǔ）缩铸件是有一定的范围------叫有效补缩距离，设（shè）为L，对厚度为（wéi）h的板状零件通常L=3~5h 。对棒状（zhuàng）零件L=（25~30）√h 式子（zǐ）中，h------铸（zhù）件厚度 2．冒口尺（chǐ）寸的基本（běn）计算方法 冒口计算的（de）公式、图线、表格等有很多。介绍如下。 zui常用的方法（fǎ）是，冒口直径 D=d0+h 理由是假（jiǎ）定冒口（kǒu）和铸件以（yǐ）相同（tóng）的（de）速度（dù）凝固，凝固过程是从铸件（jiàn）的两个（gè）表面（miàn）向内层进行，当（dāng）铸件完全凝固终（zhōng）了，正好（hǎo）冒口（kǒu）凝固了同（tóng）样（yàng）的（de）厚度，这时还剩下中间的空（kōng）心（xīn）的缩孔（kǒng），体（tǐ）积正（zhèng）好等于补缩球的体积，这部分金属液在凝固（gù）过程中正好补缩（suō）进了铸件（jiàn）。 当（dāng）铸件存在热节时，可以把（bǎ）h换成热节的直径（jìng）T即可。 即（jí）D=do+T 。 另外设（shè）计冒（mào）口，还有个重（chóng）要的部位，就是冒口（kǒu）颈，所谓冒口（kǒu）颈就是冒口（kǒu）和铸件的连接通道，冒口里的金属液都是经由冒口颈（jǐng）补缩（suō）到铸（zhù）件里（lǐ）的（de）。所以对冒口颈的截面（miàn）是有要求的（de），通常取冒口颈的（de）直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口（kǒu）高度（dù） H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应该考虑要高于需要补缩部位的（de）高（gāo）度，否则就成了（le）反补缩了（le），铸（zhù）件补缩（suō）了冒口，这是要避免的。 3．其它（tā）计算方法 常用的经（jīng）验计算方法还有不计（jì）算需（xū）要估算补（bǔ）缩的金属（shǔ）液，直接将（jiāng）热（rè）节园的直（zhí）径乘个系数得出冒口直径（jìng）。例如 简（jiǎn）单铸件 D=（1.05~1.15）T 外形简单，热节（jiē）比较集中（zhōng）。 复杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外形复杂，例（lì）如有许多筋（jīn）条和（hé）铸件的其（qí）余（yú）部分连接。 中间类型 D=（1.15~1.40）T 介于（yú）以上两种之（zhī）间。 铸造生（shēng）产（chǎn）的条件千差万别，因素太多，以至于所有的计算公式都是近（jìn）似的有（yǒu）条（tiáo）件的。往往一（yī）个公式不一定适（shì）用于所（suǒ）有的场合。所以公式中往（wǎng）往有取值范围较（jiào）大的系数供用户结合本单（dān）位的情况选择。
+查（chá）看全（quán）文21 2020-04
型砂的配制包括三个方（fāng）面，即原（yuán）材料的准备、型砂的混制和将混制好的（de）型（xíng）砂调匀（yún）及松砂等工艺环节。铸造生产中所使（shǐ）用的型砂（shā），有的（de）是由回用砂（shā）加适量的新砂、粘土和水经混（hún）合均匀配（pèi）制成的（de），有（yǒu）的全部（bù）是（shì）由新的（de）材（cái）料配制成的。为了确保新砂（shā）质量，所有的（de）原材料都须（xū）根据技术要求经验收合格后才（cái）能使用。为此（cǐ），在配砂前都必须（xū）进行加工准备。 （1） 新（xīn）砂（shā） 新砂在采购、运输（shū）过程中常（cháng）混有草（cǎo）根、煤屑及泥块等杂物，同（tóng）时（shí）含（hán）有一定（dìng）数量的分分。潮（cháo）湿（shī）的原（yuán）砂不易过筛，配砂（shā）时不便于控制型砂的水分。因此，除含水量低、用于手工造（zào）型的湿型砂可直接配制外，新砂在使用（yòng）前必须进行（háng）烘（hōng）干和过筛。新砂的（de）烘干用立式或卧式（shì）烘干滚筒，也可（kě）采用气流烘干的办法。常用的筛砂设备有手工（gōng）筛、滚筒筛和振动（dòng）筛等。 （2） 粘土 刚（gāng）开（kāi）采的（de）粘土（tǔ）往往含有较多的水分（fèn）具多为块状，因此使（shǐ）用前必须（xū）烘（hōng）干、破碎并（bìng）磨成粘土粉，主要由专门的工厂进行加（jiā）工，包装万袋供（gòng）应。有（yǒu）的工厂事先将膨润（rùn）土或粘土与煤粉按比例制成粘土—煤（méi）粉粉浆，使粘（zhān）土充分吸水膨胀，混砂时与原砂一起加入（rù）到混（hún）砂机里混合均匀。这种做法可简化混砂操作，便于（yú）运输，改善劳动条件（jiàn），提高型砂（shā）质量。但必须严格控制粉浆的含水量（liàng），否则会影（yǐng）响型砂性（xìng）能。 （3） 附加物（wù） 煤（méi）粉、硼（péng）配、氟（fú）化物和硫黄等附加物都必须粉碎（suì）、过筛后再使用。 （4） 旧砂 为（wéi）了（le）节省造型（xíng）材料，降低（dī）铸（zhù）件成本（běn），旧砂应回用。旧砂在型砂（shā）所（suǒ）占比例很大，它对（duì）型（xíng）砂（shā）的成（chéng）分及性能（néng）有着（zhe）很（hěn）大的（de）影响。旧（jiù）砂中（zhōng）常（cháng）混有各种杂（zá）物，如钉子、铁块和砂团等，在回用前必须进行处理（lǐ），包括将砂块粉碎，用电（diàn）磁分离器除去其中的铁质杂物然后过（guò）筛，必要时进（jìn）行冷（lěng）却。 在机械化程度高的铸（zhù）造车间，型砂需求量大，周转速度很快，往（wǎng）往旧砂的温度还比较高（gāo），有的回用（yòng）砂温度高达60摄氏度以（yǐ）上，如果采用这种型砂造型（xíng），容易粘附模（mó）样、芯盒及砂斗。由于型（xíng）砂温（wēn）度过高（gāo），会使（shǐ）水分蒸发（fā）太快，使（shǐ）型砂性能不稳定（dìng），同时影响铸件表面质（zhì）量，影响造型（xíng）劳动生产率。因此必须在铸件落砂、旧砂过（guò）筛、运输（shū）和混砂过程中（zhōng）加强通（tōng）风冷却，降低型砂温度。 （5） 混砂 混砂的任务是将各种原材料混合均匀，使粘结剂包覆在砂粒（lì）表面上（shàng），混砂的质（zhì）量主要取决于混砂工艺和混砂机的形式。 一（yī）、混砂机的形式。生产中常用的混砂设备有辗轮（lún）式、摆轮（lún）式（shì）和叶片式混（hún）砂机。辗轮式混（hún）砂机（jī）除（chú）有（yǒu）搅拌作用外（wài），还有辗压搓揉作用，型砂的质量较好，但生（shēng）产效率较低，主要用来混制面（miàn）砂和单（dān）一砂。摆式混砂机的生产（chǎn）效率比辗轮式高（gāo）几倍，且（qiě）可（kě）边混砂边鼓（gǔ）风冷却（què），并有一定的搓揉（róu）作用，但（dàn）型砂（shā）质量不（bú）如辗轮（lún）式混（hún）砂好（hǎo），主要用于机械化（huà）程（chéng）度高（gāo）、生产（chǎn）量大（dà）的铸造车间混制单一砂及背砂。叶片式混砂（shā）机是一种连续作业式的（de）设备（bèi），各（gè）种（zhǒng）原是否无误混砂机的一端进入，混好的型砂（shā）从混砂机（jī）的另一端出（chū）来，生产效率高。叶片式混砂机有混合作用（yòng），但搓揉（róu）作用很差，主（zhǔ）要用（yòng）于混制背砂和粘（zhān）土含量低的（de）单一砂。 二、加料顺序与混砂时间（jiān）。混制粘土型砂的（de）加顺序一（yī）般是先加回用砂、原砂（shā）、粘土粉和附加物等干料，干混（hún）均匀后（hòu）再加水湿混，均匀后即可使用。如果型砂（shā）中含（hán）有（yǒu）渣油液以（yǐ）及其（qí）他液态粘结（jié）剂，则应（yīng）先加（jiā）水将型（xíng）砂（shā）混合均匀后再加入（rù）油类粘结剂。这种先加干粉后加水的混砂加料顺（shùn）序存（cún）在的（de）缺点是，在混砂机的（de）辗盘边缘遗留一些（xiē）粉料，这些粉料吸水后粘附（fù）在混砂（shā）机壁上，直到混辗后期或卸砂时才脱（tuō）落下（xià）来，使（shǐ）型（xíng）砂里（lǐ）含有混合不均匀的粘土或煤粉团（tuán）块，恶化了型砂性能。同时干混（hún）时粉尘飞扬（yáng），劳动条（tiáo）件（jiàn）差。因此（cǐ），有的工厂（chǎng）采用先在回用砂里加水混合，然后加（jiā）粘土（tǔ）及煤粉混合均匀，zui后再加少量水分调（diào）节到所需要的含水量的混砂工艺。试验结果表（biǎo）明，后面这种加料顺序（xù）可（kě）缩（suō）短混砂（shā）时间，提高型砂质量（liàng），改善劳动条件（jiàn）。 为了使各种（zhǒng）原材料混合均匀，混（hún）砂时（shí）间不能（néng）太短，否则（zé）影响型砂性能，但混砂时间也不宜过长。否（fǒu）则将（jiāng）使型砂温度升高，水分过多挥发，型砂结成（chéng）块状，性能变坏且生产效率（lǜ）低。混砂时（shí）间主要根据（jù）混砂机的形式、粘（zhān）土含量、对型砂性能（néng）要求等来决定。一般来（lái）说，粘土含量越（yuè）多，对型砂质量（liàng）要（yào）求越高，混砂时（shí）间越长。采（cǎi）用辗轮式混砂机（jī）混（hún）制面砂时，混砂时间一般（bān）为（wéi）6—12分钟，北（běi）砂为（wéi）3—6分钟，单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀 型砂的调匀又（yòu）称回性、渗匀，是指（zhǐ）将混（hún）好的型（xíng）砂在不失（shī）去（qù）水分的条件下（xià）放置（zhì）一段时间，使水分均（jun1）匀渗透到（dào）型砂中，让粘土（tǔ）充分吸（xī）水膨胀（zhàng），以（yǐ）提高型砂的强度和（hé）透气性等性能。调匀时间（jiān）主要根据粘土种（zhǒng）类及加入量而定。型砂中粘（zhān）土含量越多，原砂（shā）的颗粒（lì）越（yuè）细，调匀时（shí）间越长。调匀时间应（yīng）适当，否则型砂（shā）性能难以满足要注。单一砂一般（bān）为2—3小时，面砂为4—5小时。机械化铸造厂间型砂调匀是在型（xíng）砂（shā）调匀（yún）斗里进行，非机械化的手工造型车间是将混好的（de）型砂堆放在轩间地面上，并用湿（shī）麻（má）袋覆盖（gài）进（jìn）行（háng）调匀。 型砂经混辗和调匀后会被（bèi）压实（shí），有的被压成团块。如果采（cǎi）用这种型砂直（zhí）接造（zào）型，型砂的（de）坚实度（dù）不均匀，透（tòu）气性（xìng）等（děng）性能差。因此，调匀后的型砂必须经松砂或（huò）过（guò）筛才能使用（yòng）。在机械（xiè）化的铸造车（chē）间一（yī）般（bān）采用（yòng）圆棒式或叶片（piàn）式松砂机进行松砂处理。在百机（jī）械化的手工造型车间，常用移动式（shì）松砂（shā）机或用筛孔为5—8毫米的筛子过（guò）筛。
+查看全文（wén）20 2020-04
覆膜砂（shā）铸造在铸造领（lǐng）域已有相（xiàng）当长的历史，铸件的产（chǎn）量也相当大（dà）；但采（cǎi）用覆（fù）膜砂（shā）铸造生产精密铸钢件时面临很（hěn）多难题（tí）：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如（rú）何解决这（zhè）些问题有（yǒu）待于（yú）我（wǒ）们去进一步探（tàn）讨。 一、对覆（fù）膜砂（shā）的认（rèn）识与了解（覆膜砂属于（yú）有机粘结剂型、芯砂） （1）覆膜砂的特（tè）点：具有适宜的强度性能；流（liú）动性好（hǎo），制出的砂型、砂芯轮（lún）廓清晰，组织致密，能够制造出（chū）复杂的砂芯；砂型（芯）表面质量好（hǎo），表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达（dá）CT7～CT9级；溃散性（xìng）好（hǎo），铸件容易清理（lǐ）。 （2）适用范围：覆膜（mó）砂既可制（zhì）作铸型又可制作砂（shā）芯，覆膜砂的型或芯既可互相配（pèi）合使用又可与其它砂型（芯）配合使用；不（bú）仅可以用于金属型重力铸造（zào）或（huò）低压铸造，也可（kě）以用于铁型覆（fù）砂铸造，还（hái）可以用于热法离心铸造；不仅可以用于铸铁、非铁合金铸（zhù）件的生产，还可（kě）以用于铸钢（gāng）件的生产。 二（èr）、覆膜砂的制备 1．覆膜砂组成 一般由耐火材料、粘结剂（jì）、固化（huà）剂、润滑（huá）剂及特殊添加剂组成。 （1）耐火材（cái）料是构成覆（fù）膜砂（shā）的主体。对耐火（huǒ）材料的要求是：耐火度高、挥（huī）发物少、颗粒较圆整、坚实等。一般选用天然擦洗硅砂。对（duì）硅砂的要求（qiú）是：SiO2含量高（gāo）（铸铁及非铁合金（jīn）铸（zhù）件要求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦洗（xǐ）砂）--[水洗砂（shā）含泥量规定小（xiǎo）于；粒度①分布在相邻3～5个（gè）筛号上；粒形（xíng）圆（yuán）整，角形因素应不大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂普遍采（cǎi）用酚醛树（shù）脂。 （3）固化剂通（tōng）常采（cǎi）用（yòng）乌洛托品；润滑（huá）剂一（yī）般采用硬脂（zhī）酸钙，其作用是防止覆（fù）膜砂结块，增加流动（dòng）性。添加（jiā）剂的主（zhǔ）要（yào）作用是（shì）改（gǎi）善覆膜砂的性能。 （4）覆膜（mó）砂的基（jī）本（běn）配比 成分（fèn） 配（pèi）比（bǐ）（质（zhì）量分数，%）说明：原（yuán）砂 100 擦（cā）洗（xǐ）砂（shā）， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水溶（róng）液2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加（jiā）剂 0.1～0.5 占原砂重（chóng）。1：2）10～15 占树（shù）脂重，硬脂酸（suān）钙 5～7 占树脂重，添加剂（jì） 0.1～0.5 占原砂重。 ２．覆膜（mó）砂的生产工艺 覆膜砂的制备（bèi）工（gōng）艺主要有冷法覆膜（mó）、温法覆膜、热法覆膜三种，目前（qián）覆膜砂（shā）的（de）生产几（jǐ）乎都是采用热覆（fù）膜法。热（rè）法覆膜工艺是先将原（yuán）砂加热到一（yī）定温度，然后分别（bié）与树（shù）脂、乌洛托品水溶液和硬（yìng）脂（zhī）酸钙混合搅（jiǎo）拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配方的差异，混（hún）制（zhì）工艺有（yǒu）所不同。目前国内覆膜砂生产（chǎn）线的种（zhǒng）类（lèi）很多（duō），手工（gōng）加料的半自动生产线约有2000~2300条，电脑控制的全（quán）自（zì）动生产线（xiàn）也已经有（yǒu）将（jiāng）近（jìn）50条，有效提高了生（shēng）产效率（lǜ）和产品（pǐn）稳定（dìng）性。例如xx铸造有限公司（sī）的自（zì）动化可（kě）视（shì）生产线（xiàn），其加（jiā）料时（shí）间控制（zhì）精确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可（kě）以（yǐ）通过视频（pín）时时（shí）观察混砂状态，生产效率达（dá）到6吨/小时（shí）。 ３．覆膜砂的主要（yào）产品类（lèi）型 （1） 普通类覆膜砂 普通（tōng）覆膜砂即传统覆（fù）膜砂，其组成通常由石（shí）英砂（shā），热塑性酚（fēn）醛树脂（zhī），乌（wū）洛托品和硬脂酸钙构成，不加有关（guān）添加剂，其树脂加入量通常在一定强度要求下相对较高，不具备耐高温，低（dī）膨胀、低发气（qì）等特（tè）性，适用于要求不高的铸件生（shēng）产 （2） 高（gāo）强度（dù）低发气类覆膜（mó）砂 特（tè）点：高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗（kàng）氧化（huà） 简介:高（gāo）强度低发气覆膜砂是（shì）普通（tōng）覆膜砂的更新换（huàn）代产品（pǐn），通过（guò）加入有关特（tè）性的“添（tiān）加剂”和采用（yòng）新的配制工艺，使树（shù）脂用（yòng）量大幅（fú）度下降，其强度比普通覆膜砂高30%以（yǐ）上，发气量（liàng）显著降（jiàng）低，并能延缓发气速度，能更好地（dì）适应铸件生产的需要（yào）。该类覆膜（mó）砂主要（yào）适用于铸铁件中，中小铸钢、合金（jīn）铸钢件的（de）生产（chǎn）。目前（qián）该类覆膜砂有三个系（xì）列：GD-1高强度低发气覆膜（mó）砂；GD-2高（gāo）强度低膨胀（zhàng）低发气覆膜砂；GD-3高强度低（dī）膨胀低发气抗氧化覆膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特（tè）点：耐高温、高强度、低膨（péng）胀、低（dī）发气（qì）、慢发（fā）气、易溃散、抗氧（yǎng）化 简介:耐高温覆膜砂是通过（guò）特殊工艺配方技术生产出（chū）的具有（yǒu）优异高温（wēn）性能(高温下强度高、耐热时间长、热膨胀（zhàng）量小、发气量低)和综合铸（zhù）造性（xìng）能的新型覆膜砂。该（gāi）类覆膜砂特（tè）别适（shì）用于复杂薄壁精（jīng）密的铸铁件(如（rú）汽车发动机（jī）缸体、缸盖等（děng）)以及高要求（qiú）的铸钢件(如集装箱角和（hé）火车刹车缓；中（zhōng）器壳件等)的（de）生产，可有效（xiào）消除粘砂（shā）、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。目前（qián）该覆（fù）膜砂有（yǒu）四个系（xì）列：VND-1耐高温覆（fù）膜砂. ND-2耐高（gāo）温低膨胀（zhàng）低发气覆膜砂 ND-3耐高温低（dī）膨胀低发气抗氧化覆（fù）膜砂 ND-4耐高（gāo）温（wēn）高（gāo）强底低（dī）膨胀低发气覆膜（mó） （4） 易溃散类覆膜砂 具有较好（hǎo）的强（qiáng）度，同时具（jù）有优异（yì）的低温溃散（sàn）性（xìng）能，适用（yòng）于生产有色金属铸（zhù）件。 （5） 其它（tā）特殊要求覆膜砂 为（wéi）适应不同产品的需（xū）要，开发出了系（xì）列特（tè）种覆膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激（jī）冷覆膜砂、湿态覆（fù）膜砂（shā）、防粘砂、防脉纹、防（fáng）橘皮覆膜砂（shā）等（děng）。 三、覆膜砂制（zhì）芯主要工艺过程 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动性好（hǎo）的覆膜砂可选（xuǎn）用较低的射砂压力，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低时可（kě）适当延（yán）长固（gù）化时间等。覆（fù）膜砂所使（shǐ）用的树脂（zhī）是酚醛类树脂。制芯工艺（yì）的优点：具有适宜的强度性（xìng）能；流动性好；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿（shī）性（xìng）强；溃散性好，铸件容易清（qīng）理。 1、铸（zhù）型（模具）温度 铸型温度是影（yǐng）响（xiǎng）壳层厚度及强度的主要（yào）因素之一,一般控制（zhì）在220～260℃,并根据下列原则选定（dìng）: （1）保（bǎo）证覆膜砂上的（de）树脂（zhī）软化及（jí）固化所（suǒ）需的（de）足够热量； （2）保（bǎo）证形成需要的壳（ké）厚且壳（ké）型（芯）表（biǎo）面不（bú）焦化； （3）尽量缩短结壳及硬化（huà）时间，以提（tí）高生（shēng）产率。 2、射砂压（yā）力（lì）及时间 射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则（zé）砂型（芯）不能成型（xíng）。射砂压力（lì）一般为0.6MPa左（zuǒ）右；压力过低时，易造成射不（bú）足（zú）或疏松现（xiàn）象（xiàng）。3、硬化时间：硬化时（shí）间（jiān）的长（zhǎng）短主要取决于砂型（芯）的厚度与（yǔ）铸型的温度，一般在（zài）60～120s左右。时间过短，壳层未完全固化（huà）则强度低（dī）；时（shí）间过长，砂（shā）型（芯）表（biǎo）面层易烧焦影（yǐng）响铸件质量。覆（fù）膜砂（shā）造型（芯（xīn））工艺参（cān）数实（shí）例：序号图号（hào） 壳厚（hòu）（㎜） 重量（liàng）（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时（shí）间（s）硬化时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜砂应用（yòng）中存在的问题及解决对策 制芯的方（fāng）法种类很多，总的可以（yǐ）划分为热固性方法和冷（lěng）固性方法两大类，覆膜砂制芯属于热固性方（fāng）法类（lèi）。任何一（yī）种制芯（xīn）方法都（dōu）有其自（zì）身的（de）优点和缺点，这主要取（qǔ）决于（yú）产品的质量要求（qiú）、复杂程度（dù）、生（shēng）产批量、生产成本、产（chǎn）品价（jià）格等综合因素来（lái）决定采用何（hé）种制芯方法。对铸件内腔表面质（zhì）量要求高，尺寸精度要求高、形状复杂（zá）的（de）砂（shā）芯（xīn）采用覆膜砂制芯是非常（cháng）有效的。例如：轿（jiào）车发（fā）动机气缸盖的（de）进排气道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的水道砂芯（xīn）、油道砂芯，进气岐管（guǎn）、排（pái）气岐管的壳（ké）芯砂芯（xīn），液压阀的流道（dào）砂（shā）芯，汽车（chē）涡轮增压器气道砂芯等（děng）等。但是在覆膜砂使用中还常（cháng）遇到一些问题，这里仅就（jiù）工作中的体会略谈一二（èr）。 1、覆（fù）膜砂的强度和发气量的确（què）定方法 在原（yuán）砂质量和（hé）树脂质量一定（dìng）的前提下，影响覆膜砂强（qiáng）度的关键因素主要（yào）取于（yú）酚醛树脂的（de）加入量。酚醛树脂加（jiā）入量多，则（zé）强度就（jiù）提高，但发气量也增加，溃散（sàn）性就降（jiàng）低。因此在生产应用中（zhōng）一定要控制覆膜砂的（de）强（qiáng）度来减少发（fā）气（qì）量（liàng），提高溃散（sàn）性，在强度标准的制（zhì）订时定要（yào）找（zhǎo）到一（yī）个（gè）平衡点（diǎn）。这个平衡（héng）点就是保证砂芯的表面质量及在浇（jiāo）注（zhù）时不（bú）产（chǎn）生变形、不产生（shēng）断芯前提下的强度。这样（yàng）才（cái）能（néng）保证铸件（jiàn）的（de）表面质量和尺寸精度，又可（kě）以（yǐ）减少发气（qì）量，减少（shǎo）铸造件气孔（kǒng）缺陷（xiàn），提高砂（shā）芯的出砂性（xìng）能。对砂芯存放，搬运过程中可以采用工位器具、砂（shā）芯（xīn）小车，并在其（qí）上（shàng）面铺（pù）有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样可以减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂（shā）芯的存放期 任何砂芯都（dōu）会（huì）吸湿，特别是南（nán）方地（dì）区空气相对湿度大，必须对砂芯（xīn）存放期（qī）在工艺文件上加以规定，利用精益生（shēng）产先（xiān）进先出（chū）的生产方式减少砂芯的存放量和存放周期。各企业应结合自己的厂房条件和（hé）当地（dì）的气候（hòu）条件来确定砂芯的（de）存（cún）放周期。 3、控制好覆（fù）膜砂的供货质量 覆膜砂（shā）进厂时必须附有供（gòng）应商的质量（liàng）保证资料，并且（qiě）企业根据抽（chōu）样（yàng）标准进（jìn）行检查（chá），检（jiǎn）查合格后方可（kě）入库。企业取样检测不合格时（shí）由质保（bǎo）和技术（shù）部门做（zuò）出处理结果，是让步接受（shòu）或向供应商退货。 4、合格的覆膜砂（shā）在制芯时发现砂芯断裂（liè）变形 制芯时砂（shā）芯（xīn）的断裂变形通常会认为覆膜砂强度低造成的。实际（jì）上砂芯（xīn）断裂和变形会涉及到许多生产过程。出现（xiàn）不（bú）正常情况，必须（xū）要查（chá）到真（zhēn）正（zhèng）的原因才能彻底解（jiě）决（jué）。具体（tǐ）原因如下： （１）制芯（xīn）时模具（jù）的温度和留模时（shí）间，关系到砂芯结（jié）壳（ké）硬化厚度是否满足（zú）工艺要（yào）求（qiú）。工艺（yì）上所（suǒ）规（guī）定的工艺参数（shù）都需要有一个范围，这个范围（wéi）需（xū）靠（kào）操（cāo）作（zuò）人（rén）员的技能来（lái）进行调整。在模具温度上（shàng）限时留模时间可（kě）以取下（xià）限，模具（jù）温度（dù）在下限（xiàn）时留模时间取上限。对操作人员需（xū）要（yào）不断地培训提高操作技（jì）能。 （２）制芯时（shí）在模具（jù）上会粘有酚（fēn）醛树脂和（hé）砂粒，必须（xū）进（jìn）行（háng）及时（shí）清理并喷上脱模（mó）剂（jì），否则会越积越多开模时会（huì）把砂芯拉断或变形。 （３）热芯盒模具静模上的弹簧（huáng）顶杆，由（yóu）于长期在高温状态下工（gōng）作（zuò）会产生弹性失效而造成砂芯断裂或变形（xíng）。必须及时更换弹簧。 （４）动模（mó）和静（jìng）模不平行或不（bú）在同一中（zhōng）心（xīn）线上，合（hé）模时在（zài）油（yóu）缸或气缸的压力作用下，定位（wèi）销前端有（yǒu）一段斜（xié）度，模（mó）具还（hái）是（shì）会合紧，但在开模时（shí）动模和静模仍会恢复（fù）到原始状态使砂（shā）芯断（duàn）裂或变（biàn）形。在（zài）这种情况下射砂时（shí）会跑砂，砂（shā）芯的尺寸会变大。解决对策是及时调（diào）整模具的平行度和同轴度。 （５）在（zài）壳芯机上生（shēng）产空（kōng）心砂（shā）芯时，从砂芯（xīn）中倒出尚未（wèi）硬化的覆膜砂需要重新使用时，必（bì）须进行过（guò）筛并未用过的（de）覆膜砂按３：７比例混合后使用，这（zhè）样才能保证壳芯（xīn）砂芯的表面（miàn）质量和砂芯（xīn）强度。
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什么叫淬火？ 钢的淬火（huǒ）是（shì）将钢加热到临界（jiè）温度Ac3（亚共析钢（gāng））或Ac1（过共（gòng）析钢）以（yǐ）上温（wēn）度，保温一段时间，使之全（quán）部或部分奥（ào）氏（shì）体（tǐ）化，然后以大于临界（jiè）冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近（jìn）等温（wēn））进行马氏体（或（huò）贝（bèi）氏体（tǐ））转变的（de）热处理工（gōng）艺（yì）。通常也（yě）将（jiāng）铝合金、铜合金、钛合金（jīn）、钢化玻璃等材料的（de）固溶处理或（huò）带有快速冷却（què）过程的热处理工艺称为淬火。 淬（cuì）火的目的： 1）提（tí）高金属（shǔ）成（chéng）材或零（líng）件（jiàn）的机械性能。例如（rú）：提高工（gōng）具（jù）、轴承（chéng）等的硬度和耐磨性，提高弹簧的（de）弹性极限，提（tí）高轴类零件的综合机（jī）械性能等。 2）改善某些（xiē）特殊钢（gāng）的材料（liào）性能或化学性能。如（rú）提高不锈钢的耐蚀性（xìng），增加磁钢（gāng）的永磁性等（děng）。 淬火冷却（què）时，除需合理选用淬火介（jiè）质外，还要有正（zhèng）确的（de）淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火，双液淬（cuì）火，分（fèn）级淬（cuì）火、等温淬火，局部淬火等。 钢铁工件在淬（cuì）火后具有以（yǐ）下特点： ① 得到了马氏体、贝（bèi）氏体（tǐ）、残余奥（ào）氏体等不平衡（héng）（即不稳定）组织（zhī）。 ② 存在（zài）较大内应力。 ③ 力学性能不能满足要求。因此，钢铁工（gōng）件淬火后（hòu）一般都要经过回火 什么（me）叫回火？ 回（huí）火（huǒ）是将（jiāng）淬火后的金属成材或零件加热到（dào）某一温度，保温一定时间后，以（yǐ）一定方式冷却的热处理（lǐ）工艺，回火是淬火（huǒ）后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处（chù）理（lǐ）的zui后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称（chēng）为zui终处理。淬火与（yǔ）回火的（de）主（zhǔ）要目的是： 1）减少内应力和降低脆性（xìng），淬火件存在着（zhe）很大的应力和（hé）脆（cuì）性，如没有及时回火（huǒ）往往会产生变形甚至开裂。 2）调整工件的机（jī）械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为（wéi）了满（mǎn）足（zú）各种工件不同的性能（néng）要（yào）求，可以通过回火来调整（zhěng），硬度，强（qiáng）度，塑性和韧性（xìng）。 3）稳定工（gōng）件尺寸。通过回火可使金相组织趋于稳（wěn）定，以保证（zhèng）在以后的使用过程中不再发生变（biàn）形。 4）改（gǎi）善某些合金（jīn）钢的切削性能。 回火的（de）作用在（zài）于（yú）： ① 提高组织（zhī）稳（wěn）定性，使工件在使用过程中不再发生组织转（zhuǎn）变，从而（ér）使工件几何尺寸和性能保持稳定。 ② 消除内应力，以便改善工（gōng）件（jiàn）的使用性（xìng）能并（bìng）稳定工（gōng）件几（jǐ）何尺寸。 ③ 调（diào）整（zhěng）钢铁的力学性（xìng）能以满（mǎn）足（zú）使用要求。 回（huí）火之所（suǒ）以具（jù）有这些（xiē）作用（yòng），是因为温（wēn）度（dù）升（shēng）高时，原子活动能力增强，钢（gāng）铁（tiě）中的铁、碳和其他合金元（yuán）素的原子可以较快地进行（háng）扩（kuò）散，实现原（yuán）子的重新排列组合（hé），从而（ér）使不稳（wěn）定的不平衡组织逐步转变为（wéi）稳定（dìng）的平衡组织。内应力（lì）的（de）消除（chú）还与温度升高（gāo）时金属强度降（jiàng）低（dī）有关（guān）。一般钢铁回火时（shí），硬度和强度（dù）下降，塑性提高（gāo）。回火温度越高，这（zhè）些力学性能的变化越（yuè）大。有些合（hé）金元（yuán）素含量较高的合金钢，在（zài）某一温度范围回火时，会析出一（yī）些颗粒细（xì）小的金属（shǔ）化合物，使强度和（hé）硬度上升。这种现象称为二次硬（yìng）化。 回火要求：用途不同的工件（jiàn）应在不同温（wēn）度（dù）下回火，以满足（zú）使用（yòng）中的要求。 ① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表（biǎo）面淬（cuì）火零（líng）件（jiàn）通（tōng）常在250℃以（yǐ）下进行（háng）低温回火。低温回火后（hòu）硬度（dù）变（biàn）化不大，内应力（lì）减小，韧性稍有提高。 ② 弹簧在（zài）350～500℃下中温回火，可获（huò）得较高（gāo）的弹性（xìng）和必要的韧性。 ③ 中碳结构钢制作的零（líng）件通常在500～600℃进行（háng）高温回火，以获得适宜的强（qiáng）度与韧（rèn）性的良好配合。 钢在（zài）300℃左右回火时（shí），常使其脆性增大，这（zhè）种现象称为首类回火（huǒ）脆性。一般不应（yīng）在这个温（wēn）度区间回火。某些中碳合金结构钢在高温回（huí）火后，如果缓（huǎn）慢冷（lěng）至室温，也易于变脆。这种现（xiàn）象称为第二类回火脆性。在钢中加（jiā）入（rù）钼，或回（huí）火时在油或（huò）水中（zhōng）冷（lěng）却，都可以防止第二类回火脆性。将第二类（lèi）回火脆性的钢重（chóng）新加热（rè）至原来的回火温度（dù），便可以消（xiāo）除这（zhè）种脆性。 在生产中，常根据对工（gōng）件（jiàn）性能的要求。按加热温度的不同，把回火分为低（dī）温回火，中温（wēn）回火，和（hé）高（gāo）温回（huí）火。淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调（diào）质，即在具（jù）有高（gāo）度（dù）强度的同时，又有好的（de）塑性（xìng）韧性。 1、低温（wēn）回火：150-250℃ ，M回，减少内（nèi）应力（lì）和脆性（xìng），提（tí）高塑（sù）韧（rèn）性，有较高（gāo）的硬度和耐磨（mó）性（xìng）。用于制作量具、刀具和滚（gǔn）动（dòng）轴承等。 2、中温（wēn）回火：350-500℃ ，T回，具有较高的（de）弹（dàn）性，有（yǒu）一定的（de）塑性和硬度。用于制（zhì）作弹（dàn）簧、锻模等（děng）。 3、高温回火：500-650℃ ，S回，具有（yǒu）良好的综合力学性能（néng）。用于制作齿轮、曲轴等。 什么是正（zhèng）火? 正火是—种（zhǒng）改善钢材（cái）韧性的热处（chù）理。将（jiāng）钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一（yī）段时间出炉空（kōng）冷。主（zhǔ）要特点是冷（lěng）却速度快于退火而低（dī）于淬（cuì）火，正火（huǒ）时（shí）可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化（huà），不但可得（dé）到满意的强度，而且可以（yǐ）明显提高韧（rèn）性(AKV值），降低构件的（de）开裂（liè）倾向（xiàng）。—些低合金热轧（zhá）钢板、低合金钢（gāng）锻件与铸（zhù）造件经正火处理后，材料的综合力学性（xìng）能可以大（dà）大改（gǎi）善，而且也改（gǎi）善了切削性能（néng）。 正火有以下目（mù）的和用途： ① 对亚共析钢，正火用以（yǐ）消除铸（zhù）、锻、焊件的过热粗晶组织和魏（wèi）氏组织，轧（zhá）材中的（de）带状（zhuàng）组织（zhī）；细化（huà）晶粒；并可作为（wéi）淬火前（qián）的预先热处（chù）理。 ② 对过（guò）共析钢，正火可以消除网状二次渗碳体，并使珠光（guāng）体细（xì）化，不但改（gǎi）善机械性能，而且（qiě）有利于以后的球（qiú）化退火。 ③ 对低碳（tàn）深冲薄钢板，正火可以消除（chú）晶界的游离渗碳体，以改善其深冲（chōng）性能。 ④ 对低碳（tàn）钢和低碳低合金钢，采用正火，可得到较多的细片状（zhuàng）珠光体组织（zhī），使硬度增高到HB140-190，避免切削（xuē）时的“粘（zhān）刀”现象，改善切削加工性。对中碳钢，在既可用正火又可用退火的场合（hé）下，用正火更为经济（jì）和方便。 ⑤ 对普通（tōng）中碳结（jié）构（gòu）钢，在（zài）力学性能要求不（bú）高的场（chǎng）合（hé）下，可用（yòng）正火代替淬火加高温回火，不仅操作简便（biàn），而且使（shǐ）钢材的（de）组织和尺寸稳（wěn）定。 ⑥ 高（gāo）温正火(Ac3以（yǐ）上150～200℃)由于高（gāo）温下（xià）扩散速度较高,可以（yǐ）减（jiǎn）少铸件和（hé）锻件的（de）成（chéng）分偏析。高温正火后的粗大晶粒（lì）可通（tōng）过（guò）随后第二次较（jiào）低温（wēn）度的正火予以细化。 ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢，常采用正火以获得贝氏体组织（zhī），再经高温回（huí）火（huǒ），用于（yú）400～550℃时具有良好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材（cái）以外，正火（huǒ）还广（guǎng）泛用于球墨铸铁（tiě）热处理，使其获得珠光体基（jī）体，提高球墨铸铁的强度。 由于正火的特（tè）点是空气冷却，因而环境气（qì）温、堆放方式、气流及工（gōng）件尺寸对正火后的（de）组织（zhī）和性能（néng）均有影响。正火组织还可作为合金钢的（de）一种分类方法。通常（cháng）根（gēn）据直径为25毫米的试样加热到（dào）900℃后,空（kōng）冷（lěng）得到的（de）组织，将合金钢分为珠（zhū）光体钢、贝（bèi）氏体钢（gāng）、马氏体钢和奥氏体钢。 什么是退火？ 退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间（jiān），然（rán）后（hòu）以适宜（yí）速度冷却的一种金属（shǔ）热处理工（gōng）艺。退火热（rè）处（chù）理分为完全退火，不完全退火和（hé）去应力退火（huǒ）。退火材料的力学性能可以用拉伸试验（yàn）来检测，也可以用硬度试验来检测（cè）。许多（duō）钢材（cái）都是以退火热处理状态供（gòng）货的，钢材硬度检测可以采用洛（luò）氏硬度计，测试HRB硬（yìng）度，对于（yú）较薄的钢板、钢带以及（jí）薄壁钢（gāng）管，可以采用表（biǎo）面洛氏硬度计，检（jiǎn）测HRT硬度。 退火的（de）目（mù）的在于： ① 改善或消除钢铁在（zài）铸造、锻压、轧制和焊接（jiē）过程中所造成的（de）各种（zhǒng）组（zǔ）织缺陷以及残余（yú）应（yīng）力，防止工件（jiàn）变（biàn）形、开裂。 ② 软化工件以便进行切削加工。 ③ 细化晶粒，改善（shàn）组（zǔ）织以提高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理（淬火、回火（huǒ））作好组（zǔ）织（zhī）准备。 常（cháng）用的退火工艺有： ① 完全退火。用以（yǐ）细化中、低碳钢经铸造、锻压（yā）和焊接（jiē）后出现的（de）力（lì）学性能不（bú）佳（jiā）的粗大过热组织。将工件加热到铁素体（tǐ）全部转变为奥氏体的（de）温度以上30～50℃，保温一段（duàn）时间，然（rán）后随（suí）炉缓慢冷却（què），在冷却过程中（zhōng）奥氏体（tǐ）再次（cì）发生转变，即可使钢的组织变细。 ② 球化退火。用（yòng）以降（jiàng）低工具钢和轴承钢锻压后的偏（piān）高（gāo）硬度（dù）。将工（gōng）件加热到钢（gāng）开始形成奥氏体（tǐ）的温度以上（shàng）20～40℃，保（bǎo）温后缓慢冷（lěng）却，在冷却过程中珠光体（tǐ）中的片（piàn）层状渗碳体变为球状，从而降低了硬（yìng）度。 ③ 等温退（tuì）火。用（yòng）以降低某些镍、铬含量较高的合金结构（gòu）钢的（de）高硬（yìng）度，以进行切削（xuē）加工（gōng）。一般先以（yǐ）较（jiào）快速度（dù）冷却到奥氏体zui不稳定的温（wēn）度，保温适（shì）当（dāng）时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬（yìng）度即可降低。 ④ 再结晶退火。用以消除金属线材（cái）、薄板在冷拔、冷轧（zhá）过程（chéng）中的硬化现象（硬度升（shēng）高、塑性下降）。加热温度一般（bān）为钢开始形成奥氏体的温度以下50～150℃ ，只有这样才能消（xiāo）除加工硬化效应使金属软（ruǎn）化（huà）。 ⑤ 石墨化退火。用以使含有大（dà）量渗碳体的（de）铸铁变成塑性良（liáng）好的可锻铸铁。工艺操作是（shì）将铸件加热（rè）到950℃左右，保（bǎo）温（wēn）一定时间后适当冷却，使渗碳（tàn）体分解形（xíng）成团絮状石墨。 ⑥ 扩（kuò）散退火。用以使合金铸件化学（xué）成分均匀化，提高其使用性能。方法是在不发（fā）生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的（de）温度，并长（zhǎng）时间保（bǎo）温，待（dài）合金中各种（zhǒng）元素（sù）扩（kuò）散趋于均匀（yún）分（fèn）布后缓冷。 ⑦ 去应力退火。用以（yǐ）消除钢铁铸件和（hé）焊接（jiē）件的内应力（lì）。对于钢铁制品加热后开（kāi）始（shǐ）形成奥（ào）氏（shì）体的温度以（yǐ）下（xià）100～200℃，保温后在（zài）空气中冷（lěng）却，即可消除内应力。
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一、变形的（de）原因 钢的变（biàn）形主要原因是（shì）钢中存在内应力（lì）或者外部施加的应力。内应力是因（yīn）温度分（fèn）布（bù）不均匀或者相变所致，残（cán）余应力也（yě）是原因之一。外应力引起的（de）变（biàn）形主（zhǔ）要是（shì）由（yóu）于工件自重而造成的“塌陷（xiàn）”，在（zài）特殊情况下也应考虑碰（pèng）撞被加热的工件（jiàn），或者夹（jiá）持（chí）工具夹持（chí）所引起的（de）凹陷等。变形包括弹性（xìng）变形和塑（sù）性变形（xíng）两（liǎng）种。尺寸变化主要是基于（yú）组织转变，故（gù）表现出同样的膨（péng）胀（zhàng）和收缩，但当工件上有（yǒu）孔穴或者复（fù）杂（zá）形状工件，则（zé）将导致附（fù）加的（de）变形。如果淬火形成大（dà）量（liàng）马氏体（tǐ）则发生膨胀，如（rú）果产生大量残余奥氏体则相（xiàng）应的要（yào）收缩。此（cǐ）外，回火时一般发生收缩，而（ér）出现（xiàn）二次硬化（huà）现象（xiàng）的合（hé）金（jīn）钢则发生膨胀，如（rú）果进行深冷处理，则由于残余（yú）奥氏体（tǐ）的马氏（shì）体化而进一（yī）步膨胀，这些（xiē）组织的比容都随着含碳量的（de）增加（jiā）而增大，故含（hán）碳量增加也使尺（chǐ）寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生时段 1.加热过程：工件在加热过程中，由于内应力逐渐释放而产生变形。 2.保温过程：以自重塌陷变形（xíng）为（wéi）主（zhǔ），即塌陷弯曲。 3.冷（lěng）却（què）过程：由于不均匀冷（lěng）却和组织转（zhuǎn）变而至变形（xíng）。 三、加热与变形 当加热大型工件时，存在残余应力或（huò）者（zhě）加热不均（jun1）匀（yún），均可产（chǎn）生变形。残余应力主要来（lái）源于（yú）加工过（guò）程。当存在这些应力时（shí），由于随着温度的升高，钢的屈服强度逐渐下降，即使（shǐ）加热很均匀，很（hěn）轻微（wēi）的应力也会（huì）导致变形。 一般，工件（jiàn）的（de）外（wài）缘（yuán）部位残余应力较（jiào）高，当温度的上升从外部开始进行时（shí），外缘部位变形较大，残余应力引起的（de）变（biàn）形包括弹性（xìng）变形和（hé）塑性变形两种。 加热时产生的热（rè）应力和想变应力都是（shì）导致变形的原因。加热（rè）速（sù）度越快、工（gōng）件尺寸越（yuè）大、截面变化越大，则加热变形越大。热（rè）应力取决于（yú）温度的（de）不均（jun1）匀分布程度（dù）和（hé）温度梯（tī）度（dù），它们都是导致热膨（péng）胀（zhàng）发生差异的原因。如果（guǒ）热应力高（gāo）于（yú）材料的高温屈服点，则引起塑（sù）性变（biàn）形，这种塑性（xìng）变形就表现为“变形（xíng）”。 相（xiàng）变应力主要源于（yú）相变的不等时性，即（jí）材料一（yī）部分发生相变（biàn），而（ér）其它部分还未发生相变（biàn）时产（chǎn）生的。加热时材料的（de）组织转变成奥氏体发生（shēng）体积收缩时可出现（xiàn）塑性变形。如果材料的各（gè）部分同时发生相同的组织转变，则不产生应力。为此，缓慢（màn）加（jiā）热可以适当降低加热变（biàn）形，zui好采用预（yù）热。 此外，由于加热中因（yīn）自重而出现“塌陷”变（biàn）形的（de）情况非常多（duō），加热温（wēn）度越高，加热（rè）时间越长，“塌陷”现象越严重。 四、冷却与变形 冷却不（bú）均时将产生热应（yīng）力导致变（biàn）形发生。因工件（jiàn）的外缘和内（nèi）部存在冷却速度差异，该热应力是不可避免（miǎn）的，淬火情况下，热应力与组织（zhī）应力叠加（jiā），变形更为复杂（zá）。加之组织的（de）不均匀、脱碳等（děng），还会（huì）导致相变点出现差（chà）异，相变的膨胀量也（yě）有所不同。 总之，“变（biàn）形”是（shì）相变应力和（hé）热应力共同（tóng）所致，但并非全部应力都消耗在变形上，而是（shì）一部分作（zuò）为残余应力存（cún）在于工件中，这种应力就是导（dǎo）致时（shí）效变形和时效裂纹的原因。 因（yīn）冷却（què）而导致（zhì）的（de）变形（xíng）表（biǎo）现（xiàn）为以下（xià）几种形式： 1.件急冷初期，急冷的一侧凹陷（xiàn），然后转（zhuǎn）为（wéi）凸起，结果快冷的（de）一面凸起（qǐ），这种情况属于热（rè）应力引（yǐn）起（qǐ）的（de）变形大于相变引起的变形。 2.由热应力所引（yǐn）起的变形是钢料（liào）趋（qū）于球形化，而由（yóu）相变应力所引（yǐn）起的变形（xíng）则使之（zhī）趋于绕线轴状。因此淬火冷却所致的变形表现为两者的结合，按照淬火方式的不同，表现出（chū）不同的变形。 3. 仅（jǐn）对内孔部分（fèn）淬火时，内孔收缩。将整个环形工件加热整体淬火时（shí），其外径（jìng）总是增大，而内径则根（gēn）据尺寸的不同时涨时缩，一般内径（jìng）大时，内（nèi）孔涨大，内径（jìng）小时，内孔收缩 五、冷处理与变形 冷处理促（cù）进马（mǎ）氏体转变，温度较低（dī），产（chǎn）生的变形（xíng）比淬火冷却要小，但（dàn）此时（shí）产生的应（yīng）力（lì）较（jiào）大，由于残余应力、相变应力和热应力等（děng）的（de）叠加容易导致开裂。 六、回火（huǒ）与变形 工件在回火过程（chéng）中由于内应力的均匀化（huà）、减（jiǎn）小（xiǎo）甚至消失，加上（shàng）组织发生变（biàn）化（huà），变形趋于减小，但同（tóng）时，一旦出现变形，也是很难矫正的。为（wéi）了矫正这种（zhǒng）变形，多采用（yòng）加压回火或喷（pēn）丸硬化等方法。 七 、重复淬火与变形 通常情（qíng）况下，一次淬火（huǒ）后的工件未经过中间退（tuì）火（huǒ）而进行（háng）重（chóng）复（fù）淬火，将增大变形。重复淬火引起的变形（xíng），经过重复淬火，其变形累（lèi）加（jiā）而趋（qū）于球（qiú）状，容（róng）易（yì）产生（shēng）龟裂，但（dàn）形状相对稳定了，不再容易产生变形了，因此重复淬火前应增加中间（jiān）退火（huǒ），重复淬火次数应小（xiǎo）于等于2次（不含初次淬火）。 八、残余应力与变形（xíng） 加热过程中，在（zài）450℃左右，钢由弹性体（tǐ）转变为塑性体，因此很容易呈（chéng）上（shàng）升塑（sù）性变形。同时，残余应力在（zài）约（yuē）高于此温度时（shí）也将（jiāng）因再结晶而消失。因此（cǐ），快速加热时，由于工件（jiàn）内外部存（cún）在（zài）温度差（chà），外（wài）部达到450℃变成了塑性区，受而内部温（wēn）度较低处存在残余（yú）应力作用而（ér）发（fā）生变形，冷却后，该区域就是出现变形（xíng）的地方。由于实际生产过程中，很难实现均匀、缓慢（màn）加热，淬火前进行消除应力（lì）退火是非常（cháng）重要（yào）的，除了通过加热消除（chú）应力（lì）外，对于（yú）大型零（líng）件（jiàn）采用振（zhèn）动消除应力也（yě）是有效的。
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球墨铸铁（NodularCastIron）是一种具有优良力学性能的金（jīn）属材（cái）料（liào），通过（guò）在铁液中加入球（qiú）化（huà）剂和孕（yùn）育剂，让石墨呈球状形核并长大而获得。20世（shì）纪（jì）40年代，现（xiàn）代球墨铸铁由美国国（guó）际锡公司(INCO)青年科研（yán）人员K.D.Millis首先研究（jiū）成功。球墨铸铁（tiě）在力学性能、物理性能（néng）、工艺（yì）性能、使用性（xìng）能上具有独特的优势，生产工艺简（jiǎn）单，成本低廉，在机械、冶金、矿山、纺织、汽车及（jí）船舶等领域应（yīng）用广泛。 生（shēng）产（chǎn）球墨铸铁时夹渣（zhā）是zui常见的缺陷，其多出现在铸件浇（jiāo）注位（wèi）置的上平面或型芯上表面部位。夹渣（zhā）缺陷严重影响铸件的（de）力学性能，特别是韧（rèn）性和屈服强（qiáng）度，导致承压部（bù）位发生渗漏（lòu）。 笔者所在单位（wèi）生产（chǎn）的一种发电设（shè）备铸件前（qián）期经（jīng）常出现铸件夹渣缺陷而报废，针对此缺陷进行了改进。 1.原工艺及缺陷（xiàn）状况 铸件（jiàn）重量为4500kg，材料为QT400-18，呋喃树（shù）脂（zhī）自（zì）硬砂造型。采用15t/h工频电炉熔炼，化（huà）学成分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温度为1350~1380℃。浇（jiāo）注系统采（cǎi）用半（bàn）封闭式（shì）、横（héng）浇道在（zài）分型（xíng）面的环形底（dǐ）注工艺，内浇道为4道φ35mm的陶瓷管，直浇道为（wéi）φ80mm，横（héng）浇道截（jié）面为：70/80mm×100mm，截（jié）面比为：F直（zhí）：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺方案如图（tú）1所示。这样设计（jì）出来的铸（zhù）件（jiàn）缺陷主要为夹渣，位置（zhì）在法兰背面和轴承上表面，形状不规则，无金属（shǔ）光泽，用渗透液或磁粉（fěn）检（jiǎn）测，有时用肉（ròu）眼即可发现，如图2所示。图（tú）1 工艺方（fāng）案图2 夹渣缺陷分（fèn）布 2.缺陷（xiàn）原（yuán）因分析 （1）熔炼或球化处（chù）理后，加入的熔剂和形成的（de）熔渣在浇注时随金属液（yè）一起注入型腔。 （2）金（jīn）属液（yè）在浇注过程中镁（měi）、稀土、硅、锰、铁等二次氧化，产生的（de）金属氧化物和硫化物、游离石墨等上（shàng）浮（fú）到铸件上表面或滞留在铸件内（nèi）的死角和砂芯下（xià）表面等处（chù）。 原工艺该铸件的浇注压（yā）头为2.5m，铁液从浇口杯进入浇注系统后（hòu），直接由内浇道底返进入底法兰，进流速度大，约0.7m/s，进入型（xíng）腔的铁液紊流严重，且（qiě）严（yán）重卷气，因此铸件表面出现大量的渣，造（zào）成该产品（pǐn）的（de）废品率超过10%。 （3）由于含硫量过高，使金属液（yè）含（hán）有大量硫化（huà）物，浇注（zhù）后在铸件内部形成渣。 （4）金属液中各组（zǔ）元（碳、锰、硫（liú）、硅（guī）、铝、钛）之间（jiān）或这些组元（yuán）与氮、氧之间发生化学反（fǎn）应，其氧化物与炉（lú）衬、包衬、砂型（xíng）壁或涂料之间发生界面反应（yīng）形成夹渣。 3.改进方（fāng）案 （1）熔炼（liàn）时对原材料进（jìn）行分拣，保证干燥、清（qīng）洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出（chū）炉（lú）温度和球化（huà）处理温度（dù），对（duì）浇包进行充（chōng）分（fèn）烘烤。 （3）金（jīn）属液在（zài）浇（jiāo）包内应静置一（yī）段时间，以（yǐ）利于（yú）渣上浮。 （4）降低原铁液含硫量，在保证球化前提下，尽可能（néng）减（jiǎn）少球（qiú）墨（mò）铸铁的残（cán）留镁含量。 （5）浇（jiāo）注系统改进。为保证铁液在（zài）充（chōng）填型腔的过程中平稳、流畅，按大孔（kǒng）出流理（lǐ）论对浇注系统进行了改进（jìn），如图（tú）3所示。采用开放式浇注（zhù）系统，通过增大进流截面（miàn）降低进流速度。铸件（jiàn）整体分散进流，快速充型，保证浇口杯、直浇道及时充满（mǎn）。图3 改进（jìn）后（hòu）的（de）浇注系（xì）统 该铸件重4500kg，浇注重量6000kg，根据相关公式（shì）计算的浇注时（shí）间为60s，阻流截面（miàn）积为52cm2，即设计的开放式浇（jiāo）注系（xì）统的直浇道截（jié）面积为52cm2。按照标准的陶瓷管，则选择（zé）φ80mm的陶（táo）瓷管，截面（miàn）积是50.24cm2，按照推荐（jiàn）的浇（jiāo）注系统比例，设计的横浇道截面形状是矩形（9cm×6cm），则面积是108cm2，内浇道是13道（dào）φ35mm的（de）陶瓷管，截（jié）面积是125cm2，则zui终（zhōng）的截面比（bǐ）是F直：F横（héng）：F内=1∶2.15∶2.49。 根据上面计算（suàn）的参数计算得进流速度为0.28m/s，进流速度降低很多，是（shì）原工（gōng）艺进（jìn）流速度的40%。充（chōng）型平稳（wěn），避免紊（wěn）流，大大降低（dī）了铁液（yè）二次氧化的机会，从（cóng）而（ér）可以（yǐ）减少夹（jiá）渣缺（quē）陷。 4.改进（jìn）后验证 采用（yòng）以上措（cuò）施连续生产15件，铸件没有再出现（xiàn）法兰和（hé）轴承上表面部（bù）位（wèi）夹（jiá）渣（zhā）缺陷，改（gǎi）进有（yǒu）效（xiào）。类似的方法在（zài）其他产品上运用，也有明显效果。 5.结语 大型球墨（mò）铸铁件（jiàn）易于（yú）在浇（jiāo）注位置上表面以及铁液流动的一些死角区域产生夹渣缺陷，这些缺（quē）陷可（kě）以通（tōng）过熔炼控制和浇注系统的改进来解决。浇（jiāo）注系（xì）统（tǒng）形式以及参数选择应能保证铁（tiě）液平稳充（chōng）型，为此浇注系统各（gè）组成部分（fèn）面积、浇注时间需（xū）按（àn）照（zhào）内浇道低速进流（liú）、铸（zhù）件整体快速充满的原（yuán）则来计算。
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热处理工艺中淬火的常用方法（fǎ）有（yǒu）十种，分（fèn）别（bié）是单介质(水、油、空（kōng）气)淬火;双介质淬（cuì）火（huǒ）;马氏体分（fèn）级（jí）淬火;低于Ms点的马氏体分（fèn）级淬火法;贝氏体等（děng）温淬（cuì）火（huǒ）法;复合淬火（huǒ）法;预冷等温淬火（huǒ）法;延（yán）迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬火（huǒ）法（fǎ）等。 一（yī）、单介（jiè）质(水（shuǐ）、油、空气)淬火 单介（jiè）质（zhì）(水、油、空气)淬火：把（bǎ）已加热到淬火温度的工件淬人一（yī）种淬火介（jiè）质，使其完全冷却。这种是（shì）zui简单（dān）的（de）淬火方法，常用于形（xíng）状简单的碳钢和（hé）合金钢工件。淬（cuì）火介质根据零件传（chuán）热（rè）系（xì）数大小、淬透性、尺（chǐ）寸、形状等进行选（xuǎn）择。 二、双介质淬火 双介质淬火（huǒ）：把加热（rè）到（dào）淬火温度的工件，先在冷却能（néng）力强的淬火（huǒ）介质（zhì）中冷（lěng）却（què）至接（jiē）近Ms点，然后转入慢冷的（de）淬火介质中冷却（què）至室温，以达到不同淬火（huǒ）冷却（què）温度区间，并有比（bǐ）较理（lǐ）想的淬（cuì）火冷（lěng）却速（sù）度。用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制（zhì）作的大型工件，碳素工具钢也多采用此法。常用冷（lěng）却介质（zhì）有水-油、水-硝（xiāo）盐、水-空气、油（yóu）-空（kōng）气，一（yī）般用水作快冷淬火介质，用油（yóu）或空气（qì）作慢冷（lěng）淬火介质，较少采用空气。 三（sān）、马氏体分级淬火 马氏体分（fèn）级淬火：钢材奥（ào）氏体化，随之浸入温度稍高或（huò）稍（shāo）低于钢（gāng）的上马氏点的液态介（jiè）质(盐浴或碱浴)中，保持适当时间，待钢件的内、外层都（dōu）达到介质温度（dù）后取出（chū）空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。一般用于形（xíng）状复杂和变形要求严（yán）的小型（xíng）工件，高速钢和高合（hé）金钢工模（mó）具（jù）也常用此法淬（cuì）火。 四（sì）、低于Ms点（diǎn）的马氏体分（fèn）级淬火法 低于Ms点的马氏体分级（jí）淬火法：浴槽温（wēn）度低于工件用钢的Ms而高于Mf时，工件在（zài）该浴槽中冷却较（jiào）快，尺（chǐ）寸较大时仍可（kě）获得和分级淬火相同的（de）结果。常用（yòng）于尺（chǐ）寸（cùn）较大的低淬（cuì）透性钢工件。 五、贝氏体等温淬（cuì）火法 贝氏体等（děng）温（wēn）淬火法（fǎ）：将工件淬（cuì）入该钢（gāng）下贝氏（shì）体温度的（de）浴槽中等（děng）温，使其发生下贝（bèi）氏体转变，一般（bān）在浴槽中保温30~60min。数（shù）控微信公号（hào）cncdar贝氏（shì）体等温淬火工艺主要三（sān）个步骤：①奥氏体化（huà）处（chù）理;②奥氏体化（huà）后冷却处理;③贝氏（shì）体等温处理;常用于合金钢、高（gāo）碳钢小尺寸零件及球墨铸（zhù）铁件。 六、复合淬火（huǒ）法 复合淬火（huǒ）法：先将工件急冷至Ms以下得（dé）体积分（fèn）数（shù）为10%~30%的马氏体，然后在下贝氏体区（qū）等温，使较（jiào）大（dà）截（jié）面工件（jiàn）得到马氏（shì）体和（hé）贝氏体组（zǔ）织，常用于合金工具钢工（gōng）件。 七、预冷等温淬火法 预冷等温淬火法：又称升温等温（wēn）淬火，零件（jiàn）先在温度（dù）较低(大于Ms)浴槽中冷却，然后转入温度较高的浴槽中（zhōng），使奥氏（shì）体进行等（děng）温转变。适（shì）用于淬透（tòu）性较差的钢件或尺寸较大又必须进行等温淬火（huǒ）的工件。 八、延迟（chí）冷却淬火法 延迟冷却淬火法：零（líng）件先在空气、热水（shuǐ）、盐浴中预冷到（dào）稍高于Ar3或Ar1温度，然后进行（háng）单（dān）介质淬火（huǒ）。常用于形状复杂各部（bù）位厚薄悬殊及要求变形小的零件。 九、淬火自回火法 淬火自回火法：将被处理工件全部（bù）加热（rè），但（dàn）在淬火（huǒ）时仅将需要淬（cuì）硬的部分(常（cháng）为工作部位（wèi）)浸入淬火液（yè）冷却，数控微（wēi）信公号cncdar待到未（wèi）浸入部分火色消（xiāo）失的瞬间，立即取（qǔ）出在空（kōng）气中冷却的淬火工艺。淬火自回火法利（lì）用心（xīn）部未全部冷透（tòu）的热量（liàng）传到表面，使（shǐ）表面回火。常（cháng）用于承受冲击的工（gōng）具如錾子（zǐ）、冲子、锤子（zǐ）等。 十、喷射淬火法 喷射淬火（huǒ）法：向工件喷射水流的（de）淬火方法，水流（liú）可（kě）大（dà）可（kě）小（xiǎo），根据所（suǒ）要求的淬（cuì）火深度而定（dìng）。喷射（shè）淬火法不会在工件表（biǎo）面（miàn）形成蒸汽膜，这样就能够保（bǎo）证得到比昔通水中淬火更深的淬硬层。主要用于局部表面淬火。
+查看全文13 2020-04
第1步（bù） 材料的选择 铁素体球铁的生产，选择高纯的原材料是（shì）非常必（bì）要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些（xiē）合金元（yuán）素要严（yán）格控制含量。由于很多微（wēi）量元素对（duì）球化衰（shuāi）退（tuì）zui为敏感，如，钨、锑、锡、钛、钒等。钛对球化影（yǐng）响很大应加以控制，但钛高是（shì）我国生铁（tiě）的特点（diǎn），这主要与生（shēng）铁的冶金工艺（yì）有关。 第2步 脱硫 原铁液含硫量（liàng）决定球化剂的加入（rù）量，原（yuán）铁液中的含硫（liú）量越（yuè）高，则球化剂的加入量越（yuè）多（duō），否则不能获得（dé）球化良（liáng）好的铸件（jiàn）。球化处理前原铁液中的S含量控制在0.02%以（yǐ）下（xià）。对（duì）球（qiú）化处理前原（yuán）铁液的含（hán）硫量高时，必（bì）须进行脱硫（liú）处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化处理，采用涡流工艺，加入量控制在0.5～1.0%，具体根据zui终Mo含量进行调整（zhěng）。为（wéi）了确（què）保Mo的有效吸收，对合（hé）金的粒度应该严格（gé）要求。 第4步（bù） 球化剂和球化处理 生产厚大断（duàn）面球铁（tiě）件时，为（wéi）了提高（gāo）抗衰退能力，在球化剂中加入（rù）一（yī）定比例的重（chóng）稀土，这样（yàng）既可以保证（zhèng）起球化作用的Mg的含量，同时也可以增加具有较（jiào）高抗（kàng）衰退能力的重稀（xī）土元（yuán）素，如（rú），钇等。根据国内很多工（gōng）厂的试验和生产（chǎn）实践，采（cǎi）用（yòng）Re—Mg与（yǔ）钇基重稀土的复合（hé）球化（huà）剂作为厚大断面球铁（tiě）件生产的球化剂（jì）是非常（cháng）理想的，使用这种（zhǒng）球化剂在实际生产（chǎn）应用过程中也取得了很好的效果。据有关资（zī）料表明（míng），钇的（de）球化能力（lì）仅次于镁（měi），但其抗衰退能力比镁强的多，且不回硫，钇可（kě）过量（liàng）加入（rù），高碳孕育良（liáng）好（hǎo）时，不会出现渗碳体。另外，钇与磷（lín）可（kě）形成高熔点夹杂（zá）物，使（shǐ）磷共晶减（jiǎn）少并弥散，从而（ér）进一步提高球铁的延伸率。在球化处理时，为（wéi）了提高镁的吸收率，控制反应速（sù）度及（jí）提高球化效果，采用（yòng）特有的球化工艺（yì）。对球（qiú）化处理的控制，主要是（shì）在反应（yīng）速（sù）度上进（jìn）行控制（zhì），控制（zhì）球化反应时间在2分钟左右。 对（duì）此采用中低Mg、Re球化剂和钇基（jī）重稀土的复合球化剂，球化（huà）剂的加入（rù）量根（gēn）据残留Mg量确定。 球化衰退防止：球化衰退（tuì）的原因一方面（miàn）和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关，另一方（fāng）面也和孕育作用不断衰退有关（guān），为了（le）防止球化衰退（tuì），采取以下措施： A、铁液中（zhōng）应保持有足（zú）够的球化元素含量； B、降低原铁液的含硫量，并防止铁液氧化； C、缩（suō）短（duǎn）铁（tiě）液经球化处理后的（de）停留（liú）时间； D、铁液经（jīng）球化（huà）处理并扒渣（zhā）后，为（wéi）防止（zhǐ） Mg、RE元（yuán）素逃逸，可用覆盖剂将（jiāng）铁液表面（miàn）覆盖严，隔绝（jué）空气以（yǐ）减少（shǎo）元素的逃逸。 第5步 孕育剂和（hé）孕育处理 球化处理是（shì）球铁生产的基础，孕育处理是球铁生产（chǎn）的关键，孕（yùn）育（yù）效（xiào）果（guǒ）决定了石墨球的直（zhí）径（jìng）、石（shí）墨球数和石墨球（qiú）的园整度（dù），为（wéi）了保证孕育效果，孕育处理采用多（duō）级孕育处理。孕育（yù）处理（lǐ）越接近浇注，孕育效果越好。从孕育到浇（jiāo）注需要（yào）一定的时（shí）间（jiān），该时（shí）间越长，孕育衰退就越严（yán）重（chóng）。为了（le）防止（zhǐ）或减少孕育衰退，采用以下措（cuò）施： A、使用长效孕育（yù）剂（含有（yǒu）一定量（liàng）的钡（bèi）、锶、锆或锰的硅基孕育（yù）剂）； B、采用（yòng）多级（jí）孕育处理（lǐ）（包内孕育、孕育槽孕（yùn）育、水口瞬时孕育等）； C、尽（jìn）量缩短（duǎn）孕育到浇注时间。 孕育剂的加入（rù）量控制在0.6～1.4%，孕育剂加入量过（guò）少，直接造成孕育效果差，孕育（yù）量过大，导致铸件夹杂。 第6步 浇注工艺控制 浇注（zhù）应采用快浇，平稳（wěn）注入的原则。为了提高瞬时孕育的均匀性及防止熔渣进入型腔，水口盆的总容（róng）量应与铸件（jiàn）的毛（máo）重相当，浇注时将（jiāng）孕育剂（jì）放入水口盆中，将铁（tiě）水一次（cì）全部（bù）注入（rù）水口，使铁（tiě）水与孕育剂充（chōng）分混合，扒去表面浮（fú）渣，提出水口堵浇注。
+查看全文（wén）10 2020-04