熔模铸造薄壁高韧性球铁零件时几种典型缺陷的特征,成因及其对策

熔模铸造薄壁高韧性球铁零件时几种典型缺陷的特征,成因及其对策 熔模铸造薄壁高韧性球铁零件时几种典型 缺陷的特征,成因及其对策 ?生产应用?(2 熔模铸造薄壁高韧性球铁零件时 几种典型缺陷的特征,成因及其对策T2 中国船舶工业总公司第十二研究所(陕西兴平市713102)张志善'(『'j 【摘要】介绍了笔者在熔模铸遣薄壁高韧性球铁件生产实践中所见的几种典型铸 造缺酷的特征.同时对其形成原囤/ 进行了分析,并提出了相应的解决对策.. 嘲词竺坚球铁坪豺袜-__--一_-—.——一.1'1,一 众所周知,熔模铸造大都在热壳状态下浇注.显 然,这对铸件的成形,特别是薄壁(3~6mm)球铁件是 较为有利的但与此同时,却对获得细晶粒度和致密铸 件带来了不利影响.尤其是球铁的结晶温度范围较宽 (呈糊状凝固),又有石墨的形核,长大和石墨化膨胀的 固有特征,较高的模壳温度(相当于铸件壁厚的增大) 将导致铸件的冷却,结晶速度减慢,晶粒粗大化,石墨 形状畸变,孕育衰退等诸多弊端.因此,在上述这种特 定的成形,凝固条件下,铸件所形成的缺陷的种类及其 特征,既有普通砂型铸造时的共性,又有它自身的个 性只有具体地分析具体情况,找出问飚的症结,才能 对症下药,为获得健全铸件和提高成品率,收到事半功 倍的效果.现就生产实践中所出现的几种典型缺陷的 特征,成园及其对镱作一介绍 1表面气孔 这种缺陷多出现于铸件两壁交叉的角落处及铸件 浇注位置的上表面.其大小从针尖大到3ram不等, 有时单个分散分布,有时密集分布. 成因模壳在炉内焙烧时,新装入炉内的模壳中 的水蒸汽进入先装的模壳的型腔内,而先装入者又未 能充分千透就出炉使用.由于模壳通常不扎出气孔,且 其本身透气性又较差.这样,在浇注时,如果倒入浇口 杯中的液流太猛,太多,形成大股液流进入型腔(此时 直浇道完全充满),型腔内的空气园没有一点点缝隙让 其排出,势必就被铁水卷入其内;或者在金属液的充填 过程中,被赶到型腔的角落或铸件的上表面处,待铸件 凝固之后,上述被气体占居的地方,便出现气孔此外, 若大包球化处理完,用抬包分次浇注时,束包铁水往往 温度太低,这时铁水中卷入的气体难以外逸,在铸件凝 固之后,随之便形成气孔.这种缺陷遍布在铸件的全 身,只是由于铸件较小而壁又薄,故有时呈穿透性或分 布于铸件的上表面. 必须待 对策如遇到同炉先后装入二批模组时, 炉内新装入的模壳内部的水份蒸发殆尽,且使水汽从 炉内克分外逸.同时还应使即将出炉使用的模组热透. 此外.浇注时,先用大股液流充满浇口杯,随之用细流 在不间断的情况下浇完,以便给型腔内的空气向外逸 散留出一定的间隙和足够的时间.浇注温度不能低于 1310Ec. 2表面麻坑及两壁交叉处铁豆 2.1表面麻坑 生产中有时发现,铸件经喷丸后,在其大平面上, 可以看到密集分布的,大小0.5,2ram,深1,1.5ram 的小麻坑虽然它对铸件的使用性能影响不大,但直接 影响到铸件的美观. 成因模壳内表面的第一,第二层涂料硬化时间 不足,且未充分自然凉千,就进行第三,第四层涂料工 序.这种模壳在金属液的高温作用下,其内表面会发生 "冲蚀,而呈不连续的点状脱粉当铸件在其内凝固 时,表面便形成如丘陵状连绵起伏的嘛坑. 对策因为第一,二层涂料质量对铸件将来的表 面质量影响至关重要,所以务必使模壳的第一,二层涂 料有足够的硬化时间(?1小时),同时.还要使其在自 然风干中凉透,方可进入后面的工序. 2.2两壁交叉处铁豆 生产中有时发现,铸件经喷砂(或喷丸)后,在二壁 交叉的角落处,常有2~4mm的铁豆或小铁瘤子.这 种缺陷虽然用凿子人工很易铲除掉,但必定增加了清 理的工作量. 成因在上第一,二层涂料时.模组浸入涂料缸 中,未轻微上下晃动和左右旋转就取出,使二壁交叉处 因此 的局部牯不住涂料,很自然,此处就粘不住砂于.用这种带有缺陷的模组,再进行涂挂第三,四层涂料 时,必然形成内腔具有小孔眼或小缝隙的模壳.当铁水 浇入时,随之便渗入到这些小孔,小缝中,形成铁豆或 铁瘤子缺陷 ?男,59萝,高级工程师. 《热加工工艺)l,,9年第1期 对策模组浸入涂料缸中时,上下,左右多晃几 下,模组取出后,除左,右旋转外,还须用小毛刷给角落 处补刷些馀料.并消除模组上的气泡,随后仔细地撒上 干砂,立刻浸入硬化液槽中. 3铸件表面鼓起和变形 生产中有时还发现,支座铸件的底面(不加工面) 明显鼓起2~3mm.不仅使零件的尺寸,重量超差.更 严重的是使毛坯装夹困难,影响机械加工. 成因?蜡模脱型后,放入水中定型的时间较短+ 且水温太高(>30"C);?型壳中NaO含量过多.水玻 璃的模数太高或脱蜡温度太高,时间太长;?模壳存放 时间太久而吸潮胀大;?蜡料本身温度较高等. 对策蜡模脱型后,立即入水定型,且时间要充 足,水温不能大于3O?;严控蜡料温度在44,48?;控 制型壳中的NaO含量在O.2,O,3,适当提高水 玻璃的模数 4铸件断口呈深黑色 清理铸件时,有时可看到铸件及其内浇口的断面 均呈深黑色.这种铸件敲击时声音还清雅,砸断时,韧 性尚好.化学分析表明,它的C,Si含量处于控制成分 的上限3.7,3.9和2.8,3,Ce,Mg残量处 于控制成分的下限0.03和0.O4金相观察发现: 从50年代后期已开始,我国则从70年代初期开始研 制开发可以说我国铸造生产领域20多年来,树脂砂 技术的推广应用是发展最快,涉及面最广,影响最深远 的一项重大的技术进步,它引起了造型,制芯方法的根 本性变革.据不完全统计,到"八五"计划末,我国引进 的树脂砂设备已达100多套,加上国产设备约200 套:.但是,由于设备,工装,原材料,工艺及管理诸多 原因,使这些引进的和国产的设备多数都未能充分发 挥其作用.即使在一些树脂砂生产正常运行的工厂,多 数在生产管理,质量控制,质量指标,降低成本,提高经 济效益和对树脂砂工艺技术的认识深化等方面,也都 或多或少地存在着一些问题我国的铸造技术,总体上 看.在生产率和专业化水平方面大体相当于国外5o, 60年代的水平.在呋喃树脂砂应用方面大体相当国外 60~70年代的水平.根据笔者几年来对树脂砂技术 的学习理解和对部分树脂砂生产厂的调查,在这里提 其石墨含量较多(?7,8),铁索体含量?9O,球 化级别为3,4级.当出现这种情况时.应持慎重态度, 在未作全面质检之前,不可轻意的评判用与否 产生的原因一是本批生铁的原始C,Si含量较以 往批次高些,而孕育量仍保持原来的加入量;二是球化 处理温度偏高,或球化剂中粉末状偏多,或其破碎时间 较久,氧化严重等.使球化剂的吸收率偏低因此.一旦 发生此种现象时,应酌量减少孕育剂的加入量和炉内 的增碳量,同时适当降低球化处理温度(电炉熔炼时), 球化剂现破现用.尽量少用粉末状. 5铸件缺肉 发现焊在模组上部的零件有 生产中,个别情况下, 缺肉现象.产生的原因是.对某一模组而言,浇注后期, 铁水倒的太快,收包突然.这样浇口杯看上去浇满了, 实际上稍停20~30s钟,浇口杯中的液面马上下降.以 至造成模组上部零件的某个局部供应不上铁水,待铸 件凝固之后便形成缺肉.针对这处情况.只要在浇注后 期,放慢倒入浇口杯中的液流,并要小股倒入.晚收包, 再点些铁水,则不难克服这种缺陷. 熔模铸造薄壁高韧性球铁零件时,如果出现本文 所列的诸多缺陷,若能严格按照所述对策行事,则其缺 陷不难消除.? 收稿日期l998年1o月7日 看法难免有片面和不妥之处.希望通过讨论取得共识, 以充分发挥树脂砂的优越性,把树脂砂铸件的生产提 高到一个新水平. 1强度问题 树脂砂的强度问题包括两个方面的内容,一是树 脂砂的强度究竟控制在多少为宜,二是用什么强度指 标来验收树脂砂更符合生产实际. 1.1树脂砂强度 从型(芯)砂发展的历史沿革看,自最初的粘土砂, 水玻璃系砂到有机粘结剂的合脂,桐油及树脂砂,无论 是型砂或芯砂,其强度均呈现出由低到高的变化.特别 是芯砂强度变化尤为明显. 随着工艺技术的进步和对铸件要求的提高,提高 ?男,62.高级工程师 《热加工工艺}19)9年第1期 \ 题 司兰盹 饥 曝 滟晡 句厂这五#莎隋伊 喃椭