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          機床鑄件夾渣缺陷產生的原因分析及預防措施

          2019-12-01 09:53:16
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          消失模生產大型機床鑄件夾渣包括鐵液熔渣和模樣殘渣,在鑄件上一般呈黑色,形狀不規則、大小不一,有塊狀、片狀、線條狀等。一般存在于鑄件內部,多見于鑄件上表面的皮下和拐角處,通常鑄件外觀良好,加工或破壞檢驗才能發現,對鑄件質量危害很大。
          1、金屬熔渣缺陷
          由于原材料和其他不可避免的因素,熔煉鐵液時或多或少都要產生熔渣,特別是爐料銹蝕嚴重或采用鐵屑熔煉時,將會產生大量金屬熔渣。如澆注之前和澆注過程中,不能采取措施,澆注過程中熔渣很容易隨著鐵液進入型腔并留在鑄件內部,凝固后形成黑色夾渣。由于熔渣的密度比鐵液小,一般都浮在鑄件上面,鑄件拐角處對熔渣有阻礙作用,熔渣上浮時易在此處滯留,該部位也多見夾渣缺陷。消失模鑄造是在負壓條件下澆注,鐵液充型時存在較強的附壁效應,即鐵液優先沿著型壁填充,因此通常情況下,消失模鑄件表面很少見到渣眼,夾渣多存在于鑄件表皮下。熔渣的主要成分是金屬氧化物、碳化物等,鐵液熔渣是消失模鑄件夾渣的主要來源。
          根據夾渣產生的原因及易產生的部位,結合消失模鑄造金屬充型的特點,制訂以下防止鑄件鐵液熔渣的主要預防措施。
          (1)從源頭控制熔渣的產生熔煉鐵液用的原材料盡可能進行除銹、除油等處理,加強原材料儲存措施,使用較干凈的原材料。
          (2)加強扒渣和擋渣鐵液熔化完畢后,在鐵液表面用聚渣劑進行多次聚渣、扒渣,盡可能減少倒入澆包內的熔渣。鐵液倒入澆包后,在鐵液面上撒蓋聚渣劑并靜置2~3min,使熔渣上浮聚合,充分扒凈后再澆注。
          (3)采用茶壺包澆注澆注時將澆包壺嘴出鐵液口內的熔渣扒凈,包口吹掃干凈,澆注過程中鐵液液面保持高于包嘴,鐵液表面上的浮渣不能通過包嘴進入型腔。及時檢查澆包壺嘴,發現問題及時更換澆包,避免澆注過程中澆包壺嘴脫落,影響澆注質量。
          (4)設置底注式澆道和聚渣冒口底注式澆道能使鐵液自下而上平穩充型,有利于模樣的充分有序氣汽化和熔渣的上浮。鑄件頂部設置聚渣冒口,有利于熔渣的收集和去除。底注式澆道和設置聚渣冒口對防止鑄件夾渣是非常且的工藝方法。
          (5)使用過濾網濾網對細小的熔渣有很好的過濾作用,特別是澆注初期,但因過濾網長時間被鐵液沖刷容易被燒穿,針對一些澆注時間長的大鑄件應積極采用(1)~(4)項預防措施,不建議使用過濾網。
          2、模樣殘渣缺陷
          消失模鑄造在澆注過程中,模樣與高溫鐵液發生強烈的物理一化學反應,其中以泡沫模樣劇烈的熱解汽化為主,產生的氣體被真空泵抽出型腔。事實證明,任何泡沫模樣熱解反應后并不能汽化,最終要產生微量的固態殘余物,俗稱殘渣,其主要成分為碳。鐵液充型時固態殘余物若不能及時排出,將會殘留在鑄件內部,形成消失模鑄件特有的黑色塊狀、片狀或不規則形狀夾渣。模樣殘渣形成的部位同金屬熔渣基本相同,有時兩種夾渣會同時交錯出現,顏色相近很難分辨,但模樣殘渣一般情況下較熔渣小,有的在顯微鏡下可發現。
          消失模鑄造形成固態殘余物的多少,同模樣的密度、粘結劑用量、涂料和填充砂的透氣性及澆注溫度等工藝因素有關。根據模樣夾渣形成的機理和在鑄件上易形成的部位,來制訂防止機床鑄件殘渣缺陷的預防措施。
          (1)控制模樣的密度通過試驗確定適合本單位生產工藝、鑄件特點的模樣密度。依據模樣殘渣的形成機理,模樣密度越低,熱解汽化反應越、固態殘留物越少,也越有利于鑄件的澆注成形,鑄件產生模樣殘渣缺陷的概率就越小。但隨著模樣密度的降低,模樣的強度也要降低,這也容易造成模樣在真空負壓下變形,出現其他一些鑄造缺陷。因此,要找到合適的模樣密度值,我公司鐵座模樣密度控制在0.018~0.026g/cm³,鐵墊板模樣密度控制在0.022~0.028g/cm³。
          (2)減少粘結劑的用量模樣組成模樣簇、澆道組合都要使用粘結劑,各種粘結劑的發氣量和殘留物量遠大于模樣。我公司通過模樣鑲嵌的方式,在模樣簇強度的前提下,可能地降低了粘結劑的使用量。
          (3)盡可能使用空心澆道空心澆道有利于鐵液順利充型,限度地減少發氣量和殘渣量。無法采用空心澆道時,應在澆道強度的前提下,限度地降低澆道模樣的密度。
          (4)適當提高澆注溫度鐵液溫度的提高,有利于模樣的充分汽化分解,減少模樣殘渣量,但提高澆注溫度在使用涂料所承受的耐火度范圍內,否則,將會造成鑄件粘砂缺陷。
          (5)涂料透氣性通過調整涂料中耐火材料的粒度和比例,在鑄件表面光潔的前提下,使涂料的透氣性達到,使澆注過程中模樣產生的氣體順利排出。
          (6)砂箱內填充砂的透氣性控制填充砂的粒度比例,加強填充砂的除塵,澆注過程中填充砂的透氣性,以利于模樣產生的氣體排出。

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