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      常見消失模鑄造工藝缺陷分析
      來源:本站    發布日期:2012/9/16    
            消失模鑄造工藝與傳統的鑄造工藝不同,因而,鑄件上產生的一些鑄造缺陷也是其他造型工藝所未見過的。對待鑄造缺陷,應根據消失模鑄造工藝的特點作具體分析,從而采取正確的對策。
            1 鑄型損壞
            鑄型損壞是用無粘結劑型砂時頗為常見的缺陷,大致有以下幾種:
            (1)鑄型上部崩塌。鑄型上部砂層太薄時,可能因金屬液的浮力而損壞,也可能因其正下方在澆注時出現空洞而塌下。因此,鑄型上部應有足夠的吃砂量。
            (2)型腔內局部產生空洞而致鑄型損壞。澆注過程中,如果金屬液置換消失模的過程不順暢,金屬液流的前端短暫地停頓不流,在發泡模和金屬液流之間形成空洞,空洞處的鑄型因受金屬液的熱作用而損壞。在此情況下,應改進澆注方案,使液流前端持續、不停頓地流動。此外,在發泡模分解產生的氣體壓力高、排氣不良時,也會造成空洞。
            (3)澆注系統設置不當而致的鑄型損壞。制造較大的鑄件時,如內澆道太短,鑄件與橫澆道之間的砂層太薄,會導致這一薄砂層損壞。
            2 澆注不足
            澆注溫度低的合金(如鋁合金),金屬液流動性之低是按其他鑄造工藝的經驗難以想象的。因而,澆不足或冷隔等是常見的缺陷。生產薄壁鑄件時,也易產生澆不足缺陷。適當提高澆注溫度,是首先應該考慮的措施。如這類缺陷比較多發,應考慮增加砂箱中的減壓程度。減壓是縮短澆注時間的有效措施。
            澆注時間縮短,對防止澆不足和冷隔是十分有效的。如果發泡模的密度太高,則降低發泡模的密度也是有效的措施。
            3 粘砂

            采用消失模鑄造工藝時,粘砂是常見的鑄造缺陷之一。以下幾點都可能是鑄件產生粘砂的原因。
            (1)澆注溫度過高。澆注溫度是消失模鑄造工藝中的重要因素之一。由于發泡模氣化、分解所需的熱量,只能在澆注過程中從金屬液獲得,這當然會使金屬液流前端的溫度降低。實踐表明,適當提高澆注溫度有利于改善鑄件表面質量。例如,澆注小型鑄鐵件時,將澆注溫度提到1380~1400℃,鑄件不再產生澆不足,表面上的皺皮也大有改善。但是澆注溫度超過1400℃后,就會出現粘砂。一般說來,與傳統鑄造工藝相比,采用消失模鑄造工藝時,鑄鐵的澆注溫度宜高20~40℃。鑄鋼的澆注溫度宜高10~30℃。但澆注溫度不應過高,以免出現粘砂缺陷。
            (2)型砂充填緊實度不夠。一次向砂箱中投入全部型砂后再振實,很容易造成局部填砂不緊,以致鑄件局部出現粘砂。從這一點考慮,應采取分批加砂方式。
            振實設備不太理想時,內腔的轉角處,特別是水平孔內,型砂不易填實。除改進振實設備外,在此情況下,應注意用手工輔助填砂。
            發泡模下方的凹部很難填實。如屬于這種情況,應考慮改變鑄件的澆注位置。如不能做到,可考慮先在發泡模凹部填塞自硬砂,然后再放在砂箱中填砂、振實。涂料的透氣性太高或涂料層太薄,都可能導致粘砂。如屬于這兩種情況,在不改變涂料的條件下,填加涂料層厚度,都會使問題緩解。如仍不解決問題,就要請涂料供應廠商配合,改進涂料。
            4 鑄鋼件表面增碳制造鑄鋼件,尤其是不銹鋼或低碳鋼鑄件時,有鑄件表面增碳的問題。滲碳層深度一般為0.5~2.5mm,視鋼液原始含量和鑄件壁厚而不同。含碳量高的鋼(如高錳鋼)增碳不明顯。
            砂箱減壓可縮短澆注時間,從而可減輕增碳的情況,但效果并不太好。用EPMMA珠粒代替EPS珠粒,可有效地防止鑄鋼件表面增碳。
            一般鑄鋼件在退火或正火過程中表面有脫碳層,上述增碳基本上不會成為問題。對于不銹鋼鑄件,或有嚴格要求的鑄件則應改用EPMMA珠粒制造發泡模。
            5 氣孔
            (1)卷入模料造成的氣孔。制造薄壁鑄件而砂箱內減壓程度過高,就容易產生這種氣孔。由于減壓程度過高,澆注時真空系統從砂型抽取的氣體量大于模料分解產生的氣體量,有利于金屬液沿鑄型壁流動,就可能包裹中間尚未完全分解的模料。此種模料進一步分解,就在鑄件中造成氣孔。在此情況下,應降低砂箱內的減壓程度。但是又不能使減壓程度降低到鑄件上產生光亮碳缺陷。
            (2)涂料透氣能力差造成的氣孔。如果涂料透氣能力低,模料分解產生的氣體不易排出,除影響金屬液充型的速度外,在排氣條件特別差的部位,金屬液還會卷入氣體,造成氣孔。
            (3)發泡模不夠干燥造成的氣孔。發泡模用蒸汽發泡成形時,發泡模內部含有水分,如讓其自行干燥,有時需幾個星期才能干透。用含有水分的發泡模,澆注時金屬液就可能卷入氣體而造成氣孔。因此,發泡模完全靠自然干燥是不夠的,應該經過低溫烘干。從防止發泡模變形的角度看來,低溫烘干也是必要的。
            (4)涂料層未干透造成的氣孔。發泡模上涂料后,應有晾干和低溫烘干兩道工序。晾干是為了避免涂料層開裂。晾干后,再在45~55℃下烘干,以免殘留水分使鑄件產生氣孔。
            (5)粘合劑造成的氣孔。組裝發泡模所用的粘合劑和抹縫劑等,澆注時其殘渣的發氣量很大,容易被金屬液卷入而致鑄件上產生氣孔。因此,要嚴格控制這類材料的用量,而且要考慮到膠帶也易成為殘渣而被金屬液卷入。在發泡模組裝和澆注系統設置方面。如果發泡模的粘合面與金屬液流方向垂直,則金屬液在一瞬間接觸一個大粘合面,就容易卷入粘合劑殘渣面導致氣孔。因此,應盡可能地使粘合面與金屬液流方向平行,使金屬液逐漸地接觸粘合面。
            6 發泡模變形而致鑄件變形
            (1)發泡模成形后應充分干燥。
            (2)上涂料及烘干涂料時,避免發泡模變形。
            (3)填砂造型時,發泡模最易變形,應仔細操作,尤其不能一次將全部型砂投入砂箱。
            7 澆道噴濺金屬液砂箱內減壓程度太高,金屬液充型過快時,金屬液中容易卷入大塊已發生體積收縮但未充分熱解的模料。這種模料繼續熱解氣化時,即造成金屬液自澆口噴出。如發生這種情況,應嚴格控制減壓程度。這種卷入模料的情況,尤易發生在直澆道下部。因此,最好用發泡倍數高(例如60倍左右)、密度小的材料制造直澆道。用EPMMA制發泡模時,因其發氣量大得多,容易發生金屬液噴濺的情況。
            (3)頂板離層監測:切眼向前施工30m,安裝一個預警錨桿,由施工單位技術人員觀測,觀測結果頂板位移均未超過巷道高度的1%。
            6 注意事項
            (1)施工時應跟煤層頂板掘進,金屬網加梯子梁應緊貼巖面,錨桿螺母有預緊力,金屬網壓茬100mm并用10#鐵絲連接。
            (2)每班施工前必須檢查上一班的錨桿是否松動,若松動應及時擰緊。
            (3)頂板破碎地帶應采用風鎬挖,不許放炮以免造成頂板強烈震動,破壞頂板,應保持頂板的完整性。
            (4)巷道局部壓力較大地點須用2.4m和3.2m的礦用11#工字鋼梁、單體支柱棚腿套棚或另打木垛加固,木垛用Φ200mm半園木、長1400mm和2000mm“井”字型排列。
            7 實施效果
            (1)從材料消耗表可以看出使用錨梁網支護,降低材料成本,錨梁網支護切眼比工字鋼架棚支護切眼,材料費每m節約136.8元,684切眼施工長度150m,僅材料費就可節約2萬多元。經濟效益顯著提高。
      作者:Admin
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