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[交流] 如何防止呋喃树脂砂铸件常见不良缺陷【转帖】

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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2017-9-25 09:56:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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          1.气孔与针孔  [7 z6 p$ l7 W% c5 K' q! M
    , P( S( b) S$ @6 s
          呋喃树脂砂透气性很好,但比各种无机类铸型的发气量高,综合看来较易发生气体类缺陷。* U. N- U5 F% v( M  t! C& f

    4 h2 E( `* S8 V8 ?/ E; J7 J      (1)原砂粒度偏细,透气性降低(要求粒度是30/70,原砂水分的质量分数低于0.2%)。+ [( ~6 k8 r+ t8 _
    4 L$ C+ ~4 f' ^: ~
          (2)涂料质量不良或干燥不充分,使砂型(芯)残留水分较高。
      V2 ?, z# C* @" s3 D
    ; j) m: C5 g/ ~. E3 a      (3)旧砂再生不良,使系统中砂的灼减量失控,微粉含量超标,造成发气量增大,透气性降低。
    ! v9 X4 a8 [3 q$ `1 z7 `7 o4 i. j# {* C
          (4)浇注时铸型(芯)尚未充分硬化。
    . _# M, ^8 l; v
    3 u. M0 l+ @3 ~) R5 V! I, G      (5)工艺设计不当。如浇注系统设计不良,浇注速度慢,压头过低,砂芯出气方案不当等。; G' X- \; _3 H4 ^8 @. S" e

    ( w1 X# t7 Q7 l* M) k' p: I      (6)操作不当引起。如造型(芯)时未考虑砂芯排气,合型时未将砂芯出气道与砂型排气孔连通,或出气口未封好,浇注时铁液钻入,上涂料时局部堆积严重,以致干燥不充分,芯头被涂料封死,影响砂芯排气,浇注速度过慢或断流,使浇注系统未被金属充满。3 _* J8 ^+ E/ B- K8 d

    1 [% K# Y- m9 ?% ~1 K% W4 A" R7 X      防止措施:
    ; X5 o" _. X: |* |, r& l5 H3 q
    5 ~$ p, B8 M7 K- N& A% o      (1)树脂和固化剂加入量要附合标准,要选用糠醇含量高,尿素含量少的低N树脂。根据季节不同,选用合适的固化剂品种,千方百计降低黏结剂加入量。充分硬化后,合型浇注,尤其是旧砂再生回用条件下,铸钢件树脂w(N)控制在1%以下,铸铁件也应控制在2%以下。在混砂前的树脂中加入占树脂质量2%~0.3%的硅烷,可有效地提高黏结强度,从而降低树脂用量。
    ; g7 D! O3 H, t( S. @! m2 P+ M0 Y; s
          (2)使用浓度较低的挥发性涂料,点火干燥后,铸型中有残留醇分的危险。总之,涂料的浓度调整到“30”波美以上。另外,挥发性涂料溶剂中可能有变质酒精或含水分较高的酒精,点火干燥不彻底,使铸型内有残留水分,这是产生气孔的重要原因,故要求涂料中溶剂含水分不大于5%。除了应注意涂料的溶剂质量外,合箱前还应对铸型进行喷火干燥处理。8 r' {3 r3 |6 j4 r" n$ b6 S: U9 n6 J* f& T
    * r8 P* D/ z2 L3 E
          (3)造型后硬化所需时间随气温、湿度、固化剂加入量、固化剂种类等因素的不同而变化,一般要经过十几个小时以后才能反应完全,未反应完全的铸型发气量较高,在冬季尤其应注意砂芯最好能做到隔天使用,外型也起码应保持6~8 h以上再浇注,起模时间最好不少于20min,硬化后也不宜久放,否则起模困难。( @7 e. I) f3 Q& F0 K. q

    / T! B& u- l% @7 g! Z& g      (4)有机再生砂的灼减量与铸型的发气量成正比,与气体缺陷有密切关系,铸铁的灼减量应低于3%,而微粉含量应控制0.8%以下。另外,尽量降低砂铁比“S/M”,为此,对批量重复生产的铸件可采用专用砂箱,减少吃砂量,或采用钢板焊制各种形状中空箱框或隔板,安放在砂箱转角或代替型砂充填在箱内,也可在距型腔一定距离处埋入旧砂块或泡沫塑料块等,一般将“S/M”比控制在3以下为宜。
    ; [2 F7 N% ~. y! M0 L$ z; s! x( `0 p1 n
          (5)浇注时应掌握好速度,决不能中途断流,浇注开始后还应点火引气等。
    4 D+ H- X; A- Q9 f/ V- ~7 h4 A! w3 T3 F' A3 t# n
          (6)造型工艺要注意下列情况: 树脂砂的宏观透气性很好,但浇注时有机物发气速度较快,只靠分散出气还来不及,为及时排除型腔气体要适当增加上型出气,在上型的大平面及凸起部位,应设置出气孔,或在造型前在木模上放好出气销 。同时,设计浇注系统要注意直、横、内浇道的封闭性,注意直浇道的形状,防止金属液发生紊流,将空气卷入,使呋喃树脂燃烧产生更多气体,原则上采用底注较为安全合理。% G6 a  q9 p3 i: P) @
    2 ?6 ]+ Q+ T3 w9 p4 V
          2.机械粘砂  N" {0 M$ w% [1 `, L, i
    + M- w* ]9 P7 u- {
          (1)原砂粒度较粗,分布过于集中,造成砂粒间隙大,金属液容易渗入砂型中去,呈“铁夹砂”状态的机械粘砂。7 D4 i$ {4 W4 o4 _

    . L/ A& k* @- e0 K      (2)涂料层不良引起。涂料的波美浓度要大于“30”。受热严酷的厚大部位,可采用双层涂料,底层涂料有一定渗透深度,面层涂料建立一定涂层厚度。
    8 {/ H) o% b1 [+ p) J4 p对于铸铁而言,石墨涂料仍不失为防粘砂性能优秀的涂料,但为了提高热冲击的抵抗力,骨料中最好配入20%以上的锆英粉。: ~0 `& H6 n1 a$ w

    / a2 r' n9 H' Z- X- L# {      (3)型(芯)的紧实度不够,使型(芯)表面疏松,稳定性差,对机械粘砂的抵抗力差。
    & ]& n; A' m% v9 z6 B4 D
    8 v! Q2 o1 v# O9 ?! H% m5 {      (4)新砂的比例高时,抗粘砂能力较再生砂差。3 i6 }- O$ h& z  A# ^0 D
    ; c2 @1 \. k' L7 T" R* G( R
          (5)影响砂型表面稳定性的其他因素,如使用了超过使用时间的型砂,砂温过高等,均降低了抵抗机械粘砂的能力。
    3 J& a& w6 z/ q8 C% f! P7 x; Q4 {7 ]' T
          3.脉纹0 z* Q6 S* L% q
    , J' ~5 S5 Y" _8 d" G: ^9 n
          由于石英砂的SiO2含量高,其膨胀系数较高,新砂的热膨胀系数和涂料热膨胀系数低不一样,浇注受热时,砂型的热膨胀将涂层“拉裂”导致铁液钻入砂中与砂凝固在一起,形成脉状条纹缺陷,并常伴有机械粘砂,脉纹较易铲除,克服办法是旧砂再生回用比例高一些,使膨胀系数降低,使型砂热膨胀系数接近涂料层。! }( k: M5 `8 A" I' [& w7 n, Q
    6 u( h  A4 O/ q  w
          4.裂纹
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          呋喃树脂砂型铸件的热裂倾向比水玻璃砂和黏土砂型的铸件大,这可能是由于树脂砂型刚性好,热膨胀系数大,加上铸件冷却速度慢等因素造成的。铸钢件发生热裂倾向更严重。结构复杂、壁厚差大的铸件以及收缩阻力较大的部位,出现裂纹的可能性较大。另外,使用磺酸类固化剂,能引起表面渗硫,在铸件表面引起微裂纹成为龟裂的特点。* x" I0 T1 l* T' h$ Q+ G9 s7 r# I

    8 ?$ X% P3 `6 T      防止办法:
    / q6 L% G+ ]& U" X8 K4 f7 l
    . v- T* X1 h. F* P) f# w      (1)提高型(芯)退让性,如在型砂中添加2%~3%的木粉等溃散剂。
    3 Y7 l5 }, X% Q/ W3 v2 T6 S! }  m; Z) W" v
          (2)造型(芯)时,背砂中埋入发泡聚苯乙烯块,尽量减薄型(芯)的吃砂量,做空心芯等。
    + T0 a. T9 N! M& L4 u& Z8 z7 V# s5 G& f+ `
          (3)在易发生裂纹的部位用锆砂和铬铁矿砂代替硅砂,可明显减轻裂纹,这是因为这二种材料热膨胀系数低。7 Q6 B& K) H& u/ D/ u5 ?) r- L$ p0 R' c% a
    3 x) r8 N: o' b% I  O, y
          (4)改变浇注系统,使铸件达到同时凝固。  ^0 s( h  x: a/ X+ k" y" v- V2 o

    0 J# R& F+ m" G+ H  F# r      (5)在允许条件下,对铸件结构作合理修改。8 O* }% s2 o$ H
    : ~+ C! m0 ?! A  F( C; D
          (6)适当降低浇注温度,对减少裂纹有明显效果。
    * J) L" l4 ^2 s- t+ w6 U" d! r  D5 [1 }
          (7)在易发生裂纹处设置防裂筋。% {# D( P  V$ Z% N, E& T3 y
    5 g' m. u1 _* H! o# E% o6 i! W5 m0 p
          (8)特殊情况下,以磷酸代替硫酸类固化剂。
    2 S4 [: g' l7 r0 r; z2 |
    ) _8 ?; x1 ?* V7 L" x& E6 ^      (9)合理使用冷铁和其他激冷措施。6 u2 Y( Q/ b% r1 \3 Y
    , e9 v# e1 X) e6 Y9 B
          5.夹渣
      v/ z& J- k: t
    + }8 i2 W5 v7 ~+ H  m      主要是金属液与粘结剂反应生成的渣,以及因浇注时间长型(芯)顶被高温金属液烤坏产生的结疤。前者多发生在开始流入型内的那部分前期铁液中,并常伴有气孔缺陷,后者则常发生在型腔上部和上侧面。
    0 w8 o: {" U0 T; F( F% [5 X" p
    - n" W0 t$ ~: {  w      防止措施:; p/ m5 s: u2 f, }6 W. h

    7 X7 @4 ~8 W. T8 Y) n* l# ~1 c3 P      (1)在设计浇注系统时,按照“快、稳、封闭、底注,保证压头,处理铁液”的原则,并在有条件的铸件顶面设置溢流冒口,将浇注中的冷、脏铁液导入溢流冒口中,并使其溢出。0 I# A, Z: G3 L4 o8 \
    4 y5 r2 A& E& H
          (2)使用强度高、耐热性好、发气性低的涂料。
    9 g8 H% _8 {5 w, p* j1 O  u" N3 A' B* |# c0 \' Q& E/ I: Q% B+ d0 w
          (3)大平面的平板铸件浇注时最好采用倾斜浇注,并在浇口杯对面设置适当数量的溢流冒口,可有效地防止大平面上出现夹渣缺陷。% |; Q  g* U8 i8 @; B; Y  N' X
    ) ]0 x  R( `  d! R1 @0 l
          6.硬度不足
    * {6 w" {6 s/ ~
    5 [, o* A9 t. D& ~( H+ Q/ z8 t      呋喃树脂砂铸型导热性差,金属液冷却凝固速度慢,会导致铸件硬度偏低。需要注意的是树脂砂铸件表层(3 mm)硬度比内部低10~15 HB,所以在测定硬度时,需除去表层(>3 mm)后才能测出正确的硬度值。( R. _% e3 g+ S: y( H( W- z

    ! t5 B( E: V3 G      防止措施:5 ^8 M! v* h* r) C6 [* g
    $ ^2 @4 ]" X3 I
          (1)适当降低铁液的CE 值,以防止铁素体的产生。) F2 L3 @7 \, U2 g3 Q- s9 g
    % I' I6 u4 E4 d8 r2 f/ @
          (2)添加少量稳定珠光体元素,如:Cr、Cu。
    * T" \4 X# Y' \2 P3 L/ G. ~1 _0 U& N" S9 f, f' O' S6 N1 A0 v
          (3)提高铸件冷却速度,如采用合适的冷铁和使用碲粉涂料等。2 D. a" P1 `3 s1 I& {
    3 @8 S: L* z! t! O2 O4 Q$ D, F
          (4)适当降低浇注温度。
    " q% M% ^+ N- T  r9 i% n* L% \5 G9 I) X! r' _" I
          (5)适当提早开箱时间。
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    2018-12-19 20:43
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2017-9-26 11:57:07 | 显示全部楼层
    该说的都说了,剩下就是有没有听话照做
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    开心
    2021-10-28 10:45
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2017-9-26 13:53:06 | 显示全部楼层
    靖江山水 发表于 2017-9-26 11:57
    / _" L, {+ A$ m$ P# u该说的都说了,剩下就是有没有听话照做
    $ @" b- y6 j) ^: N3 g0 p- o" `
    你好,新面孔的前辈老师!
  • TA的每日心情
    无聊
    2018-11-19 21:56
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2017-9-28 21:32:50 | 显示全部楼层
    粗看了一下,感觉有些地方不妥当1 n9 G5 O& B0 k2 x! G: `
    比如说涂料的波美度,如果浸涂的话基本都30以下,更有8-10度的。具体情况要看各家的控制要求。
    % K4 c9 m+ k2 U$ e另外对于脉纹,也可以通过涂料来解决或缓解
  • TA的每日心情
    擦汗
    4 天前
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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2024-9-23 18:44:19 | 显示全部楼层
    为啥表层的硬度反而低?
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