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1.气孔与针孔' R0 T& N5 |$ m: v) l! T
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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。
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1 X! D; h) J! ~$ H$ k+ ] (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%)。 r2 n) Y) H4 N$ p5 G4 z6 P9 H
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(2)涂料质量不良或干燥不充分,使砂型(芯)残留水分较高。" C) I& G. l' S6 }/ U# @
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(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。1 \, ?$ N/ t' G+ H/ V
- Z E) ?" Y) r9 l% Y (4)浇注时铸型(芯)尚未充分硬化。
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(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。
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. c3 C5 C$ ^! V+ ?$ D (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。
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4 x* I6 U9 R( [ 防止措施:
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(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。
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. G. v$ I) t! j( y! x (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。3 [0 U/ M. d; B: b3 V2 `
* j! ?) P' f7 h (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。+ n) U# S! o8 b. _: U0 S2 k8 T+ C* r
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(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。
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: P; x, O2 p7 i2 x1 P3 A. ^8 b (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。
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9 r t3 b, z( d4 d& \ (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。0 z) w# x! v# j4 v' ~. }
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2.机械粘砂# \& D H: i1 z& z4 t+ }: f
8 o8 }6 S k1 f/ h8 s1 m (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。
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(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 Q4 ]+ @+ u5 Q* T2 U
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。) ]# F" O' ?* ]! ?
" v( G( k# X& B/ ]# r (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。
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(4)新砂的比例高时,抗粘砂能力较再生砂差。
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(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。0 |, l, Q! T; A/ O6 a: {1 M
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3.脉纹; l% S. F/ x, v# @* |& `. V
) H. [5 y7 a5 p- v6 N( |$ `' m 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。 C2 x6 n1 K; k
9 U* R' Z1 d- x 4.裂纹$ F( E( Q2 h/ a; o5 s
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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。
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防止办法:7 v/ A0 @8 z* t! O
: { z1 p/ K7 k5 V5 d+ m (1)提高型(芯)退让性,如在型砂中添加2%~3%的木粉等溃散剂。; R5 e" `: e" }5 ]& Y
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(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。
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# M( e% K- {' d6 j (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。
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(4)改变浇注系统,使铸件达到同时凝固。0 [5 @$ M' n! m! y! v8 [/ ]0 D, T
( _4 W! B+ ? r2 ?3 ` (5)在允许条件下,对铸件结构作合理修改。
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(6)适当降低浇注温度,对减少裂纹有明显效果。- ^! C) B3 N a: f+ Y# s
; p$ Q* j( w, _ (7)在易发生裂纹处设置防裂筋。
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0 E4 @! t7 ^3 c4 W( k0 i (8)特殊情况下,以磷酸代替硫酸类固化剂。! \' {% ?9 ~, {* Z% I/ r( e
8 y: t, t p. o8 J (9)合理使用冷铁和其他激冷措施。
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5.夹渣
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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。
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防止措施:
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& M8 s J& o& ?/ a% q4 h (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。
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# D* U4 o3 m9 L. M2 J9 `. Q (2)使用强度高、耐热性好、发气性低的涂料。
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(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。7 f+ P+ z* `/ Y8 @( }7 a# \% ~- w8 b
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6.硬度不足& [2 b. `3 o x. g/ B1 P! y/ t7 Y
K+ W& H% U7 Y8 ] 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。4 h$ Y- s/ S8 K8 z& l/ t
) w* j" u* k& i- Y- N: T' D/ r 防止措施:4 `6 e$ \; a& ^, _; U
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(1)适当降低铁液的CE 值,以防止铁素体的产生。
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(2)添加少量稳定珠光体元素,如:Cr、Cu。' m1 W! u' j* R; p7 o0 u
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(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。
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(4)适当降低浇注温度。) x: @8 t; S4 q U- Y b
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(5)适当提早开箱时间。 |
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