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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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    x
          1.气孔与针孔5 }& \4 \3 a) @
    , p) P8 q+ b0 }" N
          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。
    9 q+ Z$ d7 U# B! }9 Q
    ; z8 n7 E, p2 ^" `7 s* [8 l      (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%)。* e! E  N; u0 D

    1 m- |  L7 C6 F2 [      (2)涂料质量不良或干燥不充分,使砂型(芯)残留水分较高。, C6 ]9 e9 L1 f& _8 c  Y2 }  L9 s
    8 V; ^4 @' D4 G; t
          (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。
    ! J6 y% F6 t! Q* g0 ~5 ~  U  n8 i4 H- b0 w5 R1 Y- B3 }
          (4)浇注时铸型(芯)尚未充分硬化。$ h0 F/ S- T; y! j

    0 q0 f' Y5 a/ W4 S+ f5 i      (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。
    ) n, ~% _- K+ B6 n, c3 z; W
    , Y+ D5 l' C5 w/ y5 w( b! [; p      (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。
    ( O9 R: N% z( @) ]
    0 N7 d1 }7 C, V3 k' B' I, e# I) g      防止措施:
    5 T6 m$ f5 E! J( F* y! B: U- f, U: H
    4 S+ @' P, C' i2 A      (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。' D* p2 k9 A. \
    $ g! g/ R) R5 {
          (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。% K& M) \7 J) u# D

    ; G' W' K, Y. s, A- P      (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。
      Q' @. k; _: v) q5 d( L  v+ O! E; G) ~% y7 E
          (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。! m4 u6 L& i- G* {  O4 M% s, N
    ) I6 U, e9 @$ `! C
          (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。
    ( Z* d( r7 y# n' ~. {
    8 E6 @8 \. V# [6 S7 p" S      (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。( ~1 ~  E. j9 V! r- ^

    ' [0 V; T8 U3 ~, x" ]4 W9 j      2.机械粘砂, b9 ?$ ~/ g! O
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          (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。- ?' `2 T- x) p! G$ N. ]& L

    0 D2 Z* H7 s0 S/ u      (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。
    $ O# H) d- a3 p8 O4 s. i4 e! J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。
    ( M5 S# j0 _" G% A- s4 n* W: r3 U- i* \) n# 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。
    1 u/ e; i& V8 ]" R8 }! E+ Z$ g6 H9 c$ `* _; h
          (4)新砂的比例高时,抗粘砂能力较再生砂差。6 H$ `. D( p; ^, @! t

    ( {  s- Q/ O3 {/ z      (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。
    ( R4 J: A) f, T6 B# {& ^1 G8 y; ^8 X* f' p# H
          3.脉纹  V2 @  ]6 O7 }% Y3 P8 o6 t) \# s
    4 q  T+ Z' U% _
          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。: o7 V8 n1 i  Q& r

    4 ]; |, d) \* A, y7 P      4.裂纹  ]' q7 ?# ?# M" s  w8 d
    ( Z( y! `7 o/ c7 Q8 [
          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。' n$ Q6 g7 K: s4 R0 h1 M
    ; X  j: H$ [8 v- P0 q: ?
          防止办法:
      C0 p& X) U% l: _7 _7 b/ e4 s( c8 M3 X+ p# A0 a
          (1)提高型(芯)退让性,如在型砂中添加2%~3%的木粉等溃散剂。
      b9 s# x$ N. U, G/ w8 e
    2 a- z4 p! H' C+ H, T/ g      (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。* m  T$ f2 ]  l, D- i; P7 ^: B
    1 u: I% ?7 l: d8 u# 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。) j: N6 H1 X: t5 t2 k' q, a
    & R) `" e6 H  A! h' Z0 e+ a% q6 i+ I# J
          (4)改变浇注系统,使铸件达到同时凝固。- d% v* N+ v/ B

    , W0 @- V! F  F$ q1 I, x! X: y% E2 e      (5)在允许条件下,对铸件结构作合理修改。% a8 H8 I1 p( p$ m
    8 R% i3 m1 ?/ u/ R& u- s
          (6)适当降低浇注温度,对减少裂纹有明显效果。
    4 F; O; R% y0 b: ~, T: T! j( b1 Q) W6 B% q& R. g
          (7)在易发生裂纹处设置防裂筋。* N; A0 G+ C% n* V! O' k/ a
    ; W$ [& J& P3 t5 Q/ v
          (8)特殊情况下,以磷酸代替硫酸类固化剂。- F; W, A, G+ |2 q3 l; N0 r

    4 B) x1 v% j. Q- A      (9)合理使用冷铁和其他激冷措施。! k  ~4 I! w  T; z% a

    $ I. p# M7 e( S. x8 v      5.夹渣. j' S9 ?/ M8 y

    * Y! j; W* p! G' m3 X0 k      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。
    ! N: `* G. G! {1 z- ^) r
    $ T; c% }" D9 x% Q" v$ @) k+ v      防止措施:, h; N) Y5 ]8 s$ T2 N# X

    7 o6 `! ?$ i! S* j, k8 j' o- r      (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。$ r; J% s5 `/ i4 F; r
    ) N, V8 ]# g. y
          (2)使用强度高、耐热性好、发气性低的涂料。
    # ?2 y& P' H9 Y# B, ~, b0 u% o) Y% x) D5 s+ L# n. p
          (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。
    % N+ H5 f4 G4 p- O1 ]6 |6 \. B4 |0 x6 z' N! O' U
          6.硬度不足
    / k  O$ T5 p' Q6 T  p& f- r/ y! B- \! t/ V5 p* J# \
          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。
    / F5 k" t. P" J* w* f7 U1 g6 [5 X  l2 P! \/ R  e) ?9 a
          防止措施:$ n7 ?5 }8 i- C- g
    5 Q" O9 k% [2 e. W' ^
          (1)适当降低铁液的CE 值,以防止铁素体的产生。; F1 @$ i4 W5 O% V

    ; `9 r, s8 a5 w; H8 W+ u6 `      (2)添加少量稳定珠光体元素,如:Cr、Cu。7 n$ n, y. ~" ^
    " J3 k1 ^9 V) x
          (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。
    6 I3 O) [3 N: p+ N  ]' X6 ]! \
    " B8 u; r2 {" ~! P; I6 a      (4)适当降低浇注温度。" a3 b) S% q4 i1 ^2 x  R( d  p" \

    3 _. a; S! y& @      (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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    [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 11:572 Y4 s& ]8 `7 a& F7 |6 n
    该说的都说了,剩下就是有没有听话照做
    " c5 F0 q6 z0 B0 \- ^; L) |! S9 i
    你好,新面孔的前辈老师!
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    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
    + B7 h/ d) ]: }' ?$ [" k5 @! v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。
    9 X. H9 \( Y" _; t0 X另外对于脉纹,也可以通过涂料来解决或缓解
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