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[分享] 康明斯缸体铸件气孔 浇注温度影响别低估

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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2023-3-9 18:16:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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          康明斯缸体铸件气孔 浇注温度影响别低估

    【摘要】论述了在底注式浇注系统,缸体顶面、前端设置压边冒口,以及高压自动线潮模砂生产条件下,浇注温度对康明斯6BT缸体铸件气孔废品的影响。生产实践证明,浇注温度在1430~1460℃时,可有效降低康明斯6BT缸体铸件气孔废品率,提高了缸体铸件质量。

      气孔是缸体铸件最易产生的缺陷之一,我厂生产的6BT康明斯6102柴油机缸体铸件,外形尺寸757.5mm×356mm×419mm,铸件重150㎏,材质HT250,不镶缸套,其水泵壳体、机油冷却器壳体、机油泵壳体与缸体同铸一件(见附图)。该铸件结构极为复杂,主要壁厚5.0mm,虽经多次攻关,气孔废品率仍然较高,最高时达11.1%,后虽经改进,气孔废品率仍达9.6%,需要进一步分析缸体气孔废品产生的原因,采取有效的措施降低其气孔废品,提高缸体铸件质量。


                                   
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      1. 生产条件

      底注式浇注系统,浇注时间21~22s,缸体顶面、前端设置排气压边冒口,高压自动线潮模砂生产条件;型砂透气性大于120,水分3.1%~3.6%,铸型硬度55~70;水套芯砂为耐高温低发气量覆膜砂,其发气量≤18mL,涂锆英粉醇基涂料,缸体圆棒所用的芯砂采用低氮呋喃树脂砂,其发气量≤16mL,圆棒芯涂水基石墨涂料,水套芯、圆棒芯均经一次烘干炉,再经二次悬链烘干炉烘干后使用。

      2.气孔产生的主要部位及原因分析

      经对缸体废品统计,发现缸体气孔出现的主要部位是缸筒、机油冷却器、水套上箱面及水泵上箱处。

      经对一个班次的缸体生产过程进行了质量跟踪,共出现35件气孔废品,与其浇注温度的关系如表1所示。


                                   
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      由表1可以看出,在出现的缸体气孔废品中,浇注温度小于1430℃的缸体,气孔废品占了总数的74.3%,这说明:浇注温度偏低是缸体气孔废品高的主要原因,这也说明原缸体工艺浇注温度1400~1440℃偏低,不利于缸体气孔废品降低,因此,应适当提高缸体浇注温度,即将缸体浇注温度(每包铁液浇注第一箱缸体测温度)确定在1430~1460℃,可有效降低缸体气孔废品。

      3. 生产验证

      根据上述缸体气孔产生的主要部位及原因分析,我们将缸体工艺浇注温度确定为1430~1460℃,并进行了大批量生产,生产的缸体气孔废品如表2所示。


                                   
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      由表2可以看出,浇注温度由1400~1440℃提高到1430~1460℃,缸体气孔废品下降了4.4个百分点,气孔废品下降幅度46%,缸体气孔废品显著下降。

      4. 浇注温度对缸体气孔废品影响的机理

      浇注过程中,流动的铁液表面张力小,在砂芯排气困难的条件下,砂芯所发出的气体浸入流动的铁液中,底注式浇注系统使得缸体上箱面部位铁液温度低,铁液表面张力增大,浸入铁液的气泡不易逸出而产生气孔。提高浇注温度后,使得缸体上箱面部位铁液温度升高,铁液表面张力小,浸入铁液中的气泡容易逸出而不易产生气孔。另外,即使在砂芯与砂芯、砂芯与砂型之间封火不良,产生钻铁液的情况下,由于缸体上箱面部位铁液温度高(即冒口和通气针孔铁液温度高),上箱面冒口和通气针孔铁液流动性提高,从而能够及时地向铸件本体补充铁液,有效地防止因钻铁液产生气孔和缩孔。

      5. 经济效益

      缸体浇注温度由1400~1440℃提高到1430~1460℃,缸体气孔废品率下降了4.4个百分点,按我们统计的3个月生产缸体8051件计算,实际减少废品损失57万元,按年生产缸体3.5万件计算,年可减少废品损失246万元。

      6. 结语

      在底注式浇注系统、缸体顶面、前端设置排气冒口,以及高压自动线潮模砂生产条件下,1430~1460℃的浇注温度比1400~1440℃的浇注温度可显著降低缸体气孔废品。
    (来源:《金属加工(热加工)》)
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2023-3-10 10:59:45 | 显示全部楼层
    浇注温度高固然对气孔缺陷有好处,但高温同时带来的缩松,粘砂、烧结造成清理困难也要注意,而且排气系统的设计也很重要,砂型、砂芯的发气量也要关注。
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     楼主| 发表于 2023-3-10 19:40:57 | 显示全部楼层
    jishuke213213 发表于 2023-3-10 10:59
    浇注温度高固然对气孔缺陷有好处,但高温同时带来的缩松,粘砂、烧结造成清理困难也要注意,而且排气系统的 ...

    只是相对而言的,相对来讲,温度适当高点要比适当低点要好。
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2023-3-10 20:22:20 | 显示全部楼层
    xcxso 发表于 2023-3-10 19:40
    只是相对而言的,相对来讲,温度适当高点要比适当低点要好。

    同意!温度低的毛病比温度高的毛病要多~
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    发表于 2023-3-11 08:21:02 | 显示全部楼层
    xcxso 发表于 2023-3-10 19:40
    只是相对而言的,相对来讲,温度适当高点要比适当低点要好。

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    发表于 2023-3-12 11:21:39 | 显示全部楼层
    缸体的气孔原因有点复杂,有的厂家控制涂料的发气量,认为和涂料发气有一定关系,而另外的一家认为和涂料发气没有关系。
    我和第一家做试验解剖确实发现在套筒间的铁皮冷铁上发现气孔,个人分析和浇注前期型腔内的蒸汽氛围有关,在冷铁表面形成水珠,但是在继续汽化之前,铁水已经覆盖起来导致形成了气孔
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    发表于 2023-3-12 12:42:09 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2023-3-12 11:21
    缸体的气孔原因有点复杂,有的厂家控制涂料的发气量,认为和涂料发气有一定关系,而另外的一家认为和涂料发 ...

    这种情况就属于冷铁没做处理,冷铁的吸湿性是很强的,使用之前必须要严格烘干,且还得规定使用的次数,冷铁表面氧化的坚决不能再使用。
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     楼主| 发表于 2023-3-14 12:26:55 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2023-3-12 11:21
    缸体的气孔原因有点复杂,有的厂家控制涂料的发气量,认为和涂料发气有一定关系,而另外的一家认为和涂料发 ...

    应该是冷铁的使用问题了!
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    发表于 2023-3-17 17:33:47 | 显示全部楼层
    老翻砂匠 发表于 2023-3-12 12:42
    这种情况就属于冷铁没做处理,冷铁的吸湿性是很强的,使用之前必须要严格烘干,且还得规定使用的次数,冷 ...

    遇到书记不懂的了。那个类似于芯撑一样的,属于内冷铁的一部分,一次性产品
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2023-3-17 18:32:23 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2023-3-17 17:33
    遇到书记不懂的了。那个类似于芯撑一样的,属于内冷铁的一部分,一次性产品 ...

    主要是没交代清楚,俺还以为是外冷铁呢,尴尬了~
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