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夹砂是一种“膨（péng）胀缺（quē）陷”，有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种（zhǒng）形式，其（qí）特征是：铸铁表面有夹着（zhe）砂子的细小纹（wén）路．条（tiáo）状沟（gōu）槽以及结疤状（zhuàng）凸起物高温铁（tiě）水的（de）冲刷（shuā）和烘烤的热作用使（shǐ）砂型发生水分迁移和体积膨胀，致（zhì）使表层翘起，挑起和开（kāi）裂，这就（jiù）是夹砂形成的机理。 1、制型砂的质量 型砂的（de）质量必须控制。在这方面（miàn）防止夹（jiá）砂的对（duì）策（cè）有：选用粒度分散、形状不规则的原砂（shā），湿型采用钠（nà）质膨（péng）润土或对钙质膨润土进（jìn）行（háng）活（huó）化处理，适（shì）当增（zēng）加（jiā）膨润土（tǔ）的用量和（hé）减少型砂的（de）含水量，加入（rù）适量的煤粉（fěn）、重油、沥青粉（fěn）、细（xì）木屑等“缓（huǎn）冲剂”、去除旧砂（shā）中的粉尘、保证型砂（shā）的混辗质量（liàng）等。 2、选（xuǎn）择合理（lǐ）的（de）造型工艺 造型（xíng）工艺是否合理对铸件产生夹砂有很大影响。铸件（jiàn）的（de）浇铸时间和浇铸位置、铁（tiě）水的（de）上升速度、铸型的（de）种类等必须选择适当。 （1）采用（yòng）快速浇铸 砂型的（de）表面总（zǒng）是要发生（shēng）膨（péng）胀的， 因（yīn）此防止夹砂的决（jué）定因素是铁水是否能迅（xùn）速覆盖（gài）和触及砂型（xíng）的表面，并对砂型产生一定的（de）压力。快速（sù）浇注能使铁水（shuǐ）在铸件产生夹（jiá）砂的“临界时问”之前充满铸型，不给予砂型产（chǎn）生（shēng）膨胀和（hé）形成高（gāo）水区（qū）的（de）充分（fèn）时间。有人用高速摄影机观察到：如果上（shàng）砂型受烘烤后在局（jú）部发生垂下的瞬间，铁水能立（lì）刻（kè）触及（jí），则铁水有（yǒu）可能把垂下的（de）砂（shā）块托回原（yuán）处。由此可见， 快速（sù）浇铸能利用铁水的压力来（lái）对付（fù）砂型的膨胀。 浇（jiāo）铸速度（dù）的快慢主要取决于浇口截面的大（dà）小。灰铸铁件浇口（kǒu）截面如用下面的简（jiǎn）易计算（suàn）公（gōng）式计算（suàn），能（néng）实（shí）现快速浇（jiāo）注。 平面较大的铸件（jiàn）M取0.8~1.2；平面很大、薄（báo）壁的（de）铸（zhù）件取1.2~1.5；湿型（xíng）件宜取中、上限。 生产实（shí）践征实，上述公（gōng）式是可靠（kào）的，如果（guǒ）铸件存在夹砂缺陷（xiàn），必须检查该铸件所用的（de）浇口截面积是否在“快浇”的范围之（zhī）中。对于（yú）大平面的铸件（jiàn）宜用尺寸较（jiào）大的（de）浇口杯，多道薄片状（zhuàng）的（de）内浇口或是（shì）缝隙浇口．使铁水迅（xùn）速、平稳、不（bú）间（jiān）断地盖住所（suǒ）浇到（dào）的（de）平面，避免砂型局部过热（rè）。浇口比例常用半封闭或开放式。 （2）提高铁水（shuǐ）的上升速度 铁水在（zài）砂型中（zhōng）应有较高的上升速度，以减低上砂型受烘（hōng）烤的程度铁水的上升速度与浇注（zhù）方案有关。自下而上充型的（de）倾斜浇铸方法（fǎ）（一般倾斜3°--15°）。能避（bì）免分散的（de）铁水流，利于砂型（xíng）的（de）排（pái）气、减少铁水对砂型的热幅射和提高（gāo）铁水的上升速度（dù）。而平傲立浇的工艺则更能显著提高铁水（shuǐ）的（de）上升速度。 （3）选用恰当的浇铸位置 铸件的浇铸位置（zhì）必须有利于（yú）铁水平稳充型和型腔气体的排（pái）除，否则，会导致夹砂的缺陷。 （4）采用适宜（yí）的铸（zhù）型 根据铸件的大小选择适宜（yí）的铸（zhù）型（xíng）。湿型一般适（shì）用于（yú）小件和平（píng）面不大、壁不厚（hòu）的中件对于中、大的（de）板（bǎn）类（lèi）和厚壁（bì）件宜（yí）采用表干型和千型。一些大型（xíng）平板可（kě）用热（rè）膨胀小、导热性（xìng）好和（hé）热容量高和石墨粉砂或耐火砖作下型，既能重复使（shǐ）用，又能（néng）有效地防止夹砂。 （5）增加砂（shā）型的排气 及时地排（pái）除型腔的水蒸汽及其它（tā）气体能（néng）有利于（yú）铁水的快速充填（tián）和减轻高温（wēn）气流对砂表（biǎo）层的起拱作（zuò）用，有益于降低水分（fèn）凝（níng）聚区的（de）水量（liàng）和使其位置内移。因（yīn）此（cǐ）在砂型上多放明出气冒口，分（fèn）散排气是十分重要的（de）。 3、确保砂型的制造质量 砂型的制造质（zhì）量（liàng）涉及产生夹砂的（de）“临界（jiè）时间”。如何精细地（dì）造（zào）型，提（tí）高砂型的整（zhěng）体强度，是防止夹（jiá）砂的关键。 （1）舂砂要紧实和均（jun1）匀 砂型应（yīng）舂得紧实均（jun1）匀，避免（miǎn）局部过紧和分层。湿型不要求过高的紧实度，而（ér）表干（gàn）型和下型应有足够（gòu）的紧实度。大型铸铁件防止夹砂的经验是：“人工用直径（jìng）10-15 mm粗的钢钎（qiān）都无法插进砂型”。由此可见防止夹砂要注重砂型的刚性当然（rán）增加砂型紧实度（dù）会影响砂型（xíng）排气，与之相应（yīng）的重要手段（duàn）是多扎气眼， 并尽可能接近砂型表层造型时要注意砂箱（xiāng）的箱带和挂钩不能离（lí）型面太近（jìn），芯骨也不能距砂芯表面过近，因为会引起舂砂不均舂砂时首层填砂不可（kě）过薄，特（tè）别是在模（mó）型表（biǎo）层木板较薄时，木板的弹性会使砂型分层。刮板的造型操（cāo）作要特别小心， 以墁（màn）刀削砂成型为主，刮板（bǎn）刮砂时不能过分用力， 以免使砂型分层。 （2）细心修（xiū）型（xíng）和上好涂料 修型时不能过度地修磨砂型， 这（zhè）样易（yì）把（bǎ）水（shuǐ）分引（yǐn）到砂型表面，形成硬块（kuài）且与本体分离。砂型损坏之处要划毛后修补，不宜刷水过（guò）多。浇口附近、凸（tū）台边缘、大平面及（jí）铁（tiě）水断续流经的部位应插（chā）钉加固（gù）。插钉呈（chéng）梅花（huā）状，使砂型（xíng）有一个（gè）整（zhěng）体的强（qiáng）度。涂料是砂型的保（bǎo）护层，要上好。修型后（hòu）宜让砂型阴干（gàn）一段时间再上涂（tú）料，以利涂（tú）料（liào）的渗透（tòu）。涂料刷（shuā）两遍，上浓涂料，并用墁刀压一遍，第二遗上较稀一点的涂料（liào）。 （3）控制烘干范围 砂型干燥不好也（yě）容易（yì）产生夹砂。为此砂（shā）型（xíng）应有正确的烘（hōng）干范围。干燥（zào）炉开（kāi）始（shǐ）不能升温过快，否则会使砂型外层存在较大的（de）温度（dù）差（chà），以致开裂。保温要有充裕的时间，以确保（bǎo）砂型烘（hōng）干透彻。配（pèi）箱（xiāng）后应尽快（kuài）浇注， 以免返潮。 4、搞（gǎo）好浇铸工艺和操作 为了防止夹砂缺陷，在浇铸工（gōng）艺方面，应在保证不出现（xiàn）其它缺陷的前提下，力求用较低的浇铸（zhù）温度，在（zài）浇铸操作上（shàng），应避免断流和尽（jìn）量用较快的速度浇铸。
+查（chá）看全文27 2020-04
对目（mù）前国内（nèi）精铸行业中广（guǎng）泛应用的4种制壳工艺的（de）特点进（jìn）行了（le）分析对（duì）比。从精（jīng）铸件质量比（bǐ）较，水玻璃型壳（ké）较差，复合型壳、硅溶（róng）胶-低温蜡型壳次之，硅溶胶一中温蜡型壳（ké）zui好。而从制壳成本比较，水（shuǐ）玻璃型壳zui低（dī），硅（guī）溶胶（jiāo）一中温蜡型壳zui高（gāo）。对这4种（zhǒng）制壳工艺分别提出了（le）改进措施（shī）。 目前国内精铸件（jiàn）生（shēng）产中广泛采用的制壳（ké）工艺（yì）有（yǒu）以下（xià）4种： A．水玻璃型壳（ké）； B．复合型壳（ké）； C．硅溶胶型壳(低温蜡)； D．硅溶胶（jiāo）型壳（ké）(中温蜡)。前3种方案均使用低温蜡(模)。 我公司（sī）4种工艺兼有，以（yǐ）充分满足市（shì）场对精铸件质量、价位的不同需求、增加市（shì）场竞争力和适应力。 1、水（shuǐ）玻璃型壳 这一工艺（yì）在国内已（yǐ）有（yǒu）近（jìn）50年的生产历史，其厂点（diǎn）数（shù）至今仍占（zhàn）我国精铸厂家的75%以（yǐ）上。经（jīng）过（guò）精铸界同仁（rén）个半世纪的不懈努力，水（shuǐ）玻璃型壳工（gōng）艺（yì）的应用（yòng）和研（yán）究已达到了很高水平。 多年来由（yóu）于背层型（xíng）壳耐火（huǒ）材料的改（gǎi）进和新型硬化（huà）剂（jì）的推广（guǎng）应用，水玻璃型（xíng）壳强度有了成倍增长（zhǎng）。铸件表面（miàn）质量、尺寸精度及成（chéng）品（pǐn）率有了很大提高，目前仍占很（hěn）大的市场份额，并替代国外砂铸件成批出（chū）口。 低廉的（de）成本、zui短的生产周（zhōu）期、优良的脱壳（ké）性能及高透（tòu）气性至（zhì）今仍是其他任（rèn）何型壳工艺（yì）所不及（jí）的优（yōu）点。但铸件的（de）质量，包（bāo）括表面粗糙度、缺陷（xiàn）数量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其他3种工（gōng）艺（yì）要（yào）差 1.1存（cún）在的主要问题（tí） (1)水玻璃粘结剂固有的缺点是Na2O含（hán）量高，型（xíng）壳高温强度、抗蠕变能力（lì）远不及（jí）硅溶剂型壳(只有它（tā）的1/30-1/50)。加之面（miàn）层耐火料采用了价低质次、粒度级配（pèi）不良的石英砂(粉)，硬（yìng）化剂（jì）至今仍限于使用氯化氨（ān），因而必（bì）然不能获（huò）得高质量的精铸件。 (2)型壳生产条件差（chà），缺乏严格的生产过程及参数的控制。由于硬化剂的（de）强（qiáng）腐蚀性，除尘设备的简陋，很少（shǎo）车间（jiān）有恒温、恒（héng）湿、除尘的生产环境。影响型壳和铸件（jiàn）质（zhì）量的涂料（liào）配制、硬化、风干、脱蜡等工序（xù），极（jí）少按（àn）行（háng）业规定的操（cāo）作规范严（yán）格控（kòng）制。如定期检测涂料（liào）粘（zhān）度、涂片重、硬化剂浓度、pH值等。型（xíng）壳风干（gàn）处的温度、湿度（dù）、风速等更是不加控制，故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。总之，大部分工厂停（tíng）留在手（shǒu）工作坊阶（jiē）段，靠技艺而不（bú）是靠科学的质量管理（lǐ）进行生（shēng）产。这是（shì）水（shuǐ）玻璃型壳数十年来铸件质（zhì）量不稳（wěn）定（dìng）、废品（pǐn）率、返修率高（gāo）的重要原（yuán）因之一（yī）。 1.2改进（jìn）方向 (1)采用高纯（chún）度的硅微粉(脉石（shí）英)代替（tì）常用的（de）低品位的（de）石（shí）英砂粉作面层耐火材料，并应用（yòng）“双峰（fēng）”型粒度（dù）级配的圆形石（shí）英粉（fěn）配制面层（céng）涂料（liào）。不仅可提高（gāo）面（miàn）层型壳的热化学稳（wěn）定性，而且可以获（huò）得高粉液比（bǐ）涂料。我厂（chǎng）用模数为3.4、密度为1.28g/cm3的水玻璃配料，粉液比可达到1.4。硅（guī）微粉的技术要（yào）求见。 经湿法球（qiú）磨、单槽沉（chén）淀、磁选及（jí）离子高纯（chún）水处理，自然形成圆形，双峰粒度级配（pèi），这种高纯低（dī）杂（zá）质（zhì）的粉粒，比（bǐ）人工级（jí）配更理（lǐ）想。已在我（wǒ）公司实际应用（yòng），效果良好。 (2)加强制壳（ké）工（gōng）序（xù）的现场质量管理，按（àn）行业标准（zhǔn）操作。同时应将涂料、撒砂、硬化场（chǎng）地与型（xíng）壳干（gàn）燥间隔离。后者控制温度、湿度，前者加强除尘、防腐，从而有利于（yú）型壳质量的稳（wěn）定及改善操作环（huán）境（jìng）。 (3)采用石英-硅溶胶型壳代替一、二（èr）层石（shí）英-水（shuǐ）玻璃型壳，彻底（dǐ）取消面层和过（guò）渡层（céng）的（de）水玻璃及氯化氨硬化剂。计（jì）算表明铸件（jiàn）成本仅增加0.46元/kg，而制壳生（shēng）产周期与水玻璃型壳基本相同。 2、复合型壳（ké） 为克（kè）服上述水玻璃型壳的缺点（diǎn），目（mù）前不少工厂将（jiāng）一（yī）、二层改用锆（gào）英石及莫来石（shí）-硅溶（róng）胶（jiāo）型（xíng）壳。背层（céng）仍采用原有（yǒu）水玻璃型壳（ké）工艺。它是结（jié）合硅胶型壳的优良的表面质量和水（shuǐ）玻璃低成（chéng）本、短周期的优点的一种改进方案。与水玻璃型壳相比（bǐ），其铸件表面质量有了很（hěn）大（dà）提高，表（biǎo）面粗糙度（dù）降低、表面（miàn）缺陷减少（shǎo）、返修率下降。可应用于不锈钢、耐热（rè）钢等高（gāo）合金钢。生产（chǎn）周期则比低温蜡-硅溶胶（jiāo）型壳短得多，与水玻璃型壳相近。 2.1存在的（de）主要问题 (1)由于（yú）背（bèi）层保留了水玻璃（lí）粘结剂（jì），故其（qí）型壳（ké）整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳低。其型焙（bèi）烧温度只限于950℃以下。900℃以后型壳变形量增加了30%。而硅溶胶型壳焙烧温度可达（dá）1000-1200℃，在1000℃以（yǐ）前（qián）型壳不变形。故复合型壳浇注的铸件尺寸精度(包括形位公差)均比不上硅溶胶型壳（ké）。往往在浇注大型(10kg以上)铸件时要（yào）采取增加硅溶胶（jiāo）型壳层数的方法（fǎ）(一般至（zhì）少增加2层)以求获得高的高温强（qiáng）度（dù）及防止铸（zhù）件（jiàn）变形（xíng）。 (2)由于型壳前2层是（shì）影响型（xíng）壳透气性（xìng）的主（zhǔ）因（yīn），由水玻璃型壳改（gǎi）为硅（guī）溶胶后，型壳的整体（tǐ）透（tòu）气性大幅降低，在焙（bèi）烧温度较低、保温时间不（bú）够长时，常会造成铸件气孔及浇（jiāo）不（bú）足、冷隔等（děng）缺陷，故复合（hé）型壳（ké）较（jiào）难应用于薄壁(δ≤3mm)件、小件及特小（xiǎo）件(小于50g)。又（yòu）因（yīn）型壳（ké）高温强度不及硅溶（róng）胶型壳，更易（yì）造成上述废品。总之，复（fù）合型壳的透气性（xìng）不如水玻璃型（xíng）壳（ké）也不如硅溶胶型（xíng）壳。 (3)复合型壳铸件（jiàn）质量稳定（dìng）性比水（shuǐ）玻璃好，但（dàn）远不（bú）如（rú）硅溶胶型壳。其背（bèi）层仍保留水（shuǐ）玻璃（lí）粘结剂，为（wéi）降低（dī）成本仍（réng）采（cǎi）用（yòng）价格较低、质量不稳定（dìng）的耐火材料，如（rú）粘土、颗粒粒砂等（děng），且在（zài）制壳（ké）工艺控制方面（miàn）与水玻璃型（xíng）壳（ké）相同，导致铸件质（zhì）量稳定性差。尤其是10kg以上的大件及1kg以（yǐ）下的（de）小件，废品率及（jí）返（fǎn）修（xiū）率均比硅溶（róng）胶型壳高。 (4)复合型壳由（yóu）于（yú）采用价昂的锆英（yīng）石作面层（céng），其型壳成本是（shì）水玻璃型壳的4.5倍，若背（bèi）层采用莫来石砂（shā）粉，其型壳成本与硅（guī）溶胶（jiāo）型壳（ké）成本相差无几，每kg铸件成本（běn）仅相差1元。其（qí）成本低的优（yōu）势并不（bú）明显。 (5)复（fù）合型壳不（bú）能使用中温蜡料。中温蜡不能（néng）使（shǐ）用（yòng）热水（shuǐ）脱蜡（là）。在高压釜中脱蜡时，由于高温、高压(170℃，0.7MPa)中温蜡液会（huì）与背层中的水玻璃（lí）及残留硬（yìng）化剂产生剧（jù）烈的皂化反应(白色泡（pào）沫状皂化物)，不经回收处（chù）理无（wú）法（fǎ）回（huí）用（yòng）。而硅溶胶型壳，则可以应用低、中温蜡，无此弊病。 综上所述（shù），复合型壳是水玻（bō）璃型壳的改（gǎi）进，在铸（zhù）件表面质量、成品率及返（fǎn）修（xiū）率方面比前者（zhě）优越，但（dàn）与硅溶胶型壳（ké）仍有本质差别。除（chú）生产周期较短，制壳成本（běn）稍低之外其铸件（jiàn）质量及稳定性不及硅溶胶型壳（ké）。 2.2改进方向（xiàng） (1)采用石英代替锆英砂用（yòng）于（yú）面层型壳耐（nài）火材料。铸（zhù）件表面质量（liàng）不完全取决于面层型壳（ké）耐火材料，而（ér）与粘结剂有（yǒu）密切关系，也与（yǔ）蜡料有关(蜡模表面粗糙度（dù）、皂化（huà）物残留（liú）等)。复合型壳（ké）只能采用低（dī）温蜡，大部分应用于表面粗糙度中等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精度不甚高(CT4-CT6)的精铸件，实践证明采用（yòng）石英-硅溶胶面层代替（tì）锆英石（shí）-硅溶胶（jiāo）是（shì）完全（quán）可（kě）行的。 这（zhè）一措施使每t铸（zhù）件（jiàn）型壳成本由原4150-4830元下降到1360元，与水玻璃型壳比仅增加460元（yuán）。 (2)加强制壳（ké）工序（xù）尤（yóu）其是背（bèi）层制壳的质量管理（lǐ）及环境改善(详见本（běn）文1，2节)。 (3)背层应当采用质量稳定、高（gāo）温（wēn）性能（néng）优（yōu）良而成本相对低廉的耐（nài）火材料，同时要兼顾与面（miàn）层型壳（ké）耐火材料膨（péng）胀率相匹配。推荐下列（liè）2种常（cháng）用（yòng）的（de）背层材料。 ①耐火粘土-石（shí）英粉涂料（liào）(各50%)，撒（sā）颗（kē）粒砂(耐火砖废料破碎过筛而（ér）制（zhì）成)，其优点（diǎn）是来源（yuán）广、价格低，其（qí）型壳高温强度和抗蠕变能力均高于莫来石、铝矾土。价格仅为铝矾土的1/2-1/3。它适用于锆英石或石（shí）英石作面层的复合（hé）型壳（ké）。 ②耐火（huǒ）粘土-颗粒粉（fěn）涂料(体积比（bǐ）为3：7)，撒颗粒砂。此方（fāng）案只适用于锆英石复合型壳。有些工（gōng）厂复合型壳背层采用莫来石砂粉或铝矾土，其（qí）涂料性（xìng）能（néng）较稳定，壳薄、易（yì）焙烧，但（dàn）成本过高且其（qí）型壳高温性（xìng）能不及（jí）上2种型壳。铝矾土脱（tuō）壳性能较差。至于废陶瓷（cí）器（qì）皿、硫璃（lí）瓦、地（dì）砖等破碎而成的材料价格虽低（dī），但未经高温烧成，成分复杂，型（xíng）壳高温开裂倾向大，耐（nài）火度偏低。浇注后(尤其（qí）是厚大件)脱壳困难，不宜（yí）采用（yòng）。 3、硅溶胶（低温（wēn）蜡）型壳 这一工（gōng）艺符合（hé）国情，在铸（zhù）造1kg以上，特别是5kg以上中（zhōng）大件铸（zhù）件时，具有（yǒu）更大（dà）的适应（yīng）性（xìng）和优（yōu）越性(与（yǔ）中温蜡相（xiàng）比)。 一般来（lái）说（shuō），中大（dà）铸件（jiàn）的质量要求，特别是表面粗糙度、尺寸精度以（yǐ）及形（xíng）位公差的（de）要求不会太高，采用高熔点中温蜡并（bìng）无必要。中温蜡需要（yào）高压(大于6-7MPa)或液态蜡压注（zhù）蜡模，设备（bèi）投资大。中（zhōng）温蜡厚大蜡模易缩陷、变形、成本高（gāo）。低温蜡成型容易、设备简单，而蜡模表面粗糙（cāo）度相差不大（dà）。 这一工艺比复（fù）合型壳质量稳定（dìng），尤其是（shì）铸件尺寸（cùn）精（jīng）度高（gāo），因它没有水玻璃存在，型壳高温（wēn）性能好，在1000-1200℃焙烧后型壳（ké）透气性高，抗蠕（rú）变能（néng）力强，既可适用于薄壁件，复杂结构的中小（xiǎo）件，又可生产重达50-100kg的特（tè）大件（jiàn），如水泵、叶轮（lún）、导流壳、泵体、球阀（fá）体、阀板等。对于薄（báo）壁中小件或（huò）大件（jiàn）可（kě）以采（cǎi）用叉壳或抬壳（ké）在炉前直接浇注，更可获得高成品率。 3.1存在问题 (1)由于采用低温蜡，大部分（fèn）型壳在（zài）水中脱蜡（là），难免有皂化物残留（liú）进入型壳中(尤其是复合型（xíng）壳及水玻璃型壳同时脱蜡（là）时)易产生铸件表面夹杂，返（fǎn）修率稍高，这是（shì）其缺点之一。 (2)制壳生产周期长是它的zui大缺点和不（bú）足，尤其在生产大件，有深孔、深（shēn）槽件（jiàn）时，每（měi）层（céng）干（gàn）燥常要24-48h。以50kg双流道叶轮为例，常（cháng）须10-15d 制壳时间（jiān），稍有未干透之死角，在水脱蜡时（shí）会造成（chéng）硅溶胶回溶（róng），型壳裂纹。 (3)硅溶胶型壳(低温（wēn）蜡)型壳成本较水（shuǐ）玻璃型壳高（gāo）5倍(每（měi）t铸（zhù）件制壳成本为5000元)，比复合型壳高（gāo）17%。铸件成本相应（yīng）较（jiào）高。 3.2改进方向 (1)为（wéi）防（fáng）止因低温（wēn）蜡回收处（chù）理不彻（chè）底及用水脱蜡（là）时与复合型壳或（huò）水玻（bō）璃型壳共用同一热水（shuǐ）槽，易产生铸件皂化物（wù）夹杂缺陷应采取（qǔ）以下（xià）措施。 ①采用蒸气脱蜡(蒸气（qì）压力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水脱蜡，不仅可以防（fáng）止皂（zào）化（huà）物夹杂而且型壳不易产（chǎn）生裂（liè）纹，对铸（zhù）件的质量稳（wěn）定更（gèng）有保障（zhàng）。 ②若（ruò）采用（yòng）热水脱（tuō）蜡（là），应在水中加人（rén）体积分数为1%-3%的工业盐酸，脱（tuō）蜡（là）后（hòu）再用含盐酸的热水（shuǐ）冲洗每组（zǔ）型壳以减少皂化物残留。尽（jìn）可能不（bú）要（yào）与水（shuǐ）玻璃（lí）型壳、复（fù）合（hé）型壳共用同（tóng）一槽水脱蜡，也（yě）可（kě）更换水液，单独集中（zhōng）脱蜡（là），以减（jiǎn）少皂化物入壳。 ③回收蜡（là）处理可用盐酸的体积分数为3%-5%的（de）酸化水，沸腾及（jí）沉（chén）淀时间要足（zú）够长（zhǎng）。冬（dōng）季硬化水温度低，水玻（bō）璃（lí）及复合型（xíng）壳中Na2O的残留量高，蜡（là）料皂化也（yě）较严（yán）重，应多加盐（yán）酸处理回（huí）收蜡，减少皂化物。蜡料处理后，及（jí）时补加硬脂酸也很重要。 (2)为（wéi）缩短制壳生（shēng）产周期，可采用（yòng）“快干硅溶胶（jiāo）”制壳（ké），此工艺已日渐成熟，其各层型壳干燥时间可缩短1/2以（yǐ）上。小（xiǎo）件各（gè）层(除zui后层外)干燥（zào）仅须3h，制壳时间由原63h缩（suō）短为24h。中大件也较一般硅（guī）溶胶缩短50%。而（ér）其市（shì）场价（jià）只提高20-30%，完（wán）全可由场（chǎng）地、电耗的减少及生（shēng）产率的（de）提（tí）高来弥补。快干硅（guī）溶胶的推广应用是硅溶（róng）胶制壳工艺的（de）改革必由之路，将会逐步扩大（dà）应用。 (3)为降低硅溶胶型壳的成本，zui有（yǒu）效的（de）方（fāng）法是采用石英石代替锆英石作面层型壳耐火材料。目前锆英石耐（nài）火材料占整（zhěng）个（gè）硅溶胶制壳成本的60%，改用石英（yīng）后每t铸件制壳成（chéng）本由（yóu）5000元降为2210元，下降55.8%。中（zhōng）大件可采用熔（róng）融石英砂(粉)取（qǔ）代锆英砂(粉)已逐步在推（tuī）广应用。 4、硅溶胶（中温蜡）型壳 这（zhè）是国际（jì）上通用（yòng）的精铸件生产工（gōng）艺，它具有zui高的铸（zhù）件质（zhì）量、zui低的返修率，特别适合于表面粗糙度要求高（gāo）(Ra0.8-3.2)，尺（chǐ）寸精度高(CT3-CT5级)的中（zhōng）小件、特小（xiǎo）件(2-1000g)。但由于设备及成本***，较少应用于中大件(5-100kg)。 4.1存在问（wèn）题 (1)成本高，其（qí）型壳生产成本是水玻璃型壳（ké）的8倍。比低温蜡（là）-硅溶胶（jiāo）型壳也高出25%。主要（yào）原（yuán）因是其制（zhì）壳、蜡模材（cái）料成（chéng）本高，且设备（bèi）耗电也大得（dé）多（duō），设备（bèi）投资也大。 (2)生（shēng）产（chǎn）周期与低温蜡-硅溶胶型壳相同，比水玻璃及（jí）复合型壳（ké）长得（dé）多。 (3)生产5-50kg的中大件往往（wǎng）要采（cǎi）用中温液态蜡(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模（mó）易缩凹，铸件尺（chǐ）寸精（jīng）度并不太高，中大件对尺寸精度、表面粗糙度要（yào）求（qiú）也没有小件那么高，故（gù）中大（dà）件（jiàn）较少采用硅溶胶(中（zhōng）温蜡)型壳。 4.2改进（jìn）方向 (1)为降（jiàng）低成本，保（bǎo）证质量（liàng），在解决了石英对中（zhōng）温蜡（là）润湿性（xìng）很差的难题（tí）后，采用石（shí）英石或（huò）熔融石英（yīng）代替（tì）锆英石无（wú）疑是一方向。熔融石英其热膨胀系数仅（jǐn）为5×10-7/℃，且其价格只（zhī）有锆（gào）英石的1/6。在国外，熔融石英已（yǐ）逐步在扩（kuò）大应用范（fàn）围。 (2)采用快（kuài）干硅溶胶缩短（duǎn）制壳（ké）周期是国（guó）内外（wài）同（tóng）行共（gòng）同努（nǔ）力的方向(见前述)。 (3)研制国产的中温蜡或改进石（shí）蜡一硬脂酸低温蜡是我国精铸界的重（chóng）要任务。如何解决国产（chǎn）中温（wēn）蜡（là）或改进型的（de）低温蜡回收处理的难题（tí），使其在（zài）生产中能长期保持蜡料性能（néng）不（bú）变化是能（néng）否（fǒu）推广（guǎng）应用（yòng）的关键。 5、结束语 (1)各种型壳（ké）工艺（yì）有其不同的（de）适用（yòng）对象，选择的依据是：铸件的质量要求、价位及交货期（qī）。综合考虑，正确（què）选用zui经济合理的（de）制壳工艺方案是保证生产优（yōu）质、低成（chéng）本（běn）铸件（jiàn）的基础（chǔ）。 (2)水玻璃型壳虽有不少优点但粘结剂（jì）本身固有（yǒu）的缺点使铸件质（zhì）量（liàng）难以提高，质量稳定性（xìng）也差。今（jīn）后将会逐（zhú）步被复合型壳（ké），尤其是成本低的石英一硅溶胶复合壳所取代。 (3)硅溶胶（jiāo）是理想的粘结（jié）剂，其型壳质量高，铸件质量稳（wěn）定，返修率低（dī），是今后（hòu）的发展方向。石英石、熔融石英耐（nài）火（huǒ）料（liào）在面层（céng）型壳中的应用，快干（gàn）硅溶胶的推广，将其（qí）生（shēng）产成（chéng）本及制壳周期大大降（jiàng）低和缩短，克服了这2点不足，硅溶胶型壳(低（dī）温蜡或中（zhōng）温蜡)将在我国精铸界得（dé）到广泛（fàn）应用（yòng），毕（bì）竟高的铸件（jiàn）质量是zui重要的指标。
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1、铸件“桔（jú）皮（pí）”缺陷的特征 铸（zhù）件“桔皮”是生产中反复出现（xiàn）的一种铸（zhù）造缺陷，它（tā）对铸件质量的影响较（jiào）大，缺陷出现在铸件肥厚部（bù）位、热节（jiē）及内浇（jiāo）道附近以及受热集中而冷却又（yòu）慢的部位。铸件表面有微凸的小圆斑，呈“眼圈”状，这些表面粗糙，看起来象“桔子皮”的斑点，在多种铸件中反复（fù）出现，有时（shí）整（zhěng）批铸件（jiàn）均有，其在每个铸件上的数量少则几个，多至（zhì）整个平面；小圆斑有的较大，有的小至麻点；有时是单（dān）个分散的（de），有（yǒu）时也（yě）呈（chéng）密集的片状凸（tū）起物，高出铸件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公司统计，废品中的15%是“桔皮”缺（quē）陷造成的，而且碳（tàn）钢件产生（shēng）桔（jú）皮缺陷（xiàn）的机会（huì）更多一（yī）些。 2、“桔（jú）皮”缺陷（xiàn）产生（shēng）的原因（yīn）分析 导致（zhì）“桔皮（pí）”产（chǎn）生的根本的原因是涂料表面（miàn）堆（duī）积、硬化不充分。型壳在焙烧后，其表面（miàn）上形（xíng）成黄色或黄绿（lǜ）色玻璃体，浇注后与钢液（yè）反应而（ér）形成硅酸盐瘤（liú）粘附于铸件（jiàn）表面。单纯地延长硬化时间，无助于zui终解（jiě）决“桔皮”问题。通过实践，有以下几方面的（de）原因。 2.1原材料方面的影（yǐng）响 众所周知，水玻璃涂料的粉液（yè）比低，粉（fěn）料分（fèn）布（bù）不均匀。水玻璃的模数愈高，密度愈大，则涂（tú）料的粉液比愈低，粉料的分布愈不均匀，也zui不（bú）易（yì）充分硬化。 (1)水玻璃的影响 水玻璃的（de）模数、密度以及（jí）杂质的多少对涂（tú）料的流动性影响极大。随着（zhe）模数的增大（dà），水玻（bō）璃中亚胶粒子比例增加，其粘度会随之增加（jiā），涂料的流变性恶化（huà），当模组涂挂时极易在（zài）表（biǎo）层造成局部（bù）涂料（liào）堆积。 水（shuǐ）玻（bō）璃参数不一致对涂（tú）料（liào）性能（néng）的影响是很大的，这一点很容（róng）易被忽（hū）视。参数的（de）不一（yī）致（zhì）性表（biǎo）现在（zài）两个方面。 其一是模（mó）数（shù）的不一致性，刚进厂的水（shuǐ）玻璃只有经过（guò）长时间的静置扩（kuò）散（sàn）(分散)后才能使同（tóng）一（yī）批模数趋于一（yī）致，达到稳定的（de）分散（sàn）状态；这一过程所需时（shí）间（jiān）在一星（xīng）期以上，如果（guǒ）急于使用（yòng）则不可能（néng）获得理想（xiǎng）的涂料流变性能。 其二是溶液密（mì）度的不（bú）一致性，在配涂料前通常要（yào）对水玻璃（lí）溶液的密度进行调整，应该特别注意（yì）加水搅拌后马上测得的密（mì）度是不真实的，因为（wéi）液（yè）体分散稳定（dìng）的过程尚未完成，与（yǔ）所希望的（de）密度有一定的（de）误差，据此（cǐ）配制的涂料，其粘（zhān）度和流动性都有误差。 (2)耐火粉料的影响 耐火粉料颗（kē）粒（lì）的分布和形（xíng）状对涂料流变性的影（yǐng）响较大，双峰粉涂料具有较好的流变性是大家公（gōng）认的；但即便是粒度分（fèn）布基本相同的双峰粉，当耐火粉料颗（kē）料形状分别（bié）为多角、尖角和片状的（de）粉配制涂（tú）料时，在粉液比（bǐ）和水玻（bō）璃模数相同的条（tiáo）件下（xià）其（qí）流变性也会有很大的差异。 当粉（fěn）料（liào）形状越接近片状（zhuàng）时，其比表面积也越大，颗粒间的摩擦（cā）力和作用力增大，涂料的粘度将大于多角形的粉料。 (3)水玻璃密度和粉液比（bǐ）的综合影响 水（shuǐ）玻璃密（mì）度和粉液比的变化对表层涂（tú）料流变性（xìng）的影响是（shì）非常直观（guān）的，水（shuǐ）玻（bō）璃（lí）密度和粉液比过大时涂料粘度增加、流变性变差、涂层变（biàn）厚（hòu）会引起涂料在型壳表面局部堆积（jī），型壳硬（yìng）化不良（liáng）zui终导致（zhì）“桔皮”问题。 2.2工艺方面的（de）影响（xiǎng） (1)表面（miàn）层风干不充分。表（biǎo）面层风干是涂料（liào）的再均匀化过程，同时，也是水玻璃脱水固化过（guò）程，如风干时（shí）间过短（duǎn），表面层涂料在熔模表面分布不均匀，造成（chéng）其（qí）后的（de）硬化不充分（fèn），脱（tuō）蜡后将（jiāng）在型壳内表面（miàn）形成（chéng）团状聚（jù）集物，局部形成钠盐杂（zá）质。 (2)过度滴控（kòng）。过度滴控指表面层浸挂涂料时，单方向流动未能及时粘砂，将导致涂料在熔模表（biǎo）面局部（bù）方向上的堆积，造成其后的硬化不完全。 (3)型（xíng）壳层间硬化不良。由于涂料（liào）层尤其（qí）是前两（liǎng）层中存（cún）在未硬（yìng）化（huà）部分，未（wèi）硬（yìng）化的涂料在脱蜡（là）和（hé）焙烧后造成型（xíng）壳内表面的钠（nà）盐聚（jù）集，与钢水（shuǐ）反应后生（shēng）成“桔皮”缺陷。 2.3环境方面的影（yǐng）响 在寒冷的冬季，过低的室温使涂料流动性（xìng）变差造成涂料堆积（jī），过（guò）厚堆积的涂（tú）料又不能完全（quán）硬化；此外硬（yìng）化（huà）液的温度随室（shì）温的（de）降低也会造成硬化过程（chéng）的缓慢和不完全。环境（jìng）湿度的影响则主要发生在雨季，空气（qì）湿度的增加会影响（xiǎng）风干（gàn）过（guò）程，常因为风干不足而出现“桔皮”问题。 3、避免（miǎn）“桔皮”缺陷的措施 3.1原料选用 (l)水玻（bō）璃在（zài）模数合适的情况下，必须严格控制杂质含量；应根据环境的温度（dù）、湿（shī）度、铸（zhù）件的结（jié）构（gòu）特点以及所配粉料的（de）特点调整水玻璃密度。 (2)粉（fěn）料在粒度符合使用要（yào）求的条件（jiàn）下，其粒形至关重要（yào），球形和（hé）多（duō）角（jiǎo）形粉料是（shì）较（jiào）理想的，而片状粉料不能使用。 3.2工（gōng）艺对策 (1)水玻璃密度（dù）的调整。密度的合适与（yǔ）否将直接（jiē）影（yǐng）响铸件的表面质量，密（mì）度过大会（huì）导致涂料流动性差而造成分（fèn）层和（hé）“桔皮”缺陷（xiàn），密度过小又（yòu）会形（xíng）成铸（zhù）件表面（miàn）的黄瓜（guā）刺；合（hé）适的密度通常与环境温度（dù）、粉料的粒度、微观形状（zhuàng）及铸件的结构特点有关系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之间（jiān），其调整原则是: ①环境（jìng）温（wēn）度高时增加密度，低（dī）时减小密度； ②粉（fěn）料粗且片状比例小时增加密（mì）度，粉（fěn）料细且片状比例大（dà）时减小密度； ③结构（gòu）简单涂料易（yì）流动的铸件可适当增（zēng）加（jiā）密（mì）度，反之减小密度。 (2)粉液比的确定。粉液比（bǐ）也是影响铸件表面质量的重要（yào）因素之一，比例过（guò）大则会因涂料的流动性差导致涂挂不均匀（yún）而产生（shēng）分层和涂料堆积；而太小则会产生（shēng）铸件表面的黄瓜刺。其配比原则是在（zài）保证涂料流（liú）动性（xìng）的前提下尽（jìn）量提高粉液（yè）比。 (3)硬化（huà）液（yè）的浓度、温度与硬（yìng）化（huà）时间。一般情况下，氯化氨（ān）质（zhì）量分数在25%以上的硬化剂才会有（yǒu）较好的硬化（huà）效果；如果氯（lǜ）化铵含量低，靠（kào）延长时间是不能改（gǎi）善硬化效果的。 (4)涂挂操（cāo）作方（fāng）式（shì）。实际（jì）生产（chǎn）中有相当一部分“桔皮”问题是（shì）由于操作不当（dāng）造成的（de），涂料的单方向流动极易产生堆积（jī）而造成硬化不充分，所以在蜡模浸挂（guà）涂料（liào）之（zhī）后的滴控直到撒砂（shā）完毕的整个过程中，必须不断改（gǎi）变模组的方向。 (5)脱蜡（là）工艺。在脱蜡热水中（zhōng）补充适当的硬化剂，由（yóu）于（yú）硬化（huà）剂的吸热作用和（hé）反应，会进一步使得表面层所滞留的反应产（chǎn）物NaCl溶于脱蜡（là）水中而大部（bù）分去除，此（cǐ）时，型壳表面形成的是一层低钠硅胶层，有利于防止“桔皮（pí）”缺陷的产（chǎn）生。 (6)环境温度（dù）。环境温（wēn）度偏低会（huì）导致涂（tú）料流动性差（chà），造成涂挂不均匀而形成桔皮及其他制壳缺陷，制壳工序的环境温度应控制在15℃以（yǐ）上。
+查看（kàn）全文23 2020-04
气泡是铸（zhù）件常见问题（tí）之一，而且一旦铸件出现（xiàn）了（le）气泡问题（tí），也等于产品（pǐn）报废了。那么如何（hé）避免铸件产生气泡？看看下面这7条。 【缺（quē）陷现象】 铸件表皮下，聚集气体鼓胀（zhàng）所（suǒ）形成的泡，有时会崩裂，存在贯通和非贯通两种（zhǒng）。 别名：鼓泡、起（qǐ）泡（pào） 【原因（yīn）分析】 模具（jù）温（wēn）度太高（gāo），开模过早。 填充速度太高，金属流（liú）卷入气体过多。 涂（tú）料发气量大，用量过多，浇注前未燃尽，使挥发气体被（bèi）包在铸件表层，另涂料含水（shuǐ）量大。 型腔内气体没有排（pái）出（chū），排（pái）气不顺。 合金（jīn）熔（róng）炼温度过高。 铝（lǚ）合（hé）金（jīn）液（yè）体除气不彻（chè）底（dǐ），吸有较多气体，铸（zhù）件凝固时析出留在铸件（jiàn）内（nèi） 填充时产生紊（wěn）流。 【对应措施】 1、测（cè）温枪测试模具（jù）表面温度，显示数值超过（guò）工艺规定范围。降低模具表面温度，增加（jiā）保压时（shí）间； 2、铸（zhù）件表面内浇口压入（rù）的金属流明显比其它部位亮很多（duō）。填（tián）充速度高（gāo）产（chǎn）生原因（yīn）一方面是设备本身的压射速度高（gāo），另一方面可能是内浇口太薄造（zào）成。降低压射（shè）速度，适当增加内（nèi）浇口厚度；判断内浇口薄（báo）的（de）方法：是否有浇口易（yì）粘现象（xiàng），降低（dī）二（èr）快速度看远（yuǎn）端是（shì）否有（yǒu）严重（chóng）压不（bú）实现象（xiàng），不（bú）给压打件，看是否有多（duō）股铝液流； 3、喷涂时察看雾的颜色是（shì）否呈白色，合模前察看型（xíng）腔是否还有（yǒu）气体残留。更换（huàn）涂料或增大涂料与水的配比； 4、在烫（tàng）模阶段，铸件表面（miàn）有明显的漩涡（wō）和涂料（liào）堆积。判断及解决方法（fǎ）：调开档（dàng），人为（wéi）产（chǎn）生涨模，如果解决，需（xū）开排气道； 5、铸件表（biǎo）面内浇口（kǒu）压（yā）入（rù）的金属流特别亮并伴（bàn）有粘结。适当降低浇注温度； 6、取样块测密度，看（kàn）是否符（fú）合要求。重新进（jìn）行（háng）除（chú）气处理或在保温炉内进行（háng）再（zài）次精炼； 7、烫（tàng）模阶段铸件表面明显（xiǎn）有各流溶接不到一起的痕（hén）迹伴有涂料堆积。 判（pàn）断及（jí）解决方（fāng）法（fǎ）：涂黑油生产，看痕迹是否有堆（duī）积（jī），分析堆（duī）积部位，解决方法： a、开设或加大相应（yīng）部位的集（jí）渣（zhā）包， b、调整内浇口流向、位（wèi）置或填（tián）充方向。
+查看全文22 2020-04
1．冒口设计（jì）的基本原理 铸件冒口（kǒu）主要是在铸（zhù）钢件上使用。铸铁件只用于个别的（de）厚大件的灰铸铁件和球铁件上。金属液在液态降温和凝（níng）固过程中，体积要收（shōu）缩。铸件的体收缩大约（yuē）为（wéi）线（xiàn）收（shōu）缩的3倍（bèi）。因此（cǐ），铸钢的体收（shōu）缩通（tōng）常（cháng）按3---6%考虑，灰铸铁（tiě）按2---3%，不过由于（yú）灰铸铁（tiě）和（hé）球墨铸铁凝固时的石墨化膨（péng）胀，可以抵消（xiāo）部分体积收缩，所以如（rú）果壁（bì）厚均匀，铸型紧实度高，通常不（bú）需要设计冒口。铸件的体（tǐ）收（shōu）缩如果得不（bú）到补充，就（jiù）会在铸件上或者内（nèi）部（bù）形（xíng）成（chéng）缩（suō）孔、缩（suō）陷或者缩松。严重时常（cháng）常造成铸件报废。 冒口尺寸计算（suàn）原则（zé）是，首先计（jì）算需要补缩的金属液需要（yào）多（duō）少。通常把这一部（bù）分（fèn）金属液假设成球体，并求（qiú）出直径（设为d0）用于冒（mào）口计算。冒（mào）口补缩铸（zhù）件是（shì）有（yǒu）一（yī）定的范围------叫有效补缩距离，设为L，对厚度为（wéi）h的板状零件通常L=3~5h 。对棒状（zhuàng）零（líng）件L=（25~30）√h 式（shì）子（zǐ）中，h------铸件厚（hòu）度（dù） 2．冒口尺（chǐ）寸的基本计算方法 冒（mào）口计算的公式、图线（xiàn）、表格（gé）等有很多。介绍如下。 zui常用的方法是，冒口直径 D=d0+h 理由是假定冒（mào）口和（hé）铸（zhù）件以（yǐ）相同（tóng）的速（sù）度（dù）凝固，凝固过（guò）程是从铸件（jiàn）的两个表面向内（nèi）层进行，当铸件（jiàn）完全凝固终了，正好冒口凝固了（le）同样的（de）厚（hòu）度，这（zhè）时还剩下中（zhōng）间的空心的（de）缩（suō）孔，体（tǐ）积正（zhèng）好等于（yú）补缩球的（de）体（tǐ）积（jī），这部分金（jīn）属（shǔ）液在凝固过程中正好补缩进了铸件。 当铸件存在热节时，可以把h换成热节的（de）直径T即可。 即D=do+T 。 另外设计冒口（kǒu），还有个重要的部位，就是冒口颈，所谓冒口颈（jǐng）就是冒口和铸件（jiàn）的连（lián）接通道，冒（mào）口里的金属液都是经由冒口颈补缩（suō）到铸件里的。所以对冒口颈（jǐng）的截面是有要（yào）求的，通常取冒口（kǒu）颈（jǐng）的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口高（gāo）度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高（gāo）度还应该考虑（lǜ）要高（gāo）于需要补缩部位的高度，否则就成了反（fǎn）补缩（suō）了，铸（zhù）件补缩了冒口（kǒu），这是要避免的。 3．其它（tā）计算（suàn）方（fāng）法 常（cháng）用（yòng）的经验（yàn）计算方法还有不计算需要估算补缩（suō）的金属液，直接将热节园的直径乘个系数得出冒口直径。例如 简（jiǎn）单铸件 D=（1.05~1.15）T 外（wài）形（xíng）简单，热节比较集（jí）中（zhōng）。 复杂铸件 D=（1.40~1.80）T 外形复（fù）杂，例如有许多筋条和铸（zhù）件的其余部分连接（jiē）。 中间类型 D=（1.15~1.40）T 介于以上两种（zhǒng）之间。 铸造生产的条（tiáo）件千差万别，因（yīn）素太（tài）多，以至于所有的计算公式（shì）都是近似的有条件的（de）。往往一个公式不一定（dìng）适用（yòng）于所有（yǒu）的场合。所（suǒ）以（yǐ）公式中（zhōng）往往有取值范围（wéi）较大的系数（shù）供用户结（jié）合本单（dān）位的情况选择。
+查看全文21 2020-04
型（xíng）砂的（de）配制包括三个方面，即原材料的准备、型砂（shā）的混（hún）制（zhì）和将混制好的型砂调匀（yún）及松砂等（děng）工艺环节。铸造（zào）生产中所（suǒ）使用的型砂，有的是由回用（yòng）砂加适量的新砂、粘土和水经混合均（jun1）匀配制成的（de），有的全部是由（yóu）新的材料（liào）配制成的（de）。为了确保新砂质量（liàng），所（suǒ）有的原材料都须根据技术要求（qiú）经验（yàn）收合格后才能使用（yòng）。为此，在配砂前都必（bì）须进（jìn）行加工准（zhǔn）备。 （1） 新砂 新（xīn）砂在采购（gòu）、运输过程中常混有（yǒu）草根、煤屑（xiè）及泥块等杂物，同时（shí）含有一（yī）定（dìng）数量（liàng）的（de）分分。潮湿（shī）的原砂不易（yì）过筛（shāi），配（pèi）砂时不便于控制型（xíng）砂的水分。因此，除（chú）含水量（liàng）低（dī）、用于手工造型的湿型砂可直（zhí）接配制（zhì）外，新砂在使（shǐ）用前必须（xū）进行烘（hōng）干（gàn）和过筛。新砂的（de）烘干用立式或卧式烘干滚筒，也可采用气流烘干的办法。常用的筛砂设备有手工筛、滚筒（tǒng）筛和振动筛等。 （2） 粘土 刚开（kāi）采（cǎi）的粘土（tǔ）往往含有较多的水分具多为（wéi）块状（zhuàng），因此使用前必须烘（hōng）干、破碎并磨成粘土粉，主要由专门（mén）的工厂进行加（jiā）工，包装万袋供应。有的工厂事先将（jiāng）膨润土（tǔ）或粘土（tǔ）与煤粉按比（bǐ）例制成粘（zhān）土—煤粉粉浆，使（shǐ）粘土充分吸水膨胀，混（hún）砂时与（yǔ）原砂一起（qǐ）加（jiā）入到混（hún）砂机里混合均匀。这种做法可简化（huà）混（hún）砂操作，便于运输，改善劳动条件，提高型砂（shā）质量。但（dàn）必须严（yán）格控（kòng）制（zhì）粉浆（jiāng）的含水量，否则（zé）会影响型砂性能。 （3） 附（fù）加（jiā）物（wù） 煤粉、硼（péng）配、氟化（huà）物和硫黄等附加物都必须粉碎（suì）、过筛后再使用。 （4） 旧（jiù）砂 为了节省造型（xíng）材料，降低（dī）铸件成本，旧砂（shā）应（yīng）回用（yòng）。旧（jiù）砂在（zài）型砂所（suǒ）占比例很（hěn）大，它对（duì）型砂的成（chéng）分及性能有（yǒu）着很大的影响。旧砂中常（cháng）混有各种杂（zá）物，如（rú）钉子、铁块和（hé）砂团等，在回用（yòng）前（qián）必须（xū）进（jìn）行（háng）处理（lǐ），包括将砂块粉碎，用（yòng）电磁分离（lí）器（qì）除去（qù）其中的铁质杂（zá）物然后过筛，必要时进行（háng）冷却。 在机械化（huà）程度高（gāo）的铸造车间，型（xíng）砂需（xū）求量大，周转速度很快，往往旧砂的温度还（hái）比较高，有的回用（yòng）砂温度（dù）高达（dá）60摄氏度以上，如果采用这种（zhǒng）型砂造（zào）型，容（róng）易粘附模（mó）样、芯盒及砂（shā）斗。由于（yú）型（xíng）砂温度过（guò）高，会（huì）使（shǐ）水分蒸发太快（kuài），使型砂性能（néng）不稳定，同时影响铸件表（biǎo）面质量，影响造型劳动生（shēng）产率。因此必须在铸（zhù）件落砂、旧砂过（guò）筛、运输和混砂过（guò）程中加强通风冷却，降低（dī）型砂温度。 （5） 混（hún）砂 混砂的（de）任务是将各种原材料混（hún）合均匀，使粘结剂包覆在砂粒表面上（shàng），混（hún）砂（shā）的质量主要（yào）取决于混砂工艺和混砂机的形式。 一、混砂机的形式。生产中常用（yòng）的混砂设备有辗轮式（shì）、摆轮式和叶片式混砂机。辗轮式混（hún）砂机除有搅拌作用外，还有辗（niǎn）压搓揉作用，型砂（shā）的质量较好，但生产效率较低，主要（yào）用（yòng）来混制面砂和单一（yī）砂（shā）。摆式混（hún）砂机的生产效率比辗轮（lún）式高几倍，且可（kě）边混（hún）砂边鼓风冷（lěng）却，并有一定的搓揉（róu）作用，但型砂质量不如辗轮式混（hún）砂好，主要用于机（jī）械（xiè）化程（chéng）度高、生产量大的铸造车间（jiān）混（hún）制单一砂及背（bèi）砂。叶片式（shì）混砂机是一种连续（xù）作业式的设备，各（gè）种原是否（fǒu）无误混砂机（jī）的一端进（jìn）入，混好的型砂从混砂机的另一端出来，生产（chǎn）效（xiào）率高。叶片式混砂机有混合作用，但搓揉作用很差，主要用于混制（zhì）背砂和粘土含量低的单一砂。 二、加料顺序与混砂时间。混制粘土型砂的（de）加（jiā）顺序一般是先（xiān）加回用（yòng）砂、原砂、粘土粉和附加（jiā）物等干料，干（gàn）混（hún）均匀后再加（jiā）水湿混，均匀后即（jí）可使用。如果型（xíng）砂中含有（yǒu）渣油液以及（jí）其他液态粘结剂，则应（yīng）先加水（shuǐ）将型砂混（hún）合均匀后再加入（rù）油（yóu）类粘（zhān）结（jié）剂。这（zhè）种先加（jiā）干（gàn）粉后加水的混砂加料顺序存在的缺点是，在（zài）混砂（shā）机的辗（niǎn）盘（pán）边缘（yuán）遗留一些粉料，这（zhè）些粉料吸水后粘附在（zài）混砂机（jī）壁上（shàng），直到混辗后期或（huò）卸砂时才脱（tuō）落下（xià）来，使（shǐ）型砂里含（hán）有混合不均匀的粘土（tǔ）或煤粉团块，恶化（huà）了型砂性能（néng）。同时干（gàn）混时粉尘飞（fēi）扬，劳动（dòng）条（tiáo）件（jiàn）差。因此，有的工（gōng）厂采用先在（zài）回（huí）用砂里加水混（hún）合，然（rán）后加粘土及煤粉混合均（jun1）匀，zui后再加（jiā）少量水（shuǐ）分调节到（dào）所需要的含水量（liàng）的混砂工艺。试验（yàn）结果表明，后面这种加（jiā）料顺序（xù）可缩短混（hún）砂时间，提高型砂质量，改善劳动条件。 为了使各种原材（cái）料混合均匀，混（hún）砂时间不能太短，否则影响型砂性能，但混砂时间也不宜（yí）过长（zhǎng）。否则将（jiāng）使（shǐ）型砂温（wēn）度升高，水分过（guò）多挥发（fā），型（xíng）砂（shā）结成块（kuài）状，性能（néng）变（biàn）坏且生产效率低。混砂（shā）时间主要（yào）根据（jù）混砂机的形式、粘土含（hán）量、对型（xíng）砂性（xìng）能要求等来决定。一般来说，粘土（tǔ）含量越多，对型砂质量要求越（yuè）高，混砂时间越长。采（cǎi）用辗轮式（shì）混砂机混制面砂（shā）时（shí），混砂时间（jiān）一般为（wéi）6—12分（fèn）钟，北砂为3—6分（fèn）钟（zhōng），单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀 型砂的（de）调（diào）匀又称回（huí）性、渗匀，是指将混好（hǎo）的型（xíng）砂（shā）在不失（shī）去水分的条件下放置一段时间（jiān），使水分均匀渗透到型（xíng）砂（shā）中，让粘土充分吸（xī）水膨胀，以提高型砂的强度和（hé）透（tòu）气性（xìng）等性能。调匀（yún）时（shí）间主要根（gēn）据粘土种（zhǒng）类及（jí）加入量而定。型砂中粘土含量（liàng）越多（duō），原砂（shā）的颗粒越（yuè）细，调匀时间越长。调匀时间应适当，否则型砂性能难以满足要注。单（dān）一（yī）砂一般为2—3小时（shí），面砂为4—5小时。机械化铸（zhù）造厂间（jiān）型砂（shā）调匀是在型砂调匀斗（dòu）里进行，非机械化的（de）手工造型车间（jiān）是将（jiāng）混好的型砂（shā）堆放在（zài）轩间地面上，并（bìng）用湿麻袋覆盖进（jìn）行调匀（yún）。 型砂经混辗和调匀（yún）后会被压实，有（yǒu）的被压成团块。如果（guǒ）采用这（zhè）种型砂直接造型，型砂的坚实度不均匀，透气性等性能差。因（yīn）此，调（diào）匀后的型砂必须经松砂（shā）或过筛（shāi）才能使用。在（zài）机（jī）械化的（de）铸造（zào）车（chē）间一般采用圆棒式或叶片式松砂机进行（háng）松砂处（chù）理。在百机械（xiè）化的手工造（zào）型车间，常用移动式松（sōng）砂机或用筛孔为5—8毫米的筛子过筛。
+查看全文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸（zhù）造（zào）领域已有相当（dāng）长（zhǎng）的历史，铸件（jiàn）的产量也相当大；但采用覆膜砂铸造生产精密铸钢件时面（miàn）临很（hěn）多（duō）难（nán）题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如何解决这些问题有待于我们去进一步探讨。 一、对覆膜砂的认识（shí）与（yǔ）了解（覆膜砂属于有（yǒu）机粘结剂（jì）型、芯砂） （1）覆膜砂的（de）特点（diǎn）：具有适宜的强度性能；流动性好，制出的（de）砂型（xíng）、砂芯轮廓（kuò）清晰，组织致密，能（néng）够制造（zào）出复杂的砂芯；砂型（xíng）（芯（xīn））表面质（zhì）量好，表面粗糙度可达（dá）Ra=6.3～12.5μm，尺寸（cùn）精度（dù）可达CT7～CT9级；溃散性好，铸件（jiàn）容易清理。 （2）适用范围：覆膜砂既可制作铸型又（yòu）可（kě）制作砂芯，覆膜砂（shā）的型或（huò）芯既可互相配合使用又可（kě）与其它砂型（芯）配（pèi）合使用；不仅可（kě）以用于金（jīn）属型重力（lì）铸造或低压铸（zhù）造，也可以用于铁型覆砂铸造，还（hái）可以用于热法离心铸（zhù）造；不仅可以用于铸（zhù）铁、非铁合金铸件（jiàn）的生产，还可以用（yòng）于（yú）铸钢件的生产。 二、覆膜（mó）砂的制备 1．覆膜砂组成 一般由耐火材料、粘（zhān）结剂、固（gù）化剂（jì）、润滑剂及特殊（shū）添加剂（jì）组成。 （1）耐火（huǒ）材料是构（gòu）成覆膜砂的主体。对耐火（huǒ）材料的要求是：耐（nài）火度高、挥（huī）发物少、颗粒较圆整、坚实等（děng）。一（yī）般选用（yòng）天然擦洗硅砂。对（duì）硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非铁合（hé）金铸件要求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦洗砂（shā））--[水洗砂含泥（ní）量规定小（xiǎo）于；粒度①分布在相邻3～5个筛号上；粒形圆整，角形因（yīn）素应不大于1.3；酸耗值不（bú）小于5ml。 （2）粘结剂普遍采用（yòng）酚醛树脂。 （3）固化剂通常（cháng）采用乌洛托品；润（rùn）滑剂一般采用（yòng）硬（yìng）脂酸钙，其作用（yòng）是防止（zhǐ）覆膜砂结（jié）块，增加流（liú）动性。添加剂的主要（yào）作（zuò）用是改（gǎi）善覆（fù）膜砂的性能。 （4）覆膜砂的基本配比 成（chéng）分（fèn） 配比（质量分数，%）说（shuō）明：原砂 100 擦洗砂（shā）， 酚醛（quán）树脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛（luò）托品（水溶液（yè）2）10～15 占树脂重（chóng），硬脂（zhī）酸钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添加（jiā）剂（jì） 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂（zhī）重（chóng），添（tiān）加剂（jì） 0.1～0.5 占原砂（shā）重。 ２．覆膜砂的生产工艺 覆（fù）膜（mó）砂的（de）制备工艺主要有冷（lěng）法覆膜、温法覆膜、热法覆（fù）膜三（sān）种，目前（qián）覆膜砂的生产几乎（hū）都是采用（yòng）热覆膜法（fǎ）。热法覆膜工艺是先将原（yuán）砂加（jiā）热到一定温度，然后分（fèn）别（bié）与树脂、乌（wū）洛托品水溶液和（hé）硬（yìng）脂酸钙（gài）混合搅拌（bàn），经冷却破（pò）碎和筛分而成。由于配方的（de）差异，混制工艺有所不（bú）同。目前国内覆（fù）膜砂生产线的种类很多（duō），手（shǒu）工加料的半自动生产线约有2000~2300条，电脑控制的全自动生（shēng）产线也已（yǐ）经有（yǒu）将近50条，有效提高（gāo）了生产（chǎn）效率和产品稳定性。例（lì）如（rú）xx铸造有限公司的自动化可视生产（chǎn）线（xiàn），其加（jiā）料时间（jiān）控制精确到0.1秒，加热温（wēn）度控（kòng）制精确（què）到1/10℃，并且可以通（tōng）过视频时时观察混（hún）砂（shā）状态，生产效率达到（dào）6吨（dūn）/小（xiǎo）时。 ３．覆膜砂的主要产品类型 （1） 普通类（lèi）覆膜砂 普通覆膜砂即传（chuán）统覆膜砂，其组成（chéng）通常（cháng）由石（shí）英（yīng）砂，热（rè）塑性酚醛树脂，乌洛托（tuō）品和硬脂酸钙构成，不加有关添加剂，其树脂（zhī）加入量（liàng）通常在（zài）一定强（qiáng）度要（yào）求（qiú）下相对较高，不具备耐（nài）高（gāo）温（wēn），低膨胀、低发气等（děng）特性，适用于要求不高的（de）铸（zhù）件生产 （2） 高（gāo）强（qiáng）度低发气类覆膜（mó）砂 特点：高强度、低膨胀（zhàng）、低发气、慢发（fā）气、抗氧化 简介:高强度低（dī）发气覆膜砂（shā）是普通覆膜砂的更（gèng）新换代（dài）产品，通过加入有关特（tè）性的“添加剂”和采（cǎi）用（yòng）新（xīn）的配制工艺，使树脂用量（liàng）大幅度下降，其（qí）强度比普通覆膜砂（shā）高30%以上，发气量显著降低，并能延缓发气速度，能更好（hǎo）地适应铸件生产的需要。该类覆膜砂主要适用（yòng）于铸铁件（jiàn）中，中小铸钢（gāng）、合金铸钢（gāng）件的（de）生产。目前该（gāi）类覆膜砂有三（sān）个系列：GD-1高强度（dù）低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发气覆膜（mó）砂；GD-3高强（qiáng）度低膨胀低发（fā）气抗（kàng）氧化覆（fù）膜。 （3） 耐高温(类)覆膜砂(ND型) 特点：耐高温、高（gāo）强度、低（dī）膨胀、低发气、慢发气、易溃散、抗氧化 简介（jiè）:耐（nài）高温覆膜（mó）砂（shā）是通（tōng）过特殊工艺配（pèi）方技术生产出的具有优异高温性能（néng）(高温下强度（dù）高、耐热时（shí）间长（zhǎng）、热膨胀量（liàng）小、发气量（liàng）低)和综合铸造（zào）性能的新型覆膜砂。该类覆膜（mó）砂（shā）特别适用于复杂薄壁精密的（de）铸铁件(如汽车发（fā）动机缸（gāng）体、缸盖等)以及高要（yào）求的铸钢件(如（rú）集（jí）装箱角和火车（chē）刹车缓（huǎn）；中器壳件等)的生产，可有效（xiào）消除（chú）粘砂、变形、热裂（liè）和气孔等铸（zhù）造缺陷（xiàn）。目前该覆膜砂有四个系列：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐（nài）高温（wēn）低膨胀（zhàng）低（dī）发气（qì）覆（fù）膜砂 ND-3耐（nài）高（gāo）温低（dī）膨（péng）胀低发气抗氧化覆膜砂（shā） ND-4耐高温高强（qiáng）底低（dī）膨胀低发（fā）气覆（fù）膜 （4） 易溃散类（lèi）覆膜砂 具有（yǒu）较（jiào）好的强度，同时具（jù）有（yǒu）优异的低温溃散性能（néng），适用于生产（chǎn）有色（sè）金属铸件。 （5） 其它特殊要（yào）求覆膜砂 为适应（yīng）不（bú）同产品（pǐn）的需要，开发出了系列特种覆膜（mó）砂如：离心（xīn）铸（zhù）造用覆膜砂、激冷覆（fù）膜砂（shā）、湿（shī）态覆膜砂、防粘（zhān）砂、防（fáng）脉纹、防橘皮（pí）覆膜砂等。 三（sān）、覆膜砂制芯主（zhǔ）要工艺（yì）过程 加热（rè）温（wēn）度200-300℃、固（gù）化时间30-150s、射（shè）砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂（shā）芯、流动性好（hǎo）的覆膜砂可选用较低的射砂压力，细（xì）薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度（dù）低时可适（shì）当延长固化时间等。覆膜砂所（suǒ）使用的树（shù）脂是（shì）酚醛类树脂。制芯工（gōng）艺的优点（diǎn）：具有适宜的强度（dù）性（xìng）能（néng）；流（liú）动性好；砂芯表面质（zhì）量（liàng）好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗（kàng）吸湿性强；溃散（sàn）性好，铸件容（róng）易清理（lǐ）。 1、铸型（模具）温度 铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要因素之一（yī）,一（yī）般控制在220～260℃,并根（gēn）据下列原则选定: （1）保证覆膜砂上的树脂软化及（jí）固化所需的足够热量； （2）保证形成需（xū）要的壳厚且壳型（芯）表面不焦（jiāo）化； （3）尽（jìn）量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。 2、射砂（shā）压力及时间（jiān） 射砂时间（jiān）一般控制（zhì）在3～10s，时间（jiān）过（guò）短（duǎn）则（zé）砂型（芯）不能成型。射砂压（yā）力一（yī）般为0.6MPa左右；压力过（guò）低时，易造成射（shè）不（bú）足或疏松现（xiàn）象。3、硬（yìng）化时间：硬化时间的长短主要取（qǔ）决于砂型（芯）的（de）厚（hòu）度与铸型的温度，一般（bān）在（zài）60～120s左右。时间过（guò）短，壳层未（wèi）完全（quán）固化（huà）则强度低（dī）；时（shí）间过长，砂型（芯）表面层易烧焦影响铸件质量。覆膜砂造型（芯）工艺参数实例：序号图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时间（s）硬化时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜砂应用中存在的（de）问题及解决对策 制芯的方法种类（lèi）很多，总的可以划分为热固性方法（fǎ）和（hé）冷固性方法两大类，覆（fù）膜砂制（zhì）芯属于热（rè）固性方（fāng）法（fǎ）类。任何一（yī）种制芯方（fāng）法都有其自身的优点和缺点，这主（zhǔ）要取（qǔ）决于产品的质量要求、复杂（zá）程（chéng）度、生（shēng）产批量、生产成本、产（chǎn）品价格（gé）等综合因素来（lái）决定采用何种制芯方法。对铸件内腔表面（miàn）质量要求高，尺寸精度（dù）要求高、形状复杂的砂芯采用覆（fù）膜砂（shā）制芯是非常有效的（de）。例如（rú）：轿（jiào）车发动机气缸盖的进排气道砂芯（xīn）、水道（dào）砂芯、油道砂芯，气缸体的水（shuǐ）道（dào）砂芯（xīn）、油道砂芯（xīn），进气岐（qí）管、排气岐管的壳芯（xīn）砂芯，液压阀（fá）的流道砂芯，汽（qì）车涡（wō）轮增压器气（qì）道砂芯等等。但（dàn）是在覆（fù）膜砂使用中（zhōng）还常遇（yù）到一些问题，这里仅就工作中的体会略谈一二。 1、覆膜砂的强（qiáng）度和发（fā）气量的确定方法 在原砂质（zhì）量和树脂质（zhì）量一定的前提下，影响覆膜砂强度的关键（jiàn）因素主要（yào）取于酚醛（quán）树（shù）脂的加入量。酚醛树脂加（jiā）入量多，则强度就提高，但发气量（liàng）也增加，溃散性（xìng）就降低。因此在生产（chǎn）应用中（zhōng）一定要控制覆膜（mó）砂的强度来减少发气（qì）量，提（tí）高溃（kuì）散（sàn）性，在强度标（biāo）准的制订时定要找到一（yī）个平衡点。这个平衡点就是（shì）保（bǎo）证砂芯的（de）表（biǎo）面质量及在（zài）浇（jiāo）注时不产生（shēng）变（biàn）形、不（bú）产生断（duàn）芯前提下的强度。这样才（cái）能（néng）保证（zhèng）铸件的表面质量和尺寸精度，又可以（yǐ）减少发气量，减少铸（zhù）造件（jiàn）气孔缺陷，提高砂芯的（de）出砂（shā）性能。对砂芯存放，搬运（yùn）过程中可（kě）以采用工位器具、砂芯（xīn）小（xiǎo）车，并在其上面铺有（yǒu）10ｍｍ～15ｍｍ厚（hòu）的海绵（mián），这样可以减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂芯的存（cún）放期 任何砂芯都会吸（xī）湿，特别（bié）是南方地区空气相对湿度大，必须对砂（shā）芯存放期在工艺（yì）文件上加以规定（dìng），利用精益生产先进先出的生产（chǎn）方（fāng）式减少（shǎo）砂芯的存（cún）放（fàng）量和存放周期。各企业应结合自己的厂房条件和当地（dì）的（de）气候条（tiáo）件来确定砂芯的存放周期。 3、控制好（hǎo）覆膜砂的供货质量 覆（fù）膜砂进厂时必须附有供应商（shāng）的质量保证资料（liào），并且（qiě）企业根据（jù）抽（chōu）样（yàng）标准进行检查，检查合格后方可入库。企（qǐ）业取样检测不合格时由质（zhì）保和技（jì）术（shù）部门做出处理（lǐ）结果，是让步接受（shòu）或向供应商（shāng）退货（huò）。 4、合格的覆（fù）膜砂在制芯时发现砂芯断裂变（biàn）形 制芯时砂芯的断裂变形（xíng）通（tōng）常会认为覆膜砂强度低造成的。实（shí）际上砂芯（xīn）断裂（liè）和变形会（huì）涉及到许多生产过程。出现不正常情况（kuàng），必须要查到真正（zhèng）的原因（yīn）才能彻底（dǐ）解决（jué）。具体原（yuán）因如下： （１）制（zhì）芯时（shí）模具的温度和留模时间，关（guān）系到（dào）砂芯结壳硬化厚度是否满足（zú）工艺（yì）要求。工艺上所规定的工（gōng）艺参数都需要有一个范围（wéi），这个（gè）范围（wéi）需靠操作人员的技能来进行调整。在模具温度上限时留模时间（jiān）可以取下限，模（mó）具（jù）温度在下限时留模时间取上限。对操作人（rén）员需要不断地培训提高操作技能。 （２）制（zhì）芯时在模（mó）具上会粘（zhān）有酚醛树脂和砂粒（lì），必须（xū）进行及时清理并（bìng）喷上脱模剂，否则会越积（jī）越多（duō）开模时会把砂芯（xīn）拉（lā）断或变（biàn）形。 （３）热芯盒模具静模上（shàng）的弹簧（huáng）顶（dǐng）杆，由于长期在高温状态（tài）下工作会产生弹（dàn）性失效而造成砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。 （４）动模和静模（mó）不平行或不在同一中心线（xiàn）上（shàng），合模时在（zài）油缸（gāng）或气缸的（de）压力作用下，定位销前端有一（yī）段斜度，模（mó）具（jù）还是会合紧，但在开模时动模和静（jìng）模仍会恢复到原始状态使砂芯（xīn）断裂或变形（xíng）。在这种情况下射砂时会跑（pǎo）砂，砂芯的尺寸会变大。解（jiě）决对策（cè）是及时（shí）调整模具的平（píng）行度（dù）和（hé）同轴度（dù）。 （５）在壳芯机上（shàng）生产空心砂芯时，从（cóng）砂（shā）芯中倒（dǎo）出尚未（wèi）硬化的覆膜砂需要重（chóng）新（xīn）使用时，必须进行过（guò）筛并未（wèi）用过的（de）覆（fù）膜砂按３：７比例混（hún）合（hé）后使用（yòng），这样（yàng）才（cái）能保证壳芯砂芯的（de）表面质量和砂芯强度。
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什么叫淬火？ 钢的淬火是将钢加热到临（lín）界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢（gāng））以上温度，保温一段时间，使之全部或部（bù）分（fèn）奥氏体化（huà），然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（xià）（或Ms附近等温）进（jìn）行马氏体（或（huò）贝氏体）转（zhuǎn）变的热处理工（gōng）艺。通（tōng）常也将铝合（hé）金、铜（tóng）合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶（róng）处理（lǐ）或带有快速冷却过程的热（rè）处理（lǐ）工艺称为淬火。 淬火的目的： 1）提高金属成材或零件（jiàn）的机械性能。例如（rú）：提高工具（jù）、轴承等的硬度（dù）和耐磨性，提高弹（dàn）簧的弹性极限，提高轴（zhóu）类零件的综（zōng）合机械性能等（děng）。 2）改善（shàn）某些特殊钢的材（cái）料（liào）性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性（xìng），增加磁钢的（de）永（yǒng）磁（cí）性等。 淬火冷却（què）时，除需合（hé）理选用淬火介（jiè）质外（wài），还要有正（zhèng）确（què）的淬火方法，常用的淬火方（fāng）法，主要（yào）有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局（jú）部淬火等。 钢铁工件（jiàn）在淬火后具有以下特点： ① 得到了马氏体、贝（bèi）氏体、残余奥氏体等不平衡（héng）（即（jí）不稳（wěn）定）组（zǔ）织。 ② 存在较大内应力。 ③ 力学性能不能满足（zú）要（yào）求。因（yīn）此，钢铁工件淬火后（hòu）一般都要经过回火 什么叫回火？ 回（huí）火是将淬火后的金属（shǔ）成材（cái）或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一（yī）定方式冷却的（de）热处理工（gōng）艺，回火是淬火后紧接（jiē）着进行（háng）的一种操作，通常也是工（gōng）件（jiàn）进行热处理的zui后一道工序，因（yīn）而把淬火（huǒ）和回火的联合工艺称为zui终处理。淬火与回火的主要目的（de）是： 1）减少内应（yīng）力和降低脆（cuì）性，淬（cuì）火件存在着很大的应（yīng）力和脆性，如（rú）没有（yǒu）及时回火往往会产生变形甚至开（kāi）裂。 2）调整工（gōng）件的机械（xiè）性能，工件淬（cuì）火后，硬度（dù）高，脆性大，为了满足各种工件不同（tóng）的性（xìng）能要求，可以（yǐ）通过回火来调整，硬（yìng）度，强度，塑（sù）性和（hé）韧性（xìng）。 3）稳定工（gōng）件尺寸（cùn）。通过（guò）回火可（kě）使金相组织趋于稳定，以保（bǎo）证在以后的使用过程中不再（zài）发生变形。 4）改善某（mǒu）些（xiē）合（hé）金钢的切削性能。 回火的作用在于： ① 提高组织稳定性，使（shǐ）工（gōng）件在使用（yòng）过（guò）程中不再发生组织转变，从而使工件几（jǐ）何尺寸和性能保持稳定。 ② 消（xiāo）除内（nèi）应力，以（yǐ）便改善工件的使（shǐ）用性（xìng）能并稳定工件几何尺寸。 ③ 调整钢铁的力（lì）学性能以满足使用（yòng）要求。 回（huí）火之所（suǒ）以具有（yǒu）这（zhè）些（xiē）作（zuò）用，是因为温（wēn）度升高时，原子活动能（néng）力增强（qiáng），钢铁中的（de）铁、碳和其他合金元素的原（yuán）子可以较快地进行扩散，实现（xiàn）原子的重（chóng）新排列（liè）组合（hé），从而使不稳定（dìng）的不平衡组织逐步转变为稳定的（de）平衡组（zǔ）织。内应力的消除（chú）还与温度升高时金属（shǔ）强度（dù）降（jiàng）低有关。一般钢铁回火时，硬度和（hé）强度下降，塑性（xìng）提高（gāo）。回火（huǒ）温度越（yuè）高，这些力学（xué）性能的变化越大（dà）。有些合金（jīn）元素（sù）含量较高的合金钢（gāng），在某一温度范围回火（huǒ）时，会析出一些颗（kē）粒细（xì）小（xiǎo）的（de）金（jīn）属化合物，使强度和（hé）硬度上升。这种（zhǒng）现象称为（wéi）二次硬化。 回火要求（qiú）：用途不同的（de）工件应在不同温度下回火，以（yǐ）满（mǎn）足（zú）使用中的要求。 ① 刀（dāo）具、轴承（chéng）、渗碳淬火零件（jiàn）、表面淬（cuì）火零（líng）件（jiàn）通常在250℃以下进行低温回火。低温回火后硬度变化不（bú）大，内（nèi）应（yīng）力减小，韧（rèn）性稍有（yǒu）提（tí）高。 ② 弹簧在350～500℃下中温回火，可获（huò）得较高的弹性（xìng）和必要的韧性。 ③ 中（zhōng）碳结（jié）构钢制作的零件通（tōng）常在（zài）500～600℃进行高温回火，以获得适宜的强度（dù）与韧性的良好配合。 钢（gāng）在（zài）300℃左右回火时，常使其脆性（xìng）增大，这种现象（xiàng）称为首类（lèi）回（huí）火脆性。一（yī）般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金（jīn）结（jié）构（gòu）钢在高温回火后，如果缓慢冷（lěng）至室温，也易于变脆。这种现象称为第（dì）二类回火脆性（xìng）。在钢中（zhōng）加入（rù）钼，或回火时（shí）在油或水中冷（lěng）却，都可以防（fáng）止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重（chóng）新（xīn）加热至原来的回火温度，便可以（yǐ）消除这（zhè）种脆性。 在生产中，常根据对（duì）工件性能的要求。按加热温度的不（bú）同，把回火（huǒ）分（fèn）为低温回火，中温（wēn）回火，和高温回火（huǒ）。淬（cuì）火（huǒ）和（hé）随后的高温回火（huǒ）相结合的热处理工艺称为调质，即在具有（yǒu）高度强度的同（tóng）时，又有（yǒu）好（hǎo）的（de）塑性韧性。 1、低温回火：150-250℃ ，M回（huí），减（jiǎn）少内应（yīng）力和脆性，提（tí）高塑韧性，有较高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀（dāo）具和（hé）滚动轴承等（děng）。 2、中温回火：350-500℃ ，T回，具有较高的弹性，有一定的（de）塑性和硬度（dù）。用于制作（zuò）弹簧（huáng）、锻模等。 3、高温回火：500-650℃ ，S回，具有良好（hǎo）的综（zōng）合力学性能。用于（yú）制作齿（chǐ）轮、曲轴等。 什么是正（zhèng）火? 正火是—种改善钢材韧性的热处（chù）理。将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷。主要特点是（shì）冷却速度快于退火而低（dī）于淬火，正火时可在稍快（kuài）的冷（lěng）却（què）中使钢材的结晶晶（jīng）粒细化，不但可（kě）得（dé）到（dào）满意的强（qiáng）度，而且可以明显提高韧（rèn）性(AKV值），降低构件的（de）开裂倾向。—些低（dī）合金（jīn）热轧钢板、低合（hé）金钢锻件与铸造件经正火（huǒ）处理后，材料的综合（hé）力学性能可以（yǐ）大大改善，而且也（yě）改善了切（qiē）削性能（néng）。 正火有（yǒu）以下目的和用（yòng）途： ① 对亚共析钢，正火（huǒ）用（yòng）以（yǐ）消除（chú）铸、锻、焊件的过热粗（cū）晶组织和魏氏组织，轧材中的带（dài）状组织；细化（huà）晶粒；并可作为淬（cuì）火前（qián）的预先（xiān）热（rè）处理。 ② 对过（guò）共析钢，正（zhèng）火可（kě）以消除网状（zhuàng）二次渗碳体，并使珠（zhū）光体细化，不但改（gǎi）善（shàn）机械性能，而且（qiě）有利（lì）于以后的球化退火。 ③ 对低（dī）碳深冲薄钢板，正火可以消除晶界的游离渗碳体，以改（gǎi）善其深冲性（xìng）能。 ④ 对低碳钢（gāng）和低碳（tàn）低合金钢，采用正（zhèng）火，可得（dé）到（dào）较多（duō）的细片状珠光体（tǐ）组织，使硬度增高到（dào）HB140-190，避免切削时的“粘刀”现象，改（gǎi）善切削加工性。对中（zhōng）碳钢（gāng），在既可用正火又可用退（tuì）火（huǒ）的场合（hé）下，用正火更为经济（jì）和（hé）方便。 ⑤ 对普通（tōng）中碳结构钢（gāng），在力学性能要求不高的场（chǎng）合下，可用正火（huǒ）代替淬火加（jiā）高温回火，不仅操（cāo）作简便，而且使钢材的组织和尺寸稳定（dìng）。 ⑥ 高温正火(Ac3以上（shàng）150～200℃)由于高（gāo）温下（xià）扩散速度（dù）较高,可以减少铸件和锻件的（de）成分偏析（xī）。高温正火（huǒ）后的（de）粗大晶（jīng）粒可通过随后（hòu）第二次较（jiào）低（dī）温度（dù）的（de）正（zhèng）火予以细化（huà）。 ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中（zhōng）碳合金钢，常采用正火以获得贝氏体组织，再经高温回火，用于400～550℃时具有良好的抗蠕变能力。 ⑧ 除钢件和钢材（cái）以外，正火还广泛用于球墨铸铁热处理（lǐ），使其获（huò）得珠光体基体，提高（gāo）球墨铸铁的强度。 由于（yú）正（zhèng）火（huǒ）的特点是空气冷却，因而环境气温、堆放方式、气流及工件尺（chǐ）寸对正火后（hòu）的（de）组织和性能均有影响。正火组织还（hái）可作为（wéi）合金钢的一种分（fèn）类方法。通常根据（jù）直径为25毫米的试样加（jiā）热到900℃后,空冷得到（dào）的组（zǔ）织，将合金钢分为珠光体钢、贝（bèi）氏体钢、马氏体（tǐ）钢和奥氏体钢。 什么是退火？ 退（tuì）火是将金属缓（huǎn）慢加热（rè）到（dào）一定温度，保（bǎo）持足够时间，然后以适宜速度冷却的一种（zhǒng）金（jīn）属热处理工（gōng）艺。退火热（rè）处理分为完（wán）全退火，不完全退火和去应力退火。退火材料的力学性能可以用拉伸试验来检（jiǎn）测，也（yě）可以（yǐ）用硬（yìng）度试验来检测。许多钢材都是（shì）以退火（huǒ）热（rè）处理状态供（gòng）货的，钢材硬度（dù）检测可以采用洛氏硬度计，测试HRB硬度，对于较薄的钢板、钢带以（yǐ）及薄壁钢（gāng）管，可以采用表（biǎo）面洛氏硬度计，检测HRT硬度。 退火的（de）目的在于（yú）： ① 改善或消除钢铁（tiě）在铸造、锻压、轧制（zhì）和焊接过程中所造（zào）成的各种组织缺陷以及残余应力（lì），防止工件变形（xíng）、开（kāi）裂。 ② 软（ruǎn）化工件以便进行切削（xuē）加工。 ③ 细（xì）化晶粒（lì），改善组织以提高工件的（de）机械性能（néng）。 ④ 为zui终热处理（淬（cuì）火、回火）作（zuò）好组织（zhī）准备。 常用的退火工艺（yì）有： ① 完全退火（huǒ）。用（yòng）以细化中、低碳钢经（jīng）铸造（zào）、锻压和焊（hàn）接后出现的（de）力学性能（néng）不佳的粗大过热（rè）组织。将工（gōng）件加热到铁（tiě）素体（tǐ）全部转变为奥氏体（tǐ）的温度以上（shàng）30～50℃，保温一段时间，然后随炉（lú）缓（huǎn）慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的（de）组（zǔ）织变细。 ② 球化退火。用以降（jiàng）低工具钢（gāng）和轴承钢（gāng）锻压（yā）后的（de）偏高硬度。将工件加（jiā）热（rè）到钢开始形成奥氏体的温（wēn）度以上20～40℃，保温后缓慢冷（lěng）却，在冷却过程中珠光体（tǐ）中的片层状渗碳体变为（wéi）球状，从而（ér）降低了硬度。 ③ 等温退火。用以（yǐ）降低（dī）某些镍、铬含量较高的（de）合金（jīn）结构钢的高（gāo）硬度，以（yǐ）进行切（qiē）削加工。一般先以较（jiào）快速度冷却到奥（ào）氏体zui不稳定（dìng）的温度（dù），保温适当（dāng）时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体（tǐ），硬度即可（kě）降低。 ④ 再（zài）结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷（lěng）拔、冷轧过程中的硬（yìng）化现象（xiàng）（硬度升高、塑性下降）。加热温度一般为钢开（kāi）始形成奥氏（shì）体（tǐ）的（de）温度以下50～150℃ ，只有这样才能消除（chú）加（jiā）工硬化（huà）效应使金（jīn）属软化。 ⑤ 石墨化退火。用（yòng）以使含有（yǒu）大量渗碳体的铸（zhù）铁（tiě）变成塑（sù）性良好（hǎo）的可锻铸铁。工艺（yì）操作（zuò）是将（jiāng）铸件加热到950℃左右，保温（wēn）一定时（shí）间后适当冷却，使渗碳体分（fèn）解形成（chéng）团絮状石墨。 ⑥ 扩散（sàn）退火。用以使（shǐ）合金铸件化学成分均（jun1）匀化，提高其使用（yòng）性（xìng）能。方法是在不发生熔化（huà）的（de）前提下，将铸件加热到尽可能高的（de）温度（dù），并长（zhǎng）时间（jiān）保（bǎo）温（wēn），待合（hé）金中（zhōng）各种元素扩（kuò）散趋于（yú）均匀分布后缓冷。 ⑦ 去应力退（tuì）火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢（gāng）铁制品加热后开（kāi）始形成奥氏体的温度以下（xià）100～200℃，保温（wēn）后在空气中（zhōng）冷却，即可消除内（nèi）应力。
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一（yī）、变（biàn）形的原因 钢的（de）变（biàn）形主要（yào）原因是（shì）钢中存在内应力或者外部施加的应（yīng）力。内应力是因温度分布不均匀或者相变所致，残余（yú）应力也是（shì）原因之一（yī）。外应力引起的变形（xíng）主要（yào）是由于工件自重而造（zào）成的“塌陷”，在特殊情况下也应（yīng）考虑碰撞被加热的（de）工（gōng）件（jiàn），或者夹持工具夹持所（suǒ）引（yǐn）起的凹陷（xiàn）等（děng）。变形包括弹（dàn）性变形和塑性变形（xíng）两种。尺（chǐ）寸变化主要是基于组织（zhī）转变（biàn），故表现（xiàn）出同样的膨胀和收缩，但当工（gōng）件（jiàn）上有孔穴或者（zhě）复杂形状工件，则将导致附加的变形。如果淬火形成（chéng）大量马氏体则发生膨胀，如果产生大量残余奥氏（shì）体（tǐ）则相应的要（yào）收缩（suō）。此外，回（huí）火时一般（bān）发生收缩，而（ér）出现二次硬（yìng）化现象的合金钢则发（fā）生膨胀，如果进行深冷处理，则由于残（cán）余奥氏体的马氏（shì）体化而进一步膨胀，这些组（zǔ）织的（de）比（bǐ）容都随着含碳量的增（zēng）加而（ér）增大，故含碳量（liàng）增加也（yě）使尺（chǐ）寸变化量增大。 二、淬火变（biàn）形的主要发生时段 1.加热过程：工件在（zài）加热过程中，由于内应力逐渐释放而（ér）产（chǎn）生变（biàn）形。 2.保（bǎo）温过程（chéng）：以自重塌（tā）陷变形为主，即塌陷（xiàn）弯曲。 3.冷却过程：由于不均（jun1）匀冷却和组织转变而至变形。 三、加热与变形 当加热大型工件时，存（cún）在（zài）残余应力或者加热（rè）不均匀（yún），均可产（chǎn）生变（biàn）形。残余（yú）应力主要来源（yuán）于加工过（guò）程。当（dāng）存在（zài）这些应（yīng）力时（shí），由（yóu）于随着温度的升（shēng）高，钢的（de）屈服强度逐渐下降，即使加热很均匀，很轻微的应力也会（huì）导（dǎo）致变形。 一（yī）般，工件的外缘部位残余应力较高（gāo），当温度的上升从外部开始进行时（shí），外缘（yuán）部位（wèi）变形较大，残余应力引起的变（biàn）形包括弹（dàn）性变形（xíng）和塑性变形两种。 加热时产生的热应力和想变应力都是导（dǎo）致变（biàn）形的原因。加热速度越（yuè）快、工件尺（chǐ）寸越（yuè）大、截面变化越大，则加热变形越大。热（rè）应（yīng）力（lì）取决于（yú）温度的不均匀分布程度（dù）和温度梯度，它们都（dōu）是（shì）导致热膨胀发生差异的原因。如果热应力高（gāo）于材料（liào）的高温屈服点，则引起塑性（xìng）变形，这种塑性变形就表现为“变形”。 相变应力主要源（yuán）于（yú）相变的不等（děng）时性，即材料一部分（fèn）发生相变（biàn），而其它部分还未发生相变时产生的。加热（rè）时（shí）材料（liào）的（de）组织转变成奥氏体发（fā）生体积收缩（suō）时（shí）可出现塑性变形。如果材料的（de）各部分同时发生相同（tóng）的组织转变，则不产生（shēng）应力。为此，缓（huǎn）慢（màn）加热可以适当降（jiàng）低加热变形，zui好采用预热。 此外，由于加热中因自重而（ér）出现“塌陷（xiàn）”变（biàn）形的情况非常多，加热温（wēn）度越高，加（jiā）热时间越长，“塌陷”现（xiàn）象（xiàng）越严重。 四、冷却与（yǔ）变形 冷却不均时将（jiāng）产（chǎn）生（shēng）热应力导致变（biàn）形发生。因（yīn）工件（jiàn）的外缘和内（nèi）部存在冷却速（sù）度差（chà）异，该热应力是不可避免的，淬火（huǒ）情（qíng）况（kuàng）下，热（rè）应力与（yǔ）组织应力叠加，变形更为复杂。加之组织（zhī）的不均匀、脱碳等，还会导致相（xiàng）变（biàn）点出现差异，相变的膨胀量也有所不同（tóng）。 总之（zhī），“变（biàn）形”是相变应力和热应（yīng）力共同所致，但（dàn）并非全部应力都消耗在（zài）变形（xíng）上，而是（shì）一部分作为残余应力存在于工件中，这种（zhǒng）应力就（jiù）是导（dǎo）致时效变（biàn）形和时效裂纹（wén）的原因。 因冷却（què）而（ér）导（dǎo）致的变（biàn）形表现为以下几种形式（shì）： 1.件急冷初（chū）期，急冷的一侧凹陷，然后转为（wéi）凸起，结果快（kuài）冷的一面凸起，这种情况（kuàng）属于热（rè）应力引起的变（biàn）形大于相变引起的（de）变（biàn）形。 2.由热应力（lì）所（suǒ）引起的（de）变（biàn）形（xíng）是钢（gāng）料趋于（yú）球形化，而由相变应（yīng）力所引起的变（biàn）形则使之趋（qū）于绕（rào）线轴（zhóu）状。因（yīn）此淬火冷却（què）所致的变形表（biǎo）现为两者（zhě）的（de）结合（hé），按照淬火方式的不同，表（biǎo）现出不同的变（biàn）形。 3. 仅对内孔部分（fèn）淬（cuì）火时，内孔收缩。将整（zhěng）个环形工件（jiàn）加热整体淬火时，其外径总（zǒng）是增大，而内径则根（gēn）据尺寸的不（bú）同（tóng）时涨时缩，一般内径（jìng）大时，内孔涨大，内径小时，内孔收缩 五、冷处理（lǐ）与变形 冷处理促进（jìn）马氏体转变，温度较低，产生的变形（xíng）比淬火冷（lěng）却要（yào）小，但此时（shí）产生的应（yīng）力较（jiào）大，由于残余应（yīng）力、相（xiàng）变应力和热（rè）应力等的叠加容（róng）易导致开（kāi）裂（liè）。 六、回火与变形 工件在回火过程中由于内应（yīng）力的（de）均匀（yún）化、减小甚至（zhì）消失（shī），加上组织发生变化，变形趋于减小，但同（tóng）时，一（yī）旦出现变形，也是很（hěn）难矫正的。为了（le）矫正这（zhè）种（zhǒng）变形，多（duō）采用加压（yā）回火或喷丸硬化（huà）等方法。 七 、重复淬火与变形 通常（cháng）情况（kuàng）下，一（yī）次淬火（huǒ）后的（de）工（gōng）件未经（jīng）过中间退火而（ér）进行重复淬火（huǒ），将（jiāng）增（zēng）大变（biàn）形。重（chóng）复淬（cuì）火引起的变形，经过重复淬火，其（qí）变形累加而（ér）趋于球状，容易产生龟裂，但形状相对稳定了（le），不再容易产（chǎn）生变形了，因此重复淬火前应增加中间退火，重复淬火次（cì）数应小于等于2次（不含初次淬火）。 八、残余应力与（yǔ）变（biàn）形 加热过程中，在（zài）450℃左右（yòu），钢由弹性体转变为（wéi）塑性体，因此很容（róng）易（yì）呈上升塑性变形。同（tóng）时，残余应力在约高于此（cǐ）温度时也（yě）将因再结晶而消失。因此，快（kuài）速（sù）加热时，由于工件内外部（bù）存在温度差，外部达到450℃变（biàn）成了塑性区，受而内（nèi）部（bù）温度较低处存在残余应力作用而发生变（biàn）形，冷（lěng）却后，该区域就（jiù）是出现变形的地方。由于（yú）实际生产（chǎn）过程中，很难实现均匀、缓慢（màn）加（jiā）热，淬火前进行消除应力退火是非常重要（yào）的，除了通过加热消除应力外，对于大型零件采用振（zhèn）动消除应力也是有效的（de）。
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球墨铸（zhù）铁（NodularCastIron）是（shì）一（yī）种具（jù）有优良力学性能的金属材料，通过在铁液中加入球化（huà）剂和孕育剂，让石墨呈球状（zhuàng）形核并长（zhǎng）大而获得。20世纪40年（nián）代，现代（dài）球（qiú）墨铸铁由（yóu）美国国际锡公司(INCO)青年科研（yán）人员K.D.Millis首先研究成功。球墨铸铁在力学性能、物理（lǐ）性能（néng）、工艺性能、使用性能（néng）上具有独特（tè）的优势（shì），生产工艺简单，成本低廉，在机械（xiè）、冶金、矿山、纺织、汽车及（jí）船舶等（děng）领（lǐng）域应（yīng）用广（guǎng）泛（fàn）。 生产球（qiú）墨铸铁（tiě）时夹（jiá）渣是zui常见的缺陷，其多出现在铸件（jiàn）浇注位置的（de）上平（píng）面或型芯上表（biǎo）面部位。夹渣缺陷严（yán）重影响铸件（jiàn）的力学性能，特别（bié）是韧性和屈服强度，导致承压部位发（fā）生渗漏。 笔（bǐ）者所在单位生（shēng）产的一种发电设备铸件（jiàn）前期经常出现（xiàn）铸件夹渣（zhā）缺陷而报（bào）废，针对此缺陷进行了改进。 1.原（yuán）工艺及缺陷状况 铸件重量为4500kg，材料为QT400-18，呋喃树脂自硬砂（shā）造型。采（cǎi）用15t/h工频电炉熔（róng）炼，化学成分为（wéi）：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温（wēn）度为1350~1380℃。浇注系统采用半封闭式、横（héng）浇道在分型面的环形（xíng）底注工艺（yì），内浇道为4道φ35mm的陶瓷管，直浇道为φ80mm，横浇道截面为：70/80mm×100mm，截面比为：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工（gōng）艺方案如图1所示。这（zhè）样设计出来的（de）铸件缺（quē）陷（xiàn）主要为夹（jiá）渣，位置在法兰背面和轴承上表面，形（xíng）状不规则，无金属（shǔ）光泽，用渗透液或磁（cí）粉（fěn）检测，有时（shí）用肉眼即可发现，如图（tú）2所示。 图1 工艺方案 图2 夹渣缺陷分（fèn）布 2.缺陷原因分析 （1）熔炼或球化（huà）处（chù）理后，加入的熔剂和形成的熔（róng）渣在（zài）浇注时随金属（shǔ）液一起（qǐ）注入（rù）型腔。 （2）金属液在浇注（zhù）过程中（zhōng）镁、稀土（tǔ）、硅、锰、铁等二次氧化，产生（shēng）的金属（shǔ）氧化物和硫化物（wù）、游离石墨（mò）等上浮到铸（zhù）件（jiàn）上表面或滞留（liú）在铸件（jiàn）内的（de）死（sǐ）角和砂芯下（xià）表面等处。 原工艺该铸件的浇注压头为2.5m，铁液从浇口杯进入浇（jiāo）注系统（tǒng）后，直接由内浇道底返进入底法兰，进流（liú）速度大，约0.7m/s，进入型腔的（de）铁液紊流严重，且严重卷气，因此铸件（jiàn）表（biǎo）面出现大量的渣，造成该产品的废品率超过10%。 （3）由于含硫量（liàng）过（guò）高，使金属液含有（yǒu）大量硫化物，浇（jiāo）注后（hòu）在铸件（jiàn）内部形（xíng）成渣。 （4）金（jīn）属液中各组元（碳、锰、硫、硅、铝（lǚ）、钛）之间或这些组元与（yǔ）氮、氧之间发（fā）生化学反应，其氧化物与炉衬、包（bāo）衬、砂型壁或（huò）涂料之间发生界面反应形成夹渣（zhā）。 3.改进方案 （1）熔炼时（shí）对原材料进行分拣，保证干燥（zào）、清洁（jié）、无（wú）锈（xiù）蚀（shí）。 （2）提（tí）高（gāo）铁液出炉（lú）温度和球化处理温度，对浇包进行充（chōng）分烘烤。 （3）金属液在浇包（bāo）内应静置一段时间，以利于（yú）渣上浮。 （4）降低原铁（tiě）液（yè）含硫量，在（zài）保证球化前提下（xià），尽可（kě）能减（jiǎn）少球墨（mò）铸（zhù）铁（tiě）的残留镁含（hán）量（liàng）。 （5）浇注系统改进。为保证铁液在充填型腔（qiāng）的过程中平稳、流畅，按大孔（kǒng）出流理论对浇注系统进行了改进，如图3所（suǒ）示。采用开放式浇注系统，通过增（zēng）大（dà）进流截面降（jiàng）低进流速度。铸件整体分散进流，快（kuài）速充（chōng）型，保（bǎo）证浇口（kǒu）杯、直浇道及时（shí）充满。 图3 改（gǎi）进后的（de）浇注系统 该铸件重4500kg，浇注重量6000kg，根据相（xiàng）关公式计算的浇注时间为60s，阻（zǔ）流（liú）截面积为52cm2，即设计（jì）的开放（fàng）式浇注系统的直浇道截（jié）面（miàn）积为（wéi）52cm2。按照标准的陶（táo）瓷管（guǎn），则选择φ80mm的陶瓷管（guǎn），截面积是50.24cm2，按照推荐的浇注系统比例（lì），设计（jì）的横浇道截面形状是矩形（9cm×6cm），则面积（jī）是108cm2，内浇道（dào）是13道（dào）φ35mm的陶瓷管，截面积是125cm2，则zui终的截面比是F直（zhí）：F横：F内=1∶2.15∶2.49。 根（gēn）据上面计算的参数计（jì）算得进流速度为0.28m/s，进流速（sù）度降低很多，是原工艺进流速度（dù）的40%。充型平稳，避免紊流，大大降低了铁液（yè）二次氧化的机会，从而可以减（jiǎn）少夹渣缺陷。 4.改进后验证 采用（yòng）以上措施连续生（shēng）产15件，铸件没有再出（chū）现法兰（lán）和轴承上（shàng）表面部位夹渣缺陷，改进（jìn）有效（xiào）。类似的方法在其他产品上运用，也（yě）有明（míng）显效果。 5.结（jié）语 大型球（qiú）墨铸铁件易于在浇注（zhù）位置上表面以及铁液流动的一些死（sǐ）角区域产生夹渣缺陷，这些缺陷可（kě）以通过熔炼（liàn）控制（zhì）和浇（jiāo）注系统的改进来解决。浇注系统形式以及参数选择应（yīng）能保（bǎo）证铁液平稳充型，为此浇注系统（tǒng）各组成部分（fèn）面积、浇注时间需按照内浇道（dào）低（dī）速进流、铸件整体快速充满（mǎn）的（de）原则来计算。
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热处理工艺（yì）中淬火的常用方法有（yǒu）十种，分别（bié）是单介质（zhì）(水（shuǐ）、油、空气)淬火;双介（jiè）质淬火（huǒ）;马氏体分（fèn）级淬（cuì）火;低于Ms点（diǎn）的马氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法;复合淬火法（fǎ）;预冷等温（wēn）淬火法;延迟冷却淬火法;淬火（huǒ）自回火法;喷射淬火法等。 一、单介质（zhì）(水、油、空气（qì）)淬火（huǒ） 单介质(水（shuǐ）、油（yóu）、空（kōng）气)淬火：把已加热到淬火温度的工件淬人（rén）一（yī）种（zhǒng）淬火介（jiè）质，使其完全（quán）冷却。这（zhè）种是zui简单的淬火方（fāng）法，常用于形状简单的碳钢和合金钢工件（jiàn）。淬火（huǒ）介质根据零件（jiàn）传热系数大小、淬透性、尺寸（cùn）、形状等进行选择（zé）。 二（èr）、双介（jiè）质淬火 双（shuāng）介质淬火：把加热到淬（cuì）火温度的工件，先（xiān）在（zài）冷却能力强（qiáng）的淬火介质中冷却至（zhì）接近Ms点（diǎn），然（rán）后转入（rù）慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达（dá）到不同淬火冷却温度区（qū）间（jiān），并（bìng）有比较理（lǐ）想的淬火（huǒ）冷却速（sù）度。用于（yú）形状复（fù）杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件，碳（tàn）素工（gōng）具钢也多采用此法。常用冷（lěng）却介质有水-油、水-硝盐（yán）、水-空气、油-空气，一（yī）般用水作快冷（lěng）淬火介质（zhì），用油或（huò）空（kōng）气（qì）作慢冷淬火介（jiè）质，较少采用空气（qì）。 三、马氏体（tǐ）分级（jí）淬火 马氏体分（fèn）级淬火（huǒ）：钢（gāng）材奥氏体化（huà），随之浸入温度稍高或稍（shāo）低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或（huò）碱浴)中，保持适当时间（jiān），待（dài）钢件的内、外层都达到介（jiè）质温度后取出（chū）空冷，过冷奥氏体缓慢转变成马氏体（tǐ）的淬（cuì）火（huǒ）工艺。一般用于形状（zhuàng）复杂和变形要求（qiú）严的小（xiǎo）型工件，高（gāo）速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。 四、低于Ms点的马氏体分级（jí）淬火法 低于Ms点（diǎn）的马氏体分级淬火法：浴槽温度（dù）低于工件用钢的Ms而（ér）高于Mf时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸（cùn）较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等温淬火法 贝（bèi）氏体等温淬（cuì）火法：将工件淬入该钢下贝（bèi）氏（shì）体温度的浴槽（cáo）中等温，使其发生下（xià）贝氏体转（zhuǎn）变，一般（bān）在（zài）浴槽中保温30~60min。数控微信公号（hào）cncdar贝（bèi）氏体（tǐ）等（děng）温淬火工艺主要三（sān）个步骤：①奥氏（shì）体化处理;②奥氏（shì）体化后冷却（què）处理;③贝氏体（tǐ）等温处理（lǐ）;常（cháng）用于合金钢、高（gāo）碳钢小尺寸零件（jiàn）及球墨铸铁件（jiàn）。 六、复合（hé）淬火法（fǎ） 复合淬（cuì）火法：先将工件急冷（lěng）至Ms以下得（dé）体积分数为10%~30%的（de）马氏（shì）体，然后在下贝氏（shì）体区等温，使较大截（jié）面工件得到（dào）马氏体和贝氏体组（zǔ）织，常用于（yú）合金工具钢工件。 七、预冷等温淬火法 预冷（lěng）等温淬火法：又称（chēng）升温（wēn）等温淬火，零件先在温度较低(大（dà）于Ms)浴槽（cáo）中冷却，然（rán）后转入温度较高的（de）浴槽中，使奥氏体进行等温转（zhuǎn）变。适用于淬透性较差的钢件或（huò）尺寸较大又必（bì）须进行等温（wēn）淬（cuì）火的工件（jiàn）。 八、延迟冷却淬火（huǒ）法（fǎ） 延（yán）迟冷（lěng）却淬火法：零件先在空气、热水、盐浴中预冷到稍高于Ar3或Ar1温度，然后进行单介质淬（cuì）火。常用于（yú）形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的（de）零件。 九、淬火（huǒ）自回火（huǒ）法 淬火自回火法：将被处理工件全部加热，但（dàn）在淬火时（shí）仅将需要淬硬的（de）部分(常为工作部位)浸入（rù）淬火（huǒ）液（yè）冷却，数控微信公（gōng）号cncdar待到（dào）未浸（jìn）入部（bù）分火（huǒ）色消失的瞬间，立即取出在空（kōng）气中冷却的淬火（huǒ）工艺。淬（cuì）火自回火法利用心部未全部冷透的（de）热量传到表面，使表面（miàn）回（huí）火。常（cháng）用（yòng）于承受冲击（jī）的工具如（rú）錾子、冲子、锤（chuí）子等。 十、喷射淬火法 喷射淬火法：向工（gōng）件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，根据所（suǒ）要求的淬火深（shēn）度而定。喷射淬火法不会在工件表（biǎo）面（miàn）形成蒸汽膜，这样就能（néng）够保证得到比昔通（tōng）水中淬火更深的淬硬（yìng）层。主要用于局部表面淬火（huǒ）。
+查看（kàn）全文（wén）13 2020-04
第1步（bù） 材料的选择 铁素（sù）体球铁的生产，选（xuǎn）择（zé）高纯的原材料是（shì）非常必要的，原材料中的（de）Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些（xiē）合金元素要（yào）严格控制（zhì）含量。由（yóu）于（yú）很（hěn）多微（wēi）量元素对球（qiú）化衰退zui为敏感，如，钨、锑、锡、钛（tài）、钒等。钛对球化影响很大（dà）应加以控（kòng）制，但钛高是我（wǒ）国生铁的特点，这主（zhǔ）要与生铁的冶金工艺（yì）有（yǒu）关。 第2步 脱硫（liú） 原铁液含（hán）硫量决定球化剂的加（jiā）入（rù）量，原铁液中的含硫量越高，则球化剂的（de）加入量（liàng）越多（duō），否则（zé）不能获得（dé）球（qiú）化良好的铸（zhù）件。球（qiú）化（huà）处理前原铁液中的S含量（liàng）控制在0.02%以下。对（duì）球化处理前原铁液的含硫量高时，必须进行脱硫处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化（huà）处理，采用（yòng）涡流（liú）工艺，加入量（liàng）控制在（zài）0.5～1.0%，具（jù）体（tǐ）根（gēn）据zui终Mo含量进行（háng）调整。为了确保（bǎo）Mo的有效吸（xī）收，对合金（jīn）的粒度应该严格要求。 第（dì）4步 球化剂和球化（huà）处（chù）理 生产（chǎn）厚大断面球铁件时，为了提高抗衰（shuāi）退能（néng）力，在球（qiú）化（huà）剂中加入一定（dìng）比例的（de）重稀土，这样既可以保（bǎo）证起球化作用的Mg的含量，同时也可以（yǐ）增加（jiā）具有较高抗衰退能力的重稀土（tǔ）元素（sù），如（rú），钇等（děng）。根据国内很多工厂的试验和生产实（shí）践，采（cǎi）用Re—Mg与钇基重稀土（tǔ）的复合（hé）球化剂作为厚大断面球铁件生产的球化剂是非常理想的，使用这种球化（huà）剂在实际生产应用过程中也（yě）取得了很好的效果（guǒ）。据有关资料表明，钇的（de）球化能力仅（jǐn）次于镁（měi），但其抗（kàng）衰退能力比镁强的多，且不（bú）回（huí）硫，钇（yǐ）可过量（liàng）加入，高碳孕育良（liáng）好时，不会出现（xiàn）渗碳体。另外，钇与磷（lín）可形成高熔点（diǎn）夹杂物，使磷共晶减（jiǎn）少（shǎo）并弥（mí）散，从而进一步提高球铁的延（yán）伸率。在球（qiú）化处理（lǐ）时，为了提高镁的吸收率，控（kòng）制反应（yīng）速度及提高球化（huà）效果，采（cǎi）用（yòng）特（tè）有的球化工艺。对（duì）球化处理的（de）控制，主要是在反（fǎn）应（yīng）速度上进行控制，控制球化反（fǎn）应（yīng）时间在2分钟左右。 对此采用中（zhōng）低Mg、Re球化剂和钇基重稀土的复合球化剂，球化剂的加（jiā）入量根据残留（liú）Mg量确定。 球化衰（shuāi）退防（fáng）止：球化（huà）衰（shuāi）退（tuì）的（de）原因一（yī）方面和Mg、RE元素（sù）由铁液中（zhōng）逃逸（yì）减少有关，另一方面（miàn）也和孕（yùn）育作用不断（duàn）衰退有关，为（wéi）了（le）防（fáng）止球化（huà）衰退（tuì），采（cǎi）取以下措施： A、铁液中应保持有足够（gòu）的球化元（yuán）素含量； B、降低原铁液的含硫量，并防止铁（tiě）液氧化； C、缩短铁（tiě）液经球化处理后的（de）停留（liú）时间； D、铁液经球化处理并扒渣后（hòu），为（wéi）防止 Mg、RE元（yuán）素逃逸，可用覆（fù）盖（gài）剂将（jiāng）铁液（yè）表面覆盖严，隔绝空（kōng）气（qì）以减少元素（sù）的逃逸。 第5步 孕（yùn）育剂和孕育处理 球化处理是球铁生（shēng）产的基础，孕育处理是球铁生产的关键，孕育效果决定了石墨球的直径、石墨（mò）球（qiú）数和石墨球（qiú）的园整度，为了保证孕育效果，孕育处理采用多级孕育处理。孕（yùn）育处理（lǐ）越接（jiē）近（jìn）浇注，孕育效果越好。从孕育到浇注需（xū）要一定的（de）时间（jiān），该时间越长，孕育衰（shuāi）退就越严重。为（wéi）了防止或减（jiǎn）少孕育衰退，采用以下措施（shī）： A、使用长（zhǎng）效孕育剂（含有一定量的钡、锶、锆或（huò）锰的硅基孕（yùn）育剂）； B、采用多级孕育处理（lǐ）（包（bāo）内孕育（yù）、孕（yùn）育槽孕育（yù）、水（shuǐ）口瞬（shùn）时（shí）孕育等）； C、尽（jìn）量缩短（duǎn）孕（yùn）育到浇注时间。 孕育剂的（de）加入（rù）量控制在0.6～1.4%，孕育剂加入量（liàng）过（guò）少，直接（jiē）造成孕育（yù）效果差，孕育（yù）量过大，导致（zhì）铸件夹杂。 第6步 浇（jiāo）注工艺（yì）控制 浇注应采用（yòng）快浇（jiāo），平稳注入的原则。为了提（tí）高瞬（shùn）时孕育的均匀性及（jí）防止（zhǐ）熔渣（zhā）进入型腔，水口盆的总容量应（yīng）与铸件的毛重相当，浇注时将孕（yùn）育剂放入水（shuǐ）口盆中（zhōng），将（jiāng）铁（tiě）水一次（cì）全部注入水口，使铁水与孕育剂充分混合（hé），扒去表（biǎo）面（miàn）浮渣，提出水口堵浇注。
+查（chá）看全（quán）文10 2020-04