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消失模鑄造產生氣孔的10種原因,7種解決工藝措施

更新時間:2019-11-14 14:47:21點擊次數:355次
1 消失模鑄造產生氣孔的原因

1 消失模鑄造產生氣孔的原因

1、泡沫模型氣化分解生成大量的氣體及殘留物不能及時排出鑄型,泡沫、涂料層填充干砂的干燥不良,在液態合金的高溫包圍下,裂解出大量的氫氣和氧氣侵入鑄件是形成氣孔的主要原因。

2、鋼水脫氧不良、爐臺、爐內、包內除渣不凈,鎮靜時間過短,澆注過程中擋渣不力,澆注工藝不合理造成渣孔。

3、由于澆注系統設計不合理,金屬液的充型速度大于泡沫氣化退讓及氣體排出速度,造成充型前沿將氣化殘留物包夾在金屬液體中再次氣化形成內壁煙黑色的分解氣孔。

4、澆注溫度低,充型前沿金屬液不能使泡沫充分氣化,未分解的殘余物質來不及浮集到冒口而凝固在鑄件中形成氣孔。

5、內澆道開設位置不合理,充型時形成死角區,由于型腔內氣體壓力作用,使氣化殘留物積聚在死角處形成氣孔,內澆道截面積過大,使充型速度大于泡沫氣化退讓速度,吞食泡沫,在合金內部分解氣化,而氣體無法排出形成氣孔。

6、鑄造涂料的透氣性差或者負壓不足,充填砂的透氣性差,不能及時排出型腔內的氣體及殘留物,在充型壓力下形成氣孔。

7、澆注速度太慢,未能充滿澆口杯,暴露直澆道,卷入空氣,吸入渣質,形成攜裹氣孔和渣孔。

8、澆口杯容量太小,金屬液形成渦流,侵入空氣生成氣孔。

9、澆口杯與直澆道以及澆注系統之間的連接處密封不好,尤其是直澆道與澆口杯的連接密封不好,在負壓的作用下很容易形成夾砂及氣孔,這種現象可以用伯努利方程計算和解釋。

10、型砂的粒度太細,粉塵含量高,透氣性差,負壓管道內部堵塞造成負壓度失真,使型腔周圍的負壓值遠遠低于指示負壓,氣化物不能及時排出涂層而形成氣孔或皺皮

2 控制氣孔缺陷的工藝措施

1、選擇適宜的模型材料

采用共聚泡沫作模型材料,由于共聚物是拉鏈式分解,一次性氣化程度高,液相比例小,小分子氣體很容易從涂層溢出。白模密度在強度和光潔度保證的前提下盡可能小一些,減少發氣總量,澆注系統采用空心直澆道并加設過濾器,對液體合金進行機械擋渣、吸附梳流,使充型更平穩。

2、澆注系統的及保溫冒口的使用

內澆道的開設要有利于合金的順利平穩快速充型,不形成死角區,在鑄件的頂部設置大氣壓力保溫冒口,集渣補縮于一體,相關部位設置隨形隔砂冷鐵,實現鑄件的順序凝固,把合金內的氣體、渣質及氣化殘留物上浮到冒口部位,減少氣孔、渣孔、縮孔產生的機率。實踐證明,紙漿冒口、漂珠冒口的補縮效果優于泡沫球形冒口,并可以綜合使用冒口覆蓋劑。

3、提高涂料的透氣性

耐火骨料的粒度要適宜,骨料中70-100目砂狀物質要含10-15%,采用復合懸浮劑粘結劑,配制的涂料具有高低溫強度好,耐磨損,易涂刷,不開裂,排氣能力大,透氣性好,燒結均勻,開箱易脫落剝離,不與合金潤濕及化學反應,一般鑄件涂刷2遍,涂層厚度1-1.2mm 。

消失模涂料的質量管理十分關鍵。在大量生產時,定期檢渣涂料的透氣性,及時調整骨料的粒度。由于涂料的粘結劑、懸浮劑中含有機物質,夏秋季節特別應該注意涂料的發酵酶變,合格的鑄件離不開最佳的涂料,控制涂料的質量不可輕心。

4、澆注溫度要適宜

由于消失模的充型過程中要放熱氣化泡沫,建議黑色合金的澆注溫度較砂型鑄造高30-50℃ 。金屬液與泡沫的熱作用受澆注溫度的制約,澆注溫度適宜熱解充分,模樣的熱解產物主要呈小分子氣態,在負壓場的作用下容易排出型腔,當澆注溫度低時,模樣的熱解不充分,液相殘留物會堵塞涂料層,熱解氣體排出受阻,型腔內形成反壓力,充型流動性由此下降,再加上凝固速度快,合金內的氣渣來不及浮集到冒口內,生成氣孔的機率增大。澆注溫度要與冶煉的合金相匹配,以避免因溫度高而產生的其他鑄造缺陷。

5、鋼水的最終脫氧和包內鎮靜

消失模遵循高溫出爐低溫快澆的原則。高溫出爐是為包內鎮靜留下適宜的時間,鋼水最終脫氧除渣是減少三孔缺陷的先決條件,出爐前取樣觀察鋼水的收縮狀況,如果試樣不收縮不允許出爐,爐襯、包襯、爐臺要保持清潔衛生。

6、合理的澆注位置

鑄件的最佳澆注位置是充型時獲得良好的氣化條件及排氣條件,便于氣化除渣,選擇立澆或斜澆,也即遵循側表面積最大化的原則,澆注系統應具備擋渣集氣及補縮功能。

7、合理的澆注工藝和負壓度

消失模的澆注工藝是以充滿澆杯封閉直澆口為原則,如果澆注速度忽快忽慢,使充型造成劇烈的紊亂并在型腔內劇烈沸騰,將來不及氣化的泡沫包挾在合金液體內形成氣孔,特別不允許暴露直澆道使渣氣侵入,理想的澆注速度是液態合金的充型速度等于或略小于模型的氣化速度。工藝要點如下:

(1)采用空心直澆道并加設過濾器或采用專人強化擋渣。

(2)澆注速度,尤其是在航車的提升停頓瞬間力求均衡、力戒斷流,澆注過程始終充滿澆口杯,澆注進入尾期慢慢收包,使渣、氣及氣化殘留物有充分的時間浮集到冒口里。

(3)鐵水包內一定要有富裕的鐵水,不然必然把含渣的鐵水傾瀉進鑄件,搖包不如底漏包,如果資金允許,采用自動澆注機,那將大大減少人工澆注所形成的缺陷。

(4)確定合理的真空度。真空度過高加劇液態合金滲透性粘砂,并且造成附壁效應,不利于液相泡沫被涂層吸附生成很多氣孔。適宜的負壓是排氣的保證,也是防治粘砂的措施,澆注過程中建立合理的負壓場,使抽氣量大于發氣量,緊固干砂,保證鑄件幾何尺寸,縮短凝固時間,阻止氣孔擴散、長大,因為澆注停止后,金屬與涂層界面的液相涂沫的分解還在進行,負壓作為消失模鑄造的主要控制因素,這些年有很多的的企業錯誤地認為通過提高負壓可以排出鋼水內的氣體(特別是含氮鋼種),負壓排氣只能排出鋼水前沿至泡沫間隙內的氣體,液相物質與涂層先潤濕再氣化:鋼水內的氫氮在澆注過程中負壓無法提出。

(5)發泡模。涂料層必須干燥徹底,型砂必須干燥。模型隨裝隨取,減少在空氣中的暴露時間防止涂層吸潮,在陰雨季節及南方和沿海高濕度地區尤其注意,看得見的水分和看不到的水分對消失模鑄造都有負面影響,如果干燥不徹底,氣孔、粘砂、變形會同時反映在同一批鑄件上。

(6)模具粘合過程中,應選用專用的熱熔膠或冷膠,在保證粘牢的情況下用量越少越好,有條件的企業建議使用機械粘合,盡量避免使用汽化緩慢的白乳膠。

(編輯:kailinzc)
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