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夹砂是一种“膨胀缺陷”，有（yǒu）“鼠尾（wěi）”、“沟（gōu）槽（cáo）”和“夹砂结疤”三种形（xíng）式，其特（tè）征是（shì）：铸铁表（biǎo）面有夹着砂子的细（xì）小纹路（lù）．条状（zhuàng）沟槽以及结疤状凸（tū）起物（wù）高温铁水的冲刷和烘烤的热作用使砂型发生水分（fèn）迁移和体积膨胀，致使表层翘起，挑起和开裂，这就是夹（jiá）砂（shā）形（xíng）成的机理。 1、制型（xíng）砂的质（zhì）量（liàng） 型（xíng）砂的质量必须控制。在这方面防止夹砂的对策有：选（xuǎn）用粒度分（fèn）散、形状不规则的（de）原砂，湿型（xíng）采用（yòng）钠质膨润土或对钙质膨润土进行活化处理，适当增加（jiā）膨润（rùn）土的用量和减少型砂的含水（shuǐ）量，加入适量的煤粉、重油、沥青（qīng）粉、细木屑等“缓冲剂”、去除旧砂中的粉尘、保证（zhèng）型（xíng）砂的混辗质（zhì）量等（děng）。 2、选择合理的（de）造型工艺 造型工（gōng）艺是否合理对铸件（jiàn）产生夹砂有很大影响。铸件的浇铸时间（jiān）和浇铸位置、铁水的上升速度、铸型的（de）种类等必须选择适当。 （1）采用快速浇铸（zhù） 砂（shā）型的表面（miàn）总是要发生膨胀的， 因此（cǐ）防止（zhǐ）夹砂的决定因素是铁（tiě）水是否能迅速覆盖和触及砂型的表面，并对砂型产生一定的压力。快（kuài）速浇注能使铁水在（zài）铸件产生（shēng）夹砂的（de）“临界时问”之前充满铸型，不（bú）给予砂型产生膨胀和（hé）形成高水区的充（chōng）分时（shí）间。有人用（yòng）高（gāo）速摄影机观察到：如果上砂型受烘（hōng）烤后（hòu）在局部发生垂（chuí）下的瞬间，铁水（shuǐ）能（néng）立（lì）刻触及（jí），则（zé）铁（tiě）水有（yǒu）可能（néng）把垂下的（de）砂块托回（huí）原处。由此可见（jiàn）， 快速浇铸能利用铁（tiě）水的压（yā）力来对付砂型（xíng）的（de）膨胀。 浇（jiāo）铸速度（dù）的快慢主要取决于浇口截面的（de）大小。灰（huī）铸（zhù）铁件浇口截面如用下面的（de）简易计（jì）算公式计算，能实现快速浇注。 平面较大的铸件M取0.8~1.2；平面很大、薄壁的铸（zhù）件取1.2~1.5；湿型件宜（yí）取中、上限。 生产实践（jiàn）征（zhēng）实，上述（shù）公式是可靠的，如果铸（zhù）件存在夹砂缺陷，必须（xū）检查该铸件所用的（de）浇口截面积是否（fǒu）在（zài）“快浇”的范围（wéi）之中（zhōng）。对于大平面的（de）铸件宜用（yòng）尺寸较大的浇口杯，多道薄片状的（de）内浇口或是缝隙浇口．使铁（tiě）水迅速（sù）、平稳、不间断地盖住所浇到的平面，避免（miǎn）砂型局部过热。浇口比例常用（yòng）半（bàn）封闭（bì）或开放式（shì）。 （2）提高（gāo）铁水的上升速度（dù） 铁水在砂型中应有较高的上升速度，以减低上砂型受烘烤的（de）程度铁水（shuǐ）的上升（shēng）速度与浇注方案有关。自下而上充（chōng）型的（de）倾斜浇铸方法（fǎ）（一般倾斜3°--15°）。能避免分散的铁（tiě）水（shuǐ）流，利于砂型的（de）排气、减少铁水对砂（shā）型的热幅射和提高（gāo）铁水（shuǐ）的上升（shēng）速度。而平傲立浇的工（gōng）艺则更能显著提（tí）高铁（tiě）水的（de）上升速度。 （3）选用（yòng）恰当的浇铸位置 铸件（jiàn）的浇铸位置（zhì）必须有利于（yú）铁水平稳充（chōng）型和型（xíng）腔气体（tǐ）的（de）排除，否（fǒu）则（zé），会导（dǎo）致（zhì）夹砂的缺陷（xiàn）。 （4）采用（yòng）适宜的铸型 根（gēn）据（jù）铸件的大小选择适（shì）宜的铸（zhù）型。湿型一般适用于（yú）小件和（hé）平（píng）面（miàn）不大、壁不厚的中件对（duì）于中、大（dà）的板类（lèi）和厚壁件宜采用表干型和千型。一（yī）些大型平（píng）板可用（yòng）热膨胀小（xiǎo）、导热性好和热容量高（gāo）和石墨粉砂或耐（nài）火砖作下型，既能重复使用，又能有效（xiào）地防止夹砂。 （5）增加砂（shā）型的排气 及（jí）时（shí）地排除型腔的（de）水蒸汽（qì）及（jí）其它（tā）气体能有（yǒu）利于铁（tiě）水的快（kuài）速充填和减轻高温气流对（duì）砂（shā）表层的起拱作用，有益于降低水分凝聚区的水量和使其位置内（nèi）移（yí）。因此在砂型上（shàng）多放（fàng）明出气冒口，分散排（pái）气是十分重（chóng）要的。 3、确（què）保砂型的制造质量（liàng） 砂型（xíng）的（de）制（zhì）造质（zhì）量涉及产（chǎn）生夹砂的“临界时间”。如何精细地造（zào）型，提高砂型的整体强度，是防止夹砂的关键。 （1）舂（chōng）砂要紧（jǐn）实和均（jun1）匀 砂型应舂得紧实均（jun1）匀，避免局部过（guò）紧和分层。湿（shī）型不要求过（guò）高的紧（jǐn）实度（dù），而表干型和下型应（yīng）有（yǒu）足够（gòu）的（de）紧实度（dù）。大型（xíng）铸铁件（jiàn）防止（zhǐ）夹砂的经验是：“人（rén）工用（yòng）直径10-15 mm粗（cū）的钢（gāng）钎（qiān）都无（wú）法插进砂型（xíng）”。由此可见防止夹砂要注重砂（shā）型的刚性（xìng）当然（rán）增加砂型紧实度会（huì）影响砂型排气，与之相应的重要（yào）手段是多（duō）扎气（qì）眼， 并尽（jìn）可能接近砂型表（biǎo）层造型时要注意砂箱的箱带和挂钩不（bú）能离（lí）型面太近，芯骨也不能（néng）距砂芯表面过近，因为会引起舂砂不均舂（chōng）砂（shā）时首层填（tián）砂不可过薄（báo），特别是在模型表层（céng）木板较薄时，木板的弹性会使砂（shā）型分层。刮（guā）板的造型操（cāo）作要特别小心（xīn）， 以墁刀削（xuē）砂成型为（wéi）主，刮板刮砂时不能过分（fèn）用力， 以免（miǎn）使砂型分层。 （2）细心修型和（hé）上好涂料 修型时不（bú）能过度地修磨（mó）砂（shā）型， 这样易（yì）把（bǎ）水分引到砂型表面，形成硬块且（qiě）与本体分离。砂（shā）型损坏之处要划毛后修补，不宜刷水过多。浇口附（fù）近、凸台边（biān）缘、大平面及铁水（shuǐ）断续流（liú）经的部位应插（chā）钉加固。插钉（dìng）呈（chéng）梅（méi）花状，使砂型有（yǒu）一（yī）个整体的强度（dù）。涂料是砂型（xíng）的保护层，要上好。修型后宜让砂型阴干一段（duàn）时间再上（shàng）涂（tú）料，以利涂料的渗透。涂料（liào）刷两遍（biàn），上浓涂（tú）料，并用（yòng）墁刀压一遍，第二遗上较稀一（yī）点的（de）涂（tú）料。 （3）控制（zhì）烘干范（fàn）围（wéi） 砂（shā）型干燥不好也容易产生（shēng）夹砂。为此砂型应有正确的烘干范围。干燥炉开始不能升温（wēn）过快，否则会（huì）使砂型外层（céng）存在较（jiào）大的温度差，以致开裂（liè）。保（bǎo）温要有充裕的时（shí）间，以确保砂型（xíng）烘干透彻。配（pèi）箱（xiāng）后应尽快浇注， 以免返潮。 4、搞（gǎo）好浇铸工艺和操作 为了（le）防止夹砂缺陷，在（zài）浇铸工艺方面，应在保（bǎo）证不（bú）出现其（qí）它缺陷的前提下，力求（qiú）用较低（dī）的浇铸温度（dù），在浇铸操作上，应避免断流和（hé）尽（jìn）量用较快的速度浇铸。
+查（chá）看全文（wén）27 2020-04
对目前国内精铸行（háng）业中广泛应用的（de）4种制（zhì）壳工艺的特（tè）点进行（háng）了分析对（duì）比。从精铸（zhù）件质量比较，水玻璃型壳（ké）较差，复合型壳、硅（guī）溶胶-低温蜡型（xíng）壳次之，硅溶（róng）胶一中温蜡（là）型壳zui好（hǎo）。而从（cóng）制壳成本比较，水玻璃型壳（ké）zui低，硅溶胶一中温蜡（là）型壳zui高。对（duì）这4种制（zhì）壳工艺（yì）分别（bié）提出（chū）了改进措施。 目（mù）前（qián）国内精铸（zhù）件生产中广泛采用的制壳工艺有以下4种： A．水（shuǐ）玻璃型壳； B．复合型壳； C．硅溶胶型壳(低（dī）温蜡)； D．硅溶胶型壳(中（zhōng）温蜡)。前3种方案均使用低（dī）温蜡(模（mó）)。 我公司4种工艺兼有，以充（chōng）分满足市场对（duì）精铸（zhù）件（jiàn）质量、价位（wèi）的（de）不同（tóng）需（xū）求、增加市场竞争力和适应力。 1、水玻璃型壳 这一工艺（yì）在国内已有近50年的生产（chǎn）历史，其厂点数至今仍占我国精（jīng）铸厂家的（de）75%以（yǐ）上。经过（guò）精铸界同仁个半（bàn）世（shì）纪的不（bú）懈努力，水玻璃型（xíng）壳工艺（yì）的应用和研究已达到（dào）了很高（gāo）水平。 多年来由于背层型壳耐火（huǒ）材料（liào）的（de）改进和新型硬化剂（jì）的推广应（yīng）用，水玻璃型壳强（qiáng）度有了成倍（bèi）增长。铸（zhù）件表面质量、尺寸（cùn）精度及成品（pǐn）率有了很大提（tí）高，目（mù）前仍占很大的市场份额，并替（tì）代国（guó）外砂铸件成批出口。 低（dī）廉的成（chéng）本、zui短的（de）生产周期、优良的脱壳性能及高透气性至今仍是其他任（rèn）何型（xíng）壳工艺所不及（jí）的优点。但铸件的质量，包括表面粗糙度、缺陷（xiàn）数量、尺寸精度（dù）、成品率（lǜ）、返修率等均比其他（tā）3种工（gōng）艺要差 1.1存在的（de）主要问（wèn）题（tí） (1)水玻璃粘结剂固有的（de）缺点是Na2O含（hán）量高，型壳高温强度、抗蠕变能力（lì）远不（bú）及硅（guī）溶剂型壳(只有它的1/30-1/50)。加之（zhī）面层耐火料采用了价低质（zhì）次（cì）、粒度级配不（bú）良的石英砂(粉)，硬化剂至今仍限（xiàn）于使用（yòng）氯化氨，因而必然不能获得（dé）高质量的精铸件。 (2)型壳生产（chǎn）条件差，缺乏严格的（de）生（shēng）产（chǎn）过程及参数的控制。由于硬化剂的强腐蚀性（xìng），除（chú）尘设备的简陋，很少（shǎo）车间有恒温、恒（héng）湿、除尘的生产环境。影响型壳和铸件质量的涂料配（pèi）制、硬化（huà）、风干（gàn）、脱蜡等工（gōng）序，极少按（àn）行业规定的操（cāo）作规（guī）范严格（gé）控制。如（rú）定（dìng）期检测涂料粘度、涂片重、硬化剂（jì）浓度（dù）、pH值等。型壳风干处的（de）温度、湿（shī）度、风速等更是不（bú）加控制（zhì），故常在高、低温或梅雨季节发生批量（liàng）报废的质量事故。总之，大部（bù）分工厂停留（liú）在（zài）手工作（zuò）坊阶段，靠技（jì）艺而不（bú）是靠（kào）科（kē）学的质量（liàng）管理进行生产。这是水玻璃型壳（ké）数十年（nián）来铸件质量不稳（wěn）定、废品率、返修率高的重要原因（yīn）之一。 1.2改进方（fāng）向 (1)采用高纯度的硅（guī）微粉(脉石（shí）英)代替常用的低品位（wèi）的石英砂粉作面层耐火材料（liào），并应用（yòng）“双（shuāng）峰”型粒（lì）度级配的（de）圆形石英粉配制面（miàn）层涂料。不仅可提高面（miàn）层型（xíng）壳的热化学稳定性，而且可以获得（dé）高粉液（yè）比涂料。我厂用模数为（wéi）3.4、密（mì）度为1.28g/cm3的水（shuǐ）玻璃配料，粉液比可达到（dào）1.4。硅（guī）微粉的技术要（yào）求见。 经湿法球磨、单（dān）槽沉淀（diàn）、磁选及离子高纯水处理，自然（rán）形成圆形，双峰（fēng）粒度（dù）级配，这（zhè）种（zhǒng）高纯低杂（zá）质的粉（fěn）粒，比（bǐ）人工级配更理想。已在我公（gōng）司实际应用，效（xiào）果良好。 (2)加强（qiáng）制壳工序的现场质量管理（lǐ），按行业标准操作。同时应（yīng）将涂料、撒（sā）砂、硬化场（chǎng）地与型壳（ké）干燥间隔离（lí）。后者控制温度、湿度，前者加强除尘、防腐（fǔ），从而有利于型（xíng）壳质量的（de）稳定（dìng）及改善操作环境。 (3)采（cǎi）用石英（yīng）-硅溶胶（jiāo）型壳代替一、二（èr）层（céng）石（shí）英（yīng）-水玻璃型壳，彻（chè）底取消面层和过渡层（céng）的水玻璃（lí）及氯化氨（ān）硬化（huà）剂（jì）。计算表明铸件成本仅增加0.46元/kg，而制壳（ké）生产（chǎn）周期与水玻璃型（xíng）壳基（jī）本（běn）相（xiàng）同（tóng）。 2、复合型壳 为克服上述水玻璃（lí）型壳的缺点，目前不少工厂将一、二（èr）层（céng）改用锆英石及莫（mò）来石-硅溶胶型壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺。它是结合硅胶型壳（ké）的优良的（de）表面质量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改（gǎi）进方案。与（yǔ）水玻璃型壳（ké）相比，其铸件表面质量有（yǒu）了很（hěn）大提（tí）高，表面粗糙度降低、表面缺（quē）陷（xiàn）减少（shǎo）、返修率下降（jiàng）。可（kě）应用于不锈钢（gāng）、耐（nài）热（rè）钢等高（gāo）合金（jīn）钢。生产周期则（zé）比低温（wēn）蜡（là）-硅（guī）溶胶型壳短（duǎn）得多，与水玻璃型壳（ké）相近。 2.1存在（zài）的主要问（wèn）题 (1)由于（yú）背（bèi）层保留了水（shuǐ）玻璃粘结剂，故（gù）其（qí）型壳（ké）整体高温（wēn）强度、抗（kàng）蠕变能（néng）力比硅溶胶型壳低。其（qí）型焙烧（shāo）温（wēn）度（dù）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1000-1200℃，在1000℃以前型壳不（bú）变形。故复合型壳浇注的铸件尺寸精度（dù）(包括形位公差)均比不上（shàng）硅溶胶型（xíng）壳。往往在（zài）浇（jiāo）注（zhù）大（dà）型(10kg以上)铸件时要采取增加硅溶胶（jiāo）型壳（ké）层数的方（fāng）法(一般至少增加2层)以求获得高的（de）高温强度（dù）及防止（zhǐ）铸件变形。 (2)由于（yú）型（xíng）壳前2层是影响型壳（ké）透气（qì）性的（de）主因，由水（shuǐ）玻璃型壳改为硅溶胶后，型壳的（de）整体透气性（xìng）大幅降低，在焙烧温度（dù）较低、保温（wēn）时间不够（gòu）长时，常会（huì）造成铸件气孔及浇不足、冷（lěng）隔等（děng）缺陷（xiàn），故复合（hé）型（xíng）壳较难应用于（yú）薄（báo）壁(δ≤3mm)件（jiàn）、小（xiǎo）件及特小件（jiàn）(小于50g)。又因型（xíng）壳高温强度不及硅溶胶（jiāo）型壳，更易造成上（shàng）述废品。总之，复合型壳（ké）的（de）透气性不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳。 (3)复合型壳铸（zhù）件（jiàn）质量稳定性比水（shuǐ）玻璃好，但远不如（rú）硅溶胶型壳。其背层仍（réng）保留水玻璃粘结（jié）剂，为降低成本仍采用价格较（jiào）低、质量不稳定的耐火材（cái）料，如粘土（tǔ）、颗（kē）粒（lì）粒砂等，且在制（zhì）壳工艺控制方面（miàn）与水（shuǐ）玻璃型（xíng）壳相同，导致铸件质量稳（wěn）定性（xìng）差。尤（yóu）其是10kg以上的大件及1kg以（yǐ）下的小件，废品（pǐn）率及（jí）返修率均比硅溶胶型壳（ké）高。 (4)复合型壳由于（yú）采用价（jià）昂的锆英石作面层，其（qí）型壳（ké）成本是水（shuǐ）玻璃型壳的（de）4.5倍，若背层采用莫来石砂（shā）粉，其型壳成本与硅溶胶（jiāo）型（xíng）壳成本相差无几（jǐ），每kg铸件成本仅相差1元（yuán）。其成本低的优势并（bìng）不明显。 (5)复合型壳不能使用中温蜡料。中温蜡不能（néng）使用热水脱（tuō）蜡。在高压（yā）釜中（zhōng）脱蜡时（shí），由（yóu）于高温、高压(170℃，0.7MPa)中（zhōng）温蜡液会（huì）与背层中的（de）水（shuǐ）玻璃及（jí）残留硬化剂（jì）产生剧烈的皂化（huà）反应(白色泡沫状皂化（huà）物)，不经回收处（chù）理无（wú）法回用。而硅溶胶型壳，则可以应用低、中温（wēn）蜡（là），无此弊病。 综上所述，复合型壳是水玻璃型（xíng）壳的（de）改进，在铸件表面质量、成（chéng）品率及返（fǎn）修率方（fāng）面比前（qián）者优越，但与（yǔ）硅溶胶型壳仍有本质（zhì）差别。除生产周期较短，制壳成本稍低之外其铸（zhù）件质（zhì）量及稳定性不及硅溶（róng）胶型壳。 2.2改进（jìn）方向 (1)采用（yòng）石英代替锆英砂用于面层型壳耐火材料。铸件表面质量不（bú）完全取决于（yú）面层型壳耐火材料，而与（yǔ）粘结（jié）剂有密切（qiē）关系（xì），也（yě）与蜡料有关(蜡模表面粗糙度、皂化物残留等（děng）)。复合型壳只（zhī）能采用低温蜡，大部分（fèn）应用于表面粗糙度（dù）中等(Ra=6.3-12.5)、尺（chǐ）寸精度不甚高(CT4-CT6)的精铸件，实（shí）践证明采用石英-硅溶胶面层代替（tì）锆英石-硅溶（róng）胶是完（wán）全可行的。 这（zhè）一措施（shī）使每t铸（zhù）件（jiàn）型壳（ké）成本由原4150-4830元下降到1360元，与水玻璃型壳比仅（jǐn）增加460元。 (2)加强制壳工序尤其是背（bèi）层制壳的质量管理及环（huán）境改善(详见本文1，2节)。 (3)背（bèi）层应当采用质（zhì）量（liàng）稳定、高（gāo）温性能优良而成（chéng）本相对低廉的耐火材料（liào），同时（shí）要兼顾（gù）与面层型壳耐火材料膨胀率相匹配。推荐下列2种常用的背层材料。 ①耐火（huǒ）粘土-石（shí）英粉涂料(各50%)，撒颗（kē）粒砂（shā）(耐（nài）火砖（zhuān）废料破碎过筛而制（zhì）成)，其优点是来（lái）源（yuán）广、价格低，其型壳（ké）高温（wēn）强度和抗蠕变能力均高于莫来石、铝矾（fán）土。价格仅为铝矾土的1/2-1/3。它适用于锆英石或石英石作（zuò）面（miàn）层的复合型壳。 ②耐火粘土-颗粒粉涂料(体积比（bǐ）为3：7)，撒颗粒砂。此方案只适（shì）用于锆英（yīng）石复合（hé）型壳。有些工厂复合型壳背层采用莫来石（shí）砂粉或（huò）铝矾土，其涂料性（xìng）能（néng）较稳（wěn）定，壳薄、易（yì）焙烧，但成本过高且其型壳高温性能不及上2种型壳。铝矾土（tǔ）脱壳性能较差。至于废陶瓷器皿、硫璃瓦、地砖等破碎而（ér）成的材料价格虽低，但（dàn）未经高（gāo）温烧（shāo）成，成分复杂，型壳高温开裂倾向大，耐火度（dù）偏低。浇注后(尤其是（shì）厚大件)脱壳困难，不宜采用。 3、硅溶胶（jiāo）（低（dī）温蜡）型壳 这一工艺符合国（guó）情，在铸造（zào）1kg以上，特别是（shì）5kg以上中大件铸件时，具有更大的适应（yīng）性和优越性(与中（zhōng）温蜡（là）相比)。 一般来（lái）说，中大铸件的（de）质量（liàng）要求（qiú），特别是表面粗糙度、尺寸精度以及（jí）形位公差的要（yào）求（qiú）不会（huì）太高（gāo），采用高（gāo）熔点中温蜡并无必要。中温（wēn）蜡需要高压(大于（yú）6-7MPa)或（huò）液态蜡压注蜡模，设备投资大。中温蜡（là）厚大蜡模易（yì）缩陷、变形、成（chéng）本高。低温蜡成型容易、设备简单，而蜡模表（biǎo）面粗（cū）糙（cāo）度相（xiàng）差不（bú）大。 这一工艺比（bǐ）复（fù）合型壳质量稳定（dìng），尤（yóu）其是铸件尺寸精度高，因它没有水玻（bō）璃存（cún）在，型壳高温性能好，在1000-1200℃焙烧后型壳（ké）透气性（xìng）高，抗蠕变能力强，既（jì）可适（shì）用于薄壁件，复（fù）杂（zá）结构的中小件，又可（kě）生产重达50-100kg的特大件（jiàn），如水泵、叶（yè）轮、导流壳、泵体、球阀体、阀板等。对于薄壁中小件或大（dà）件可以采用叉壳或抬壳在炉前直接浇注，更可获（huò）得高（gāo）成品率。 3.1存在问题 (1)由于采用低温（wēn）蜡（là），大部分型（xíng）壳在水中（zhōng）脱蜡，难免有皂化物（wù）残留进入型（xíng）壳中(尤其（qí）是复合（hé）型壳及水玻璃型壳同（tóng）时脱蜡时（shí）)易产生铸件表面（miàn）夹杂，返修率稍（shāo）高，这是其缺点之一。 (2)制壳生（shēng）产周期（qī）长是它的zui大（dà）缺点和不（bú）足，尤其在生（shēng）产大件，有深孔、深槽件时，每层干燥常要24-48h。以（yǐ）50kg双流道（dào）叶轮为（wéi）例，常须10-15d 制壳时（shí）间，稍有未（wèi）干透之死角（jiǎo），在水脱蜡时会造成硅溶胶回溶，型壳裂纹。 (3)硅溶胶型壳(低温蜡（là）)型壳成本较水（shuǐ）玻璃型（xíng）壳高（gāo）5倍(每t铸件制壳成本（běn）为（wéi）5000元（yuán）)，比（bǐ）复（fù）合型壳高17%。铸件成（chéng）本相应较（jiào）高。 3.2改进方向 (1)为（wéi）防止因（yīn）低（dī）温蜡回收处理（lǐ）不（bú）彻底及用水脱（tuō）蜡时与复合型壳（ké）或水玻（bō）璃型壳共用同一热水槽（cáo），易产生（shēng）铸件（jiàn）皂化物夹杂缺陷（xiàn）应采取以下措施。 ①采用蒸（zhēng）气（qì）脱蜡(蒸气压力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水脱蜡，不仅可（kě）以防止皂（zào）化物（wù）夹（jiá）杂（zá）而且型壳不易产生裂纹，对铸件的质量稳定更有保（bǎo）障。 ②若（ruò）采用热水（shuǐ）脱蜡，应（yīng）在（zài）水中加人体（tǐ）积分数为1%-3%的工业（yè）盐酸，脱蜡（là）后再用含盐（yán）酸的热（rè）水冲洗每组型壳（ké）以（yǐ）减少（shǎo）皂化物（wù）残留。尽可能不要（yào）与水（shuǐ）玻璃型壳、复合型壳共用同一槽水脱蜡，也可更换水（shuǐ）液，单独集（jí）中（zhōng）脱（tuō）蜡，以减（jiǎn）少皂（zào）化物入（rù）壳。 ③回收蜡处理可（kě）用盐酸的（de）体积（jī）分数为3%-5%的酸化水，沸腾及沉淀时间要足够长。冬季（jì）硬化水温度低（dī），水玻璃及复合型壳（ké）中Na2O的残留量高，蜡料皂化也（yě）较严重（chóng），应多加盐酸处理回收蜡，减少皂化物。蜡料处理后，及时补加硬脂酸也很重要。 (2)为缩短制壳生产周期，可采用“快（kuài）干硅溶胶”制壳，此工（gōng）艺已日渐成熟，其各层型（xíng）壳干燥时间可缩（suō）短1/2以上。小件各层（céng）(除zui后层外)干燥仅须（xū）3h，制壳时间由原63h缩（suō）短为24h。中大（dà）件也较一般硅溶胶缩短50%。而其（qí）市（shì）场（chǎng）价只提高（gāo）20-30%，完全可由（yóu）场地、电耗的减少及生产率的提高来弥补。快干（gàn）硅溶胶的推广应用是硅溶胶制壳工艺的改（gǎi）革必由之（zhī）路，将会逐步扩（kuò）大应用。 (3)为降低硅溶胶型壳的成本，zui有效的方法是（shì）采用（yòng）石英石代（dài）替锆英石作面（miàn）层（céng）型壳耐（nài）火材料。目前锆（gào）英（yīng）石耐火材（cái）料占整个（gè）硅溶胶制（zhì）壳成本（běn）的60%，改用（yòng）石（shí）英后每t铸件制壳（ké）成本由（yóu）5000元降为2210元，下（xià）降（jiàng）55.8%。中（zhōng）大件可采用熔融石英（yīng）砂(粉)取代（dài）锆英砂(粉)已逐步在推（tuī）广应用。 4、硅溶（róng）胶（jiāo）（中（zhōng）温蜡）型（xíng）壳 这是国际上通用的精铸（zhù）件生产工艺，它具有zui高的铸件质量、zui低（dī）的返修率，特别适合于（yú）表（biǎo）面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高（gāo）(CT3-CT5级)的中小件（jiàn）、特小件(2-1000g)。但（dàn）由（yóu）于（yú）设备及成本（běn）***，较少应用于中（zhōng）大件（jiàn）(5-100kg)。 4.1存在问（wèn）题 (1)成本（běn）高，其型壳生产成（chéng）本是水玻璃型壳的8倍。比（bǐ）低温（wēn）蜡-硅溶胶型壳也高出25%。主（zhǔ）要原因是其制壳、蜡模材料成本高，且设备耗电（diàn）也大（dà）得（dé）多，设备投资也大（dà）。 (2)生产周期（qī）与低温蜡-硅溶（róng）胶（jiāo）型（xíng）壳（ké）相（xiàng）同（tóng），比水玻璃及复（fù）合（hé）型壳长得（dé）多（duō）。 (3)生产5-50kg的中大件（jiàn）往往要采用中温液态蜡(65-70℃)及（jí）高压(4.0-7.0MPa)注（zhù）蜡，厚壁（bì）蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高，中大件对尺寸精度、表（biǎo）面（miàn）粗（cū）糙度（dù）要求也没有小件那（nà）么高，故中大件较少采用硅溶胶(中（zhōng）温蜡)型壳。 4.2改进方向 (1)为降低成本，保证质量（liàng），在解决了石英对中温蜡润湿性很差的难题后，采用石英石或熔融石英代替锆（gào）英石无疑是一方向。熔融石英其热膨胀系数仅为5×10-7/℃，且（qiě）其价格（gé）只有锆英石的1/6。在国外，熔融石英已（yǐ）逐步在扩大应（yīng）用范围。 (2)采用（yòng）快干硅溶胶（jiāo）缩短（duǎn）制壳周（zhōu）期是国内外同行（háng）共同努力的方向(见前述)。 (3)研制（zhì）国产的中温（wēn）蜡或改（gǎi）进石（shí）蜡一硬脂酸低（dī）温蜡是我国精铸界（jiè）的重要任务（wù）。如何解决国产中温蜡或改进型的（de）低温（wēn）蜡回（huí）收（shōu）处理的难题（tí），使其在生产中能（néng）长期保持蜡（là）料性（xìng）能（néng）不变化是能否推广应（yīng）用的关键。 5、结束语 (1)各（gè）种型壳工艺有其不同（tóng）的适用对象（xiàng），选择的（de）依据（jù）是：铸件的质（zhì）量要求、价位及交货期。综合考虑，正确选（xuǎn）用zui经济合理的（de）制壳（ké）工（gōng）艺方案是保证生产优质（zhì）、低成本铸（zhù）件的基础（chǔ）。 (2)水玻璃型壳虽有不少优点但（dàn）粘（zhān）结剂本身固（gù）有（yǒu）的缺点使铸件质量难以提（tí）高，质量稳定性也差。今后将（jiāng）会逐步被复合型壳，尤其是成本低的（de）石英（yīng）一硅溶胶复合壳所取代。 (3)硅溶胶是（shì）理想的粘结剂，其型壳（ké）质量高，铸件质量稳定，返修率低，是今后的发展方向。石英石、熔融石英耐火料在面层（céng）型壳中的应用，快干硅溶（róng）胶的推广，将（jiāng）其生产成本及制（zhì）壳周期大大降低和缩短，克服了这2点不足（zú），硅（guī）溶胶型壳（ké）(低温蜡或（huò）中（zhōng）温（wēn）蜡)将在我国精铸界得到广泛应用，毕竟（jìng）高的铸件质量是zui重要的（de）指标。
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1、铸（zhù）件“桔（jú）皮（pí）”缺陷的特征 铸件（jiàn）“桔（jú）皮”是生产中反复（fù）出现的一（yī）种铸造（zào）缺陷，它对铸（zhù）件质量的影响较大，缺陷出现在铸件肥厚部位、热节及内浇道附近（jìn）以及受热集（jí）中而冷（lěng）却又慢（màn）的部位。铸件表面有微凸的小圆斑，呈“眼圈”状，这些表面（miàn）粗糙，看起来象“桔（jú）子皮（pí）”的斑点，在多种铸件中反复出现，有时整（zhěng）批铸件均有，其在每个铸（zhù）件上的数（shù）量少则几个，多至整个平面；小（xiǎo）圆（yuán）斑（bān）有的较大，有的（de）小至麻（má）点；有时（shí）是（shì）单个分散（sàn）的，有时也（yě）呈（chéng）密（mì）集（jí）的片状凸起物，高出铸件（jiàn）0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公司统计，废品（pǐn）中的15%是“桔皮（pí）”缺（quē）陷造成的，而且碳（tàn）钢件（jiàn）产生桔皮缺陷的机会更多一些。 2、“桔皮（pí）”缺（quē）陷产（chǎn）生的原因分（fèn）析 导（dǎo）致“桔（jú）皮（pí）”产生的根本的原因是（shì）涂料表面堆积、硬化不（bú）充分。型壳在焙烧（shāo）后，其表（biǎo）面（miàn）上形（xíng）成黄色（sè）或黄（huáng）绿色玻璃体，浇注后与钢液反应而形成（chéng）硅酸盐（yán）瘤粘附于铸（zhù）件表面（miàn）。单纯地（dì）延长硬化时间（jiān），无助于（yú）zui终解决“桔皮”问题。通过实践，有以下（xià）几（jǐ）方面的原因。 2.1原（yuán）材料方面的（de）影响 众所周知，水玻璃涂料的粉（fěn）液（yè）比（bǐ）低（dī），粉（fěn）料分布不均匀。水玻璃（lí）的（de）模数愈高，密度愈大，则涂料的粉液比愈（yù）低，粉（fěn）料（liào）的分（fèn）布愈不均匀（yún），也zui不（bú）易（yì）充分硬化。 (1)水玻璃（lí）的影响 水玻璃的模数、密度以及（jí）杂（zá）质的（de）多（duō）少对涂料的流动性影响（xiǎng）极大。随着模数的（de）增大（dà），水玻璃中亚胶粒子比例（lì）增（zēng）加（jiā），其粘度（dù）会随之增加，涂料的流变性恶化，当模组（zǔ）涂挂时极易在表层造成局部（bù）涂料堆积。 水玻璃参（cān）数不一致对涂料性能的影响（xiǎng）是很大的，这一点很容易被（bèi）忽视。参数的不（bú）一致（zhì）性表现在两个（gè）方面。 其一是模数的不一致性，刚进厂的水（shuǐ）玻璃只有经过长时间的（de）静置扩散(分散)后才能使同一批（pī）模数趋于一致，达到稳定的分散状态；这一（yī）过程所需时间在一星（xīng）期以上，如果急于使用则（zé）不可能（néng）获得理想的涂料流变性能（néng）。 其二（èr）是溶液密度（dù）的不一致性（xìng），在配涂料前通（tōng）常（cháng）要对（duì）水（shuǐ）玻璃（lí）溶液的密（mì）度进行调整，应该特别注意加水（shuǐ）搅拌后马上测得的密度是不（bú）真实的，因（yīn）为液体分散稳（wěn）定的过程尚未完（wán）成（chéng），与所希望的（de）密度有（yǒu）一定的（de）误差，据此配（pèi）制的涂料，其（qí）粘度和流动性都有误（wù）差（chà）。 (2)耐火粉料的（de）影响 耐火粉料颗（kē）粒的分布（bù）和（hé）形状对涂料流（liú）变性的影响较大（dà），双峰粉涂料具有较好（hǎo）的流变性是大家公认的（de）；但即便是粒（lì）度分布（bù）基（jī）本相同的双峰粉，当耐火粉料颗料形状分（fèn）别（bié）为多角、尖角和片状的粉配制（zhì）涂料时，在粉液比（bǐ）和水玻璃模数相同的条件下其流变性也会有很大的差异。 当粉料形状越（yuè）接近片状（zhuàng）时，其比表面积也（yě）越（yuè）大，颗粒间的摩擦力（lì）和作（zuò）用力增大，涂料的粘度（dù）将大于多角（jiǎo）形的粉料。 (3)水（shuǐ）玻璃密度和粉液（yè）比的综合影响 水玻璃密度和（hé）粉（fěn）液比的变化（huà）对表层涂（tú）料流变性的影响是非常直观的（de），水玻璃密度和粉液（yè）比过大时涂料粘度增加、流变（biàn）性变（biàn）差、涂层变厚（hòu）会引起涂料在型壳（ké）表面（miàn）局部堆（duī）积，型壳硬化（huà）不良zui终导致“桔皮（pí）”问题。 2.2工艺方面的影响 (1)表面层（céng）风干不充分（fèn）。表面（miàn）层风干是涂料的再均匀化过（guò）程，同时，也是水玻璃脱水固化过程，如风干时间（jiān）过短，表面（miàn）层涂（tú）料在熔模（mó）表面分布不均匀，造成（chéng）其后（hòu）的硬化不充分，脱蜡后将（jiāng）在型壳内表面形成团状聚集物，局部形成钠盐杂（zá）质。 (2)过度滴控。过度滴控指表（biǎo）面层浸挂（guà）涂料（liào）时，单（dān）方向流动（dòng）未（wèi）能及（jí）时粘砂，将导致涂料在熔模表面局部方向（xiàng）上的堆积，造（zào）成其后（hòu）的硬（yìng）化不完全。 (3)型壳层间硬化不良。由于涂料层尤其是前两层中（zhōng）存在未硬化部分，未（wèi）硬化的涂（tú）料在脱蜡和焙烧后造成型壳内表面的钠盐聚集，与钢水反应后生成“桔皮（pí）”缺陷。 2.3环境（jìng）方面的（de）影响 在寒（hán）冷的冬季，过低的室温（wēn）使涂（tú）料（liào）流动性变差造成（chéng）涂料堆积，过厚堆积（jī）的涂料又不能完全硬化；此外（wài）硬化（huà）液的温度随室（shì）温的降低（dī）也会造成硬（yìng）化过程的（de）缓慢和不完全。环境湿度的影响则（zé）主要发生在雨季，空气湿度的增加会影响风（fēng）干过程，常因为风（fēng）干（gàn）不足（zú）而（ér）出现“桔皮”问题。 3、避免“桔皮”缺陷的措施（shī） 3.1原料选用 (l)水玻璃在（zài）模数（shù）合适的情（qíng）况下（xià），必须严格控（kòng）制杂质含（hán）量；应根据环境的温（wēn）度、湿度、铸件的结构特点以（yǐ）及所配粉料的特点（diǎn）调整（zhěng）水玻（bō）璃（lí）密（mì）度。 (2)粉料在粒（lì）度符合使用要求的条件下，其粒形至（zhì）关重要，球形和多（duō）角形粉料是较（jiào）理想的，而（ér）片状（zhuàng）粉料不能使用。 3.2工艺对策 (1)水玻璃密度（dù）的调整。密度的合适与否将（jiāng）直接影（yǐng）响铸件的表面质量（liàng），密度过大（dà）会导致涂料（liào）流动性差而造成分（fèn）层（céng）和“桔皮”缺陷，密度过小又会形成（chéng）铸件表面的黄瓜刺；合适的密（mì）度（dù）通常与环境温度（dù）、粉料的粒度、微观形状及铸件的结构特点（diǎn）有关系。密度一（yī）般控（kòng）制在1.27-1.29g/cm3之间，其调整（zhěng）原则（zé）是（shì）: ①环境温度（dù）高时（shí）增加密度，低时减小密度； ②粉料粗且片状比例小时增（zēng）加密度，粉料细且片（piàn）状（zhuàng）比例大时减小密度； ③结构（gòu）简单涂料易流动的（de）铸件可适当增加密（mì）度，反之减小密度。 (2)粉液比的确定。粉液比也是影响铸件（jiàn）表面（miàn）质（zhì）量的重要因素之一，比（bǐ）例过大（dà）则会因涂料的（de）流动性差导致涂挂不（bú）均匀（yún）而产（chǎn）生分（fèn）层（céng）和涂料堆积；而太小则（zé）会产生铸件表面的黄瓜刺。其配比原则是在保证（zhèng）涂（tú）料流动性（xìng）的前（qián）提下（xià）尽量提高粉液比。 (3)硬化液的浓（nóng）度（dù）、温度（dù）与硬化（huà）时间。一般情况下（xià），氯化氨（ān）质量分数在25%以上的硬化剂才（cái）会有较好的硬化效果；如果氯化铵含量低（dī），靠延长时间是不能（néng）改善硬（yìng）化效果的。 (4)涂挂操作（zuò）方式。实际生产中有（yǒu）相（xiàng）当（dāng）一部分“桔皮”问（wèn）题是由于（yú）操作不（bú）当造（zào）成的，涂料的（de）单（dān）方向流动极易产生堆积而（ér）造成硬化不充分，所以在蜡（là）模浸（jìn）挂涂料（liào）之（zhī）后的滴控直到撒（sā）砂完毕的整个过程中，必须不断改变模组的（de）方向。 (5)脱蜡（là）工艺。在脱（tuō）蜡热水中补充适当（dāng）的硬化剂，由于（yú）硬（yìng）化（huà）剂的吸热作用和反应，会（huì）进（jìn）一步使（shǐ）得表面层所滞留的（de）反应产物NaCl溶于（yú）脱蜡水中而大部分去除（chú），此时，型壳（ké）表面形成的是一层低（dī）钠硅胶（jiāo）层，有利于（yú）防止“桔皮”缺陷的产生。 (6)环境温度。环境温（wēn）度偏低会导致涂料（liào）流动（dòng）性（xìng）差，造成涂挂不均匀而形（xíng）成桔皮及其他制壳（ké）缺陷，制壳工序的环境温度应（yīng）控制在15℃以上（shàng）。
+查（chá）看全文（wén）23 2020-04
气泡是（shì）铸件常见问题之一，而且（qiě）一（yī）旦铸件出现了气泡问题，也等（děng）于（yú）产品报废了。那么如何避（bì）免铸件产生气泡（pào）？看（kàn）看（kàn）下（xià）面这7条。 【缺陷现象】 铸件表皮（pí）下（xià），聚集气体鼓胀（zhàng）所形成的泡（pào），有时（shí）会崩裂，存在贯通和非贯通两种。 别名：鼓泡（pào）、起泡 【原因分析】 模具温度太高（gāo），开模过早。 填充速（sù）度太高，金（jīn）属流卷入气体过多。 涂料（liào）发气量大，用量过多（duō），浇注前未燃（rán）尽，使挥发气体被包在铸件表层，另涂料含水量（liàng）大。 型腔内气体没（méi）有排（pái）出，排气不顺。 合金熔炼温度过高。 铝（lǚ）合金液体除气（qì）不彻底，吸有较多气（qì）体（tǐ），铸件凝固时析出（chū）留在铸件内 填（tián）充时产生紊流。 【对应措施】 1、测温（wēn）枪测试模具表面温（wēn）度，显示数值超（chāo）过工艺规定范围。降低模（mó）具表面温度，增加保压时间； 2、铸件表面内（nèi）浇口压入（rù）的（de）金（jīn）属流明显比其它部位亮很（hěn）多。填（tián）充（chōng）速度高产生原（yuán）因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（báo）造成。降低压射速度，适当增加内浇口厚度；判断内浇口薄（báo）的方法：是否有浇口（kǒu）易粘现象（xiàng），降低二快速度看远端是否有（yǒu）严重（chóng）压不实（shí）现（xiàn）象，不给（gěi）压（yā）打件，看是否（fǒu）有多股铝液流； 3、喷（pēn）涂（tú）时察（chá）看（kàn）雾（wù）的颜色是否呈白（bái）色（sè），合模前察看型腔是否还有（yǒu）气体残留。更换涂料或增大（dà）涂料与水的配比； 4、在烫（tàng）模阶段，铸件表面有明显的（de）漩涡和涂料（liào）堆积。判断及解（jiě）决方法：调开档，人为产（chǎn）生涨模，如果解决，需开排气道； 5、铸件（jiàn）表面内浇口（kǒu）压入的金属流特别亮并伴有粘结。适当（dāng）降低浇注温（wēn）度（dù）； 6、取样块测密（mì）度，看是（shì）否符合要（yào）求。重新进行（háng）除（chú）气（qì）处理或在保温炉内进行再次精炼； 7、烫（tàng）模（mó）阶段铸件表面明显有各（gè）流溶接不到一起的痕迹伴有涂料（liào）堆（duī）积。 判断（duàn）及解决方法：涂黑油生产，看痕迹（jì）是否有堆积，分析堆积部位，解决方法： a、开设或加大相应部（bù）位的集渣（zhā）包， b、调整内浇口流向、位置（zhì）或（huò）填（tián）充（chōng）方（fāng）向。
+查看全文22 2020-04
1．冒（mào）口设计的基（jī）本原理 铸（zhù）件冒口主要是（shì）在铸钢件上使用。铸铁件只用于个别的厚大（dà）件的灰（huī）铸铁件和球铁件上。金属（shǔ）液在液态降（jiàng）温和凝固过程中，体积要收缩。铸（zhù）件的体收（shōu）缩大约（yuē）为线收缩的3倍。因（yīn）此，铸钢的体收缩通（tōng）常按3---6%考虑，灰铸铁按2---3%，不过（guò）由（yóu）于灰铸铁和球墨（mò）铸铁凝固时的（de）石墨化膨胀，可以抵消（xiāo）部分体积（jī）收缩，所（suǒ）以（yǐ）如果壁厚均匀，铸型紧实（shí）度高，通常不需要（yào）设计冒口（kǒu）。铸件的体收缩如果得不到补充，就会在铸件上或者内部形成（chéng）缩孔、缩陷或者缩松（sōng）。严重时常常造成铸件报废。 冒口尺（chǐ）寸计算原则（zé）是，首先计算需要（yào）补缩的（de）金属（shǔ）液需要多少。通常（cháng）把这一部分金（jīn）属液（yè）假（jiǎ）设成球体，并求出（chū）直径（设为d0）用于（yú）冒口计算（suàn）。冒口补缩铸件是有一定的范（fàn）围------叫有效补缩距离，设为L，对（duì）厚度为h的板状零件通常L=3~5h 。对（duì）棒状零件L=（25~30）√h 式子中，h------铸（zhù）件（jiàn）厚度 2．冒口尺寸（cùn）的基（jī）本计算方（fāng）法（fǎ） 冒口计算（suàn）的公式、图线（xiàn）、表格等有很多。介绍如下。 zui常用的方法是，冒口直径 D=d0+h 理（lǐ）由是（shì）假（jiǎ）定冒口和铸件（jiàn）以相同的速度凝（níng）固，凝固过程是从铸件（jiàn）的两个表面向（xiàng）内层进行（háng），当铸件（jiàn）完全（quán）凝固终了，正好冒口凝（níng）固了同样的厚度，这时还剩下中间的空心的缩孔，体积正好等（děng）于补缩球的体积，这部分金属液（yè）在凝固过程中正好补缩进了铸件。 当铸件（jiàn）存在热节时，可以把h换成热（rè）节（jiē）的直径T即可。 即D=do+T 。 另（lìng）外设计冒口，还有个重要的部（bù）位，就是冒口颈（jǐng），所谓冒口颈就是（shì）冒口和铸（zhù）件的连接通道（dào），冒口（kǒu）里的金属液都是（shì）经由（yóu）冒口颈（jǐng）补缩到铸件（jiàn）里的。所（suǒ）以（yǐ）对（duì）冒口颈的截面（miàn）是有（yǒu）要求的，通常取冒口颈的直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口（kǒu）高度 H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还（hái）应该考虑（lǜ）要高于（yú）需要补（bǔ）缩部位的高度，否则就成了反补缩了，铸（zhù）件补（bǔ）缩了冒口，这是要避（bì）免的。 3．其（qí）它计算方法 常用的经验（yàn）计算方法还（hái）有不计算需（xū）要（yào）估（gū）算（suàn）补缩的（de）金属液，直（zhí）接将（jiāng）热节园的直径乘个（gè）系数得出冒口直径（jìng）。例如 简单铸件 D=（1.05~1.15）T 外形简单，热节比较集中。 复杂铸件（jiàn） D=（1.40~1.80）T 外形复杂，例如有许多（duō）筋条和（hé）铸件（jiàn）的其余（yú）部分连（lián）接。 中间类型 D=（1.15~1.40）T 介于以上（shàng）两种之（zhī）间。 铸造生产的条件千差万别，因素（sù）太多，以至（zhì）于所有（yǒu）的计算（suàn）公式都（dōu）是近似的有条（tiáo）件的。往往一个公式不一定适用于所有的（de）场（chǎng）合。所以（yǐ）公式中往往有（yǒu）取值范围（wéi）较（jiào）大的系数供用（yòng）户结合（hé）本（běn）单（dān）位的情况（kuàng）选择。
+查（chá）看（kàn）全文21 2020-04
型砂的配制包括三个方面，即（jí）原材料（liào）的准备、型砂的混制和将混制好的型砂调匀及松砂等工艺环节。铸造生产中所使用的（de）型砂，有的是（shì）由（yóu）回用砂加适量的新砂、粘土和水经混（hún）合均匀配制成（chéng）的，有（yǒu）的全部（bù）是由新的材料配制（zhì）成的。为了确（què）保新砂质量，所有的（de）原材料都须（xū）根据技术要求经验收合格（gé）后才能使用。为此，在配砂前都必须进（jìn）行加（jiā）工准备（bèi）。 （1） 新（xīn）砂 新砂在采购、运输过程中（zhōng）常混有草根、煤（méi）屑（xiè）及泥（ní）块等杂物，同时含有一定数量的分分。潮湿的（de）原砂不易过筛，配砂（shā）时不便于控制型砂的水分（fèn）。因此，除含水（shuǐ）量低、用于手工造型的湿型砂可直接配制（zhì）外，新砂在使用前（qián）必须（xū）进（jìn）行烘干和过筛。新砂的烘干用立（lì）式或卧式（shì）烘干滚筒（tǒng），也可采用气流烘干的（de）办法。常用的筛砂设备有（yǒu）手工筛、滚筒筛和（hé）振动（dòng）筛等。 （2） 粘土 刚开采的粘土往（wǎng）往（wǎng）含有（yǒu）较多的水分具多为块状，因此使用前必须（xū）烘干、破碎并磨成粘土粉，主要由（yóu）专门的工厂进（jìn）行加工，包装万袋供应。有的工厂事先将膨润土（tǔ）或粘土与煤（méi）粉按比（bǐ）例制成粘土—煤粉粉（fěn）浆，使粘土充分吸水膨胀（zhàng），混砂时与原砂（shā）一（yī）起加入到混砂机里混合均匀。这种（zhǒng）做（zuò）法可简化混砂操作，便于运输，改（gǎi）善（shàn）劳动条（tiáo）件，提高型砂质量（liàng）。但必须（xū）严（yán）格控（kòng）制粉浆的含（hán）水（shuǐ）量，否则会影响型砂性能。 （3） 附加物 煤粉、硼（péng）配（pèi）、氟化（huà）物和硫黄等（děng）附加物都必（bì）须粉碎（suì）、过筛后再（zài）使用。 （4） 旧砂（shā） 为了节省（shěng）造型材料，降低铸件成本，旧砂应回用。旧砂在型（xíng）砂所占（zhàn）比例（lì）很大，它对型（xíng）砂的成（chéng）分及（jí）性能有着（zhe）很大的影响。旧砂中常混有各种杂物，如钉子、铁（tiě）块和砂团等（děng），在回用（yòng）前必须进行处理，包（bāo）括将砂块粉（fěn）碎，用（yòng）电磁分离器除去其中（zhōng）的铁（tiě）质杂物然后过筛，必要时进行冷却（què）。 在机械化程（chéng）度高（gāo）的铸造（zào）车间，型砂需求（qiú）量大（dà），周转速度很快，往往旧砂的温度还比较高，有的回用砂温度高达60摄氏度以上，如果采用这（zhè）种型砂造型（xíng），容易粘附（fù）模样、芯盒及砂斗（dòu）。由于型砂温度（dù）过高（gāo），会使水（shuǐ）分蒸发太快（kuài），使型砂性能不稳定（dìng），同（tóng）时影响铸件表（biǎo）面质（zhì）量，影响造（zào）型劳动生产率（lǜ）。因此必须（xū）在铸件落砂、旧砂过筛（shāi）、运输和（hé）混（hún）砂过程中加强通风冷却（què），降低型砂温度（dù）。 （5） 混砂 混（hún）砂的任务（wù）是将各种原材料混合均匀，使粘结剂（jì）包覆（fù）在砂粒（lì）表面上，混（hún）砂的质（zhì）量主要取决于混砂工艺（yì）和（hé）混（hún）砂机的形式（shì）。 一、混砂机（jī）的（de）形（xíng）式。生产中（zhōng）常用的混砂设备有辗轮式、摆轮（lún）式（shì）和叶（yè）片式（shì）混砂机。辗轮式混（hún）砂机除有搅拌作用外，还有辗压搓揉（róu）作用，型砂的质量较好，但生产效率较低（dī），主要（yào）用来混（hún）制面砂和单（dān）一砂。摆（bǎi）式混砂（shā）机（jī）的生产效率比（bǐ）辗轮式高几（jǐ）倍，且（qiě）可（kě）边（biān）混砂边鼓风冷却，并有（yǒu）一定的搓揉作用，但型砂质量不（bú）如辗轮式混砂好，主要（yào）用于机械（xiè）化程度高、生产量大的铸造车间混制单一砂（shā）及背砂。叶（yè）片式混（hún）砂机（jī）是一种连续作业式的设备，各（gè）种原是否无（wú）误（wù）混砂机的（de）一端进入（rù），混好的型砂从混砂（shā）机的另一端出来，生（shēng）产效率高。叶片式（shì）混砂机有混合作用，但搓揉作用很（hěn）差（chà），主要用（yòng）于混制背砂（shā）和（hé）粘土含量低的单一砂（shā）。 二、加（jiā）料顺序与混砂（shā）时（shí）间（jiān）。混（hún）制粘土型砂的加顺序一般是先（xiān）加回（huí）用砂（shā）、原砂、粘土粉和（hé）附加物等（děng）干（gàn）料，干混均匀后再加水（shuǐ）湿混（hún），均匀后（hòu）即（jí）可使用。如果型砂中含有渣油液（yè）以（yǐ）及其他液态粘结剂，则应先加水将型（xíng）砂混合均匀后再加（jiā）入油类粘结剂。这种先加干粉后加水的混砂加料（liào）顺序存在（zài）的缺点是（shì），在混（hún）砂机的辗（niǎn）盘边缘遗留（liú）一些（xiē）粉料（liào），这些粉料吸水（shuǐ）后粘附（fù）在混砂机壁上，直到混辗后期或（huò）卸（xiè）砂时才脱落下来，使型砂里（lǐ）含有混合不均匀（yún）的粘土（tǔ）或煤粉团块，恶化了型砂性能。同时干混时粉（fěn）尘飞扬，劳动条件差。因此，有的工厂（chǎng）采用先（xiān）在回用砂里加（jiā）水（shuǐ）混合，然后加粘土及煤粉混（hún）合均匀，zui后再加少量水分调节（jiē）到所需要（yào）的含水量的混砂工艺（yì）。试验（yàn）结果表明，后面这种（zhǒng）加（jiā）料顺序可缩（suō）短（duǎn）混砂时（shí）间，提（tí）高型砂质量（liàng），改善劳动条件。 为了使各种原材（cái）料（liào）混合均匀，混砂（shā）时间不（bú）能太短（duǎn），否则影响（xiǎng）型砂性能，但混砂时间也不宜过长。否则（zé）将使型砂温度升（shēng）高，水分过多挥发，型砂结成块（kuài）状，性能变坏且生产效率低。混砂时（shí）间主要根据混砂机（jī）的形式（shì）、粘土（tǔ）含量、对型砂性能要求等（děng）来决（jué）定。一般（bān）来说，粘土（tǔ）含量（liàng）越多，对型砂质量要求越高，混砂时（shí）间越（yuè）长（zhǎng）。采用辗轮式混砂机混制面砂时，混砂时间一（yī）般为6—12分钟，北砂为（wéi）3—6分（fèn）钟，单一砂为4—8分钟。 （6） 调匀（yún） 型砂的调匀又称（chēng）回性、渗匀，是指将混好（hǎo）的型砂在不失去水分的条件下放置一段时间，使水分均匀（yún）渗透到（dào）型砂中（zhōng），让粘土充（chōng）分（fèn）吸水膨胀（zhàng），以（yǐ）提高型砂的强（qiáng）度和（hé）透（tòu）气性等性能（néng）。调匀时间主要根据粘（zhān）土种类及加入量而定。型（xíng）砂中粘土含量（liàng）越多，原砂的颗粒（lì）越细，调匀时间（jiān）越（yuè）长。调匀时间应适当，否则型砂性能难（nán）以满足要注（zhù）。单（dān）一砂一般为（wéi）2—3小（xiǎo）时，面（miàn）砂为4—5小时。机械化铸造厂间型砂调匀是在型砂调匀斗里进行，非机械化的手（shǒu）工（gōng）造型车间是将混（hún）好的型砂堆（duī）放（fàng）在轩间（jiān）地面上，并（bìng）用湿麻袋覆盖进行调（diào）匀。 型砂经混辗和调匀后会被压实，有的被压成团块（kuài）。如果采用（yòng）这种型（xíng）砂直接造型，型砂（shā）的（de）坚（jiān）实度不均（jun1）匀，透气性等性能差。因此，调匀后（hòu）的型砂必须经松砂或过筛才能使用。在机械（xiè）化的铸造车间一（yī）般采用圆棒（bàng）式或（huò）叶片式松砂机（jī）进（jìn）行松（sōng）砂（shā）处理（lǐ）。在（zài）百（bǎi）机械化的手工造型车间，常用移动式（shì）松砂机或（huò）用筛（shāi）孔为5—8毫（háo）米的筛子（zǐ）过筛。
+查看全文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸造领域已有相当长（zhǎng）的（de）历史（shǐ），铸（zhù）件（jiàn）的产量也相当大；但采用覆膜砂铸造生产精密铸钢件（jiàn）时面临很多难（nán）题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如（rú）何（hé）解决这些问题（tí）有待（dài）于（yú）我们去进一步探讨（tǎo）。 一、对覆膜砂的认识与了解（覆（fù）膜砂属于（yú）有机（jī）粘结剂（jì）型、芯（xīn）砂（shā）） （1）覆膜砂的特点：具有适（shì）宜的强度性（xìng）能；流动性好，制（zhì）出的砂型、砂芯（xīn）轮廓（kuò）清（qīng）晰，组织致密，能够制造出复杂（zá）的（de）砂芯；砂型（芯）表面质量好（hǎo），表面粗（cū）糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达（dá）CT7～CT9级；溃散（sàn）性（xìng）好，铸件容易清（qīng）理。 （2）适用范围：覆膜（mó）砂既可（kě）制作（zuò）铸型又可制作砂芯，覆膜砂的型或芯既可（kě）互（hù）相（xiàng）配合使用又可与（yǔ）其它砂型（芯）配合使（shǐ）用（yòng）；不仅可以用于金（jīn）属（shǔ）型重力铸造或低压铸造，也可以用于铁（tiě）型覆砂铸（zhù）造，还（hái）可以（yǐ）用于热法离心铸造；不仅（jǐn）可以用于（yú）铸铁（tiě）、非铁合金铸件的生产，还可以用于铸（zhù）钢件的生（shēng）产。 二、覆（fù）膜砂的制备 1．覆膜砂（shā）组（zǔ）成 一般由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑（huá）剂及特（tè）殊添加剂（jì）组成。 （1）耐火材料是构（gòu）成覆膜砂（shā）的主体（tǐ）。对（duì）耐火材料（liào）的（de）要求是：耐火度（dù）高、挥发物少、颗粒较圆（yuán）整、坚（jiān）实等（děng）。一般选用天（tiān）然擦（cā）洗硅砂。对硅（guī）砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非（fēi）铁（tiě）合金铸件要求大于90%，铸钢件要（yào）求大于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦（cā）洗砂）--[水洗砂含泥量规定小于；粒度①分布在相邻（lín）3～5个筛号上（shàng）；粒形圆整，角（jiǎo）形因素应不大（dà）于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂普遍采用酚醛树脂。 （3）固化（huà）剂（jì）通常采用乌洛托（tuō）品；润滑剂一般采（cǎi）用硬脂酸钙（gài），其作用是（shì）防止覆膜砂结块，增加流动（dòng）性。添加剂的主要作（zuò）用是改善覆膜砂的性（xìng）能（néng）。 （4）覆（fù）膜砂（shā）的基（jī）本配比（bǐ） 成分 配比（质量分数，%）说明：原砂 100 擦洗砂（shā）， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原砂（shā）重（chóng） ，乌洛托品（水（shuǐ）溶液2）10～15 占树脂重（chóng），硬（yìng）脂酸钙（gài） 5～7 占树脂重，添加（jiā）剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占（zhàn）原砂重。 ２．覆膜（mó）砂的生产工（gōng）艺 覆膜砂（shā）的制（zhì）备工艺主要有冷法覆（fù）膜、温法覆膜、热法覆膜三（sān）种，目前覆膜（mó）砂的生产几乎（hū）都是（shì）采用（yòng）热覆膜法。热法覆膜工艺是先将（jiāng）原砂加热到一（yī）定温（wēn）度，然后分别（bié）与（yǔ）树脂、乌洛（luò）托品水溶液（yè）和硬脂（zhī）酸（suān）钙混合搅拌，经冷却破碎（suì）和筛分而成（chéng）。由于配方的差异，混（hún）制（zhì）工（gōng）艺有（yǒu）所（suǒ）不同。目前国内覆膜砂生产线的种（zhǒng）类很多，手工加料的半自动生产（chǎn）线约有2000~2300条，电脑控制的（de）全自动（dòng）生产线（xiàn）也已（yǐ）经有将（jiāng）近50条，有效提（tí）高了生产效率和产品稳（wěn）定性。例如xx铸造有限公司的（de）自动化可视（shì）生产线（xiàn），其加料（liào）时间控制精确到0.1秒（miǎo），加热温度控制精（jīng）确到1/10℃，并且可以通过视频时时观察混砂（shā）状态，生产效（xiào）率达到6吨/小时。 ３．覆膜砂的主（zhǔ）要（yào）产品类型 （1） 普通类覆膜砂 普通（tōng）覆膜砂即（jí）传统（tǒng）覆膜（mó）砂，其组成通（tōng）常由石（shí）英砂（shā），热塑性酚（fēn）醛树脂（zhī），乌洛（luò）托品和硬（yìng）脂酸钙构（gòu）成（chéng），不加有关添加（jiā）剂（jì），其树脂加入量通常在一定强（qiáng）度（dù）要求下（xià）相对较（jiào）高（gāo），不具备耐高温，低膨胀、低发气等特性（xìng），适用于要求不高（gāo）的铸件生产 （2） 高强度低发气类（lèi）覆膜砂 特点：高（gāo）强度（dù）、低膨胀（zhàng）、低发气、慢发气（qì）、抗氧化（huà） 简介:高强度低发气（qì）覆膜砂是（shì）普通覆膜砂（shā）的更新换代产品（pǐn），通过（guò）加（jiā）入有关特性的“添加剂”和采用（yòng）新（xīn）的配制工艺，使树脂用量大幅（fú）度下降，其强度（dù）比普通（tōng）覆膜砂（shā）高30%以上，发气量（liàng）显著降低（dī），并能延缓发气速度（dù），能更（gèng）好地适应铸件（jiàn）生产的需要。该类覆膜砂主要适用于铸铁件（jiàn）中，中小铸钢（gāng）、合（hé）金（jīn）铸钢件的生产。目前（qián）该类覆膜（mó）砂（shā）有三个系列：GD-1高强度（dù）低（dī）发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发气（qì）覆膜砂；GD-3高强度低膨胀低发气抗（kàng）氧化覆（fù）膜。 （3） 耐高（gāo）温(类)覆（fù）膜砂（shā）(ND型) 特（tè）点：耐高温（wēn）、高强度、低膨胀（zhàng）、低发气、慢（màn）发气、易溃散、抗氧化（huà） 简介:耐高（gāo）温覆膜砂是通过特（tè）殊工艺配（pèi）方技术生产出的（de）具（jù）有优异高温（wēn）性能(高温下强度高、耐热时（shí）间长、热膨胀（zhàng）量小、发气量低)和（hé）综合铸造性能的新型（xíng）覆膜砂。该类覆（fù）膜（mó）砂特别适用于复杂（zá）薄壁精密的铸铁（tiě）件(如汽车发动机缸体、缸盖等)以（yǐ）及高要求的铸钢件(如集（jí）装箱角和火车刹车缓；中器壳件等)的生产，可有效（xiào）消除（chú）粘砂、变形、热（rè）裂和气孔等（děng）铸造缺陷（xiàn）。目（mù）前该覆膜砂有（yǒu）四个系列：VND-1耐高温覆膜（mó）砂. ND-2耐高（gāo）温低膨（péng）胀低发气覆膜砂（shā） ND-3耐高温（wēn）低（dī）膨胀低发（fā）气抗氧化覆（fù）膜砂 ND-4耐高温高强底低（dī）膨胀（zhàng）低发气覆膜（mó） （4） 易溃散类覆膜砂 具有较好的强度，同时具有优异的低温溃散性（xìng）能，适用于生产有色金属（shǔ）铸件。 （5） 其它特殊要（yào）求覆膜砂 为适应不同产品（pǐn）的需要，开发出（chū）了系列（liè）特种覆（fù）膜砂如：离心（xīn）铸造（zào）用覆膜砂、激冷覆（fù）膜砂（shā）、湿（shī）态覆膜砂（shā）、防粘砂、防脉（mò）纹、防橘皮覆膜（mó）砂等。 三、覆膜砂（shā）制芯主要工艺过程 加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂（shā）压力（lì）0.15-0.60MPa。形状简单（dān）的（de）砂（shā）芯、流（liú）动（dòng）性好的覆膜（mó）砂可选用较（jiào）低（dī）的射砂压力，细薄（báo）砂芯（xīn）选择较低的加热温度，加热温度低（dī）时可适当延长固化（huà）时间等。覆膜砂所使用的树（shù）脂是酚醛类（lèi）树脂（zhī）。制（zhì）芯工艺的优点（diǎn）：具有适宜的强度性能；流动性好（hǎo）；砂芯表面质（zhì）量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸（xī）湿性强；溃散性好，铸件（jiàn）容易清理。 1、铸型（xíng）（模具（jù））温度 铸型温度是影响壳层厚度及强（qiáng）度的主要因素之一,一般控制在220～260℃,并根据下列原则选定: （1）保证覆膜砂上的树脂软化（huà）及（jí）固化所（suǒ）需的足够热量（liàng）； （2）保证形成（chéng）需要的壳（ké）厚且壳型（芯）表面不焦化； （3）尽量缩短结壳（ké）及硬化（huà）时间，以提高生产（chǎn）率。 2、射（shè）砂压力及时间（jiān） 射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则砂型（芯）不能（néng）成型（xíng）。射砂压力一般为（wéi）0.6MPa左右；压力过（guò）低时，易造成射不足或疏松现象。3、硬化时间：硬化时（shí）间的长短主要取决于（yú）砂型（芯）的厚（hòu）度与铸型的温度（dù），一般（bān）在60～120s左右。时间过（guò）短，壳层未完全固（gù）化则强度低；时间过长，砂型（芯）表面（miàn）层易烧焦影响铸件（jiàn）质量。覆膜砂（shā）造型（芯）工（gōng）艺参数实例：序号图号（hào） 壳（ké）厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温（wēn）度（℃） 射砂（shā）时间（jiān）（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（fù）膜砂应用中存在的问题及解决对策 制芯的方法种类很多，总的可以划分为热（rè）固性方法（fǎ）和冷固性（xìng）方法两大类，覆膜砂制芯属（shǔ）于热固（gù）性方法（fǎ）类。任何一（yī）种制（zhì）芯方法都有其自身的优（yōu）点和缺点，这主要取（qǔ）决于产品的质量（liàng）要求、复杂程度、生产批（pī）量、生产成本、产（chǎn）品价格等综（zōng）合因素来决定采用（yòng）何种制芯方（fāng）法。对铸件内腔表面质量要求高，尺（chǐ）寸（cùn）精度要求高、形状复（fù）杂（zá）的砂芯采用（yòng）覆（fù）膜砂制芯是非常有效的。例如：轿（jiào）车发动机（jī）气缸盖的进排气道砂芯、水道砂芯（xīn）、油道砂（shā）芯，气缸体的水道砂芯、油道砂（shā）芯，进气岐管、排气岐管的壳（ké）芯砂芯，液（yè）压阀的流道砂（shā）芯，汽车涡轮增压器气（qì）道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还（hái）常遇到一（yī）些问（wèn）题（tí），这里（lǐ）仅就工作（zuò）中（zhōng）的体会略谈一二。 1、覆膜（mó）砂的（de）强（qiáng）度和（hé）发（fā）气量（liàng）的确（què）定（dìng）方法 在原砂（shā）质量和树脂质（zhì）量（liàng）一（yī）定的前提下，影响覆膜（mó）砂强度的（de）关键（jiàn）因素主要取于酚醛树（shù）脂的加入（rù）量。酚醛树脂加入量多，则强度就提高，但发（fā）气量（liàng）也增加，溃散性就降低。因此在生产应用中一定要控（kòng）制覆膜砂的（de）强（qiáng）度来减（jiǎn）少发气量，提高溃（kuì）散性，在强度标准的制订时定要找到一个平（píng）衡点。这（zhè）个（gè）平衡（héng）点就（jiù）是（shì）保（bǎo）证（zhèng）砂芯的表面质量（liàng）及在浇注时不产生（shēng）变形（xíng）、不（bú）产生断芯（xīn）前提下的强度。这样才（cái）能保（bǎo）证铸（zhù）件的（de）表面质量和尺寸精度，又可以减少发气量，减少铸造件气孔缺（quē）陷，提高砂芯的出砂性能。对（duì）砂芯存放，搬运过程（chéng）中可以采用工位器具、砂（shā）芯小车（chē），并在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵（mián），这样可以减少砂芯（xīn）的损耗（hào）率（lǜ）。 2、覆膜砂（shā）砂芯的存（cún）放期（qī） 任何（hé）砂芯都会吸湿，特别是南（nán）方地区空气相（xiàng）对湿（shī）度大，必须对（duì）砂（shā）芯存放期在工艺文件（jiàn）上加以规定，利用精益生（shēng）产先进先出（chū）的生产方式减少砂芯的存放量和存放周期（qī）。各企业应结合自己（jǐ）的（de）厂（chǎng）房条件和当地的气候条件来确定砂芯的存放周期。 3、控制好覆膜砂的供货质（zhì）量 覆膜砂进厂时必须附有供（gòng）应商的质量保证资料（liào），并（bìng）且企业根据抽（chōu）样标准进行检查，检查合格后方可入（rù）库。企业（yè）取样检（jiǎn）测不（bú）合格时（shí）由质保和（hé）技术（shù）部（bù）门做出处理结果，是让步（bù）接受或向供应商退货。 4、合格的覆膜砂在制芯时（shí）发现砂芯断裂变形 制芯时砂芯的（de）断裂变形通常会认为覆（fù）膜砂强度低（dī）造成的。实际上砂芯断裂和变形（xíng）会涉及到许（xǔ）多生产过（guò）程。出现不正常（cháng）情况（kuàng），必须要查到真正的原因才（cái）能彻底解决。具体原因如（rú）下（xià）： （１）制芯（xīn）时模具的温（wēn）度和留模时间，关系到砂芯结（jié）壳硬化厚度是否（fǒu）满足工艺要求。工艺上所规定的工艺参数都需要有一个范围，这（zhè）个范围需（xū）靠操作人员的技能来进行调整。在模具温度（dù）上（shàng）限时（shí）留模时（shí）间可以取下限，模（mó）具温度在下限（xiàn）时留模时间取（qǔ）上限。对操（cāo）作人员需要不断地培（péi）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，必须（xū）进行及（jí）时清理并喷（pēn）上脱模剂，否（fǒu）则会（huì）越积越多开模时会把砂芯拉断或变（biàn）形。 （３）热芯盒模（mó）具静模上的弹簧顶（dǐng）杆，由于长期在（zài）高温状态下工（gōng）作（zuò）会产生（shēng）弹性失效而造成（chéng）砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。 （４）动模和静模不平（píng）行或不在同一中心线上，合（hé）模时在（zài）油缸或气缸的压力作（zuò）用下，定（dìng）位销前端有一段（duàn）斜（xié）度，模具还是（shì）会合紧，但（dàn）在（zài）开模时动模和静模仍会恢复（fù）到原始状（zhuàng）态（tài）使砂芯断裂或变形。在这种情（qíng）况下射砂时会（huì）跑砂，砂芯的尺（chǐ）寸会变大（dà）。解决（jué）对策是及时调整模具的（de）平（píng）行度（dù）和同轴度。 （５）在壳芯机上生产空心砂（shā）芯时（shí），从砂芯中倒出尚未硬（yìng）化（huà）的（de）覆（fù）膜砂（shā）需要重新使用时，必须进（jìn）行过筛并未用过的覆膜砂按３：７比（bǐ）例混合后使用，这样才能保（bǎo）证壳（ké）芯砂芯的表面质（zhì）量和砂芯强度。
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什么叫淬（cuì）火？ 钢（gāng）的淬（cuì）火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温（wēn）度，保温（wēn）一段（duàn）时间，使（shǐ）之全（quán）部或部分奥氏体化，然后以大于临（lín）界冷却速度的（de）冷（lěng）速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热（rè）处（chù）理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处（chù）理或带有快速冷却过程（chéng）的（de）热处理工艺称为淬火。 淬火的（de）目的： 1）提（tí）高金属成材或（huò）零件的机械性能。例如（rú）：提高工具、轴承（chéng）等的硬度和（hé）耐磨性（xìng），提高弹（dàn）簧的弹性极限，提高轴类零件（jiàn）的综（zōng）合机械性能等。 2）改善（shàn）某些特（tè）殊钢的材料性能或化学性能。如提高不（bú）锈钢（gāng）的耐蚀性，增加磁（cí）钢的永磁性等。 淬（cuì）火冷却（què）时，除需合理选用淬火介质外（wài），还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬（cuì）火（huǒ），双液（yè）淬火，分级（jí）淬火、等温淬（cuì）火，局部淬火等。 钢铁工件在淬火后具有以下（xià）特点： ① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥（ào）氏体等不平衡（即不稳定）组织（zhī）。 ② 存在（zài）较大内应力。 ③ 力学性能（néng）不能满（mǎn）足要（yào）求。因此（cǐ），钢（gāng）铁工（gōng）件淬（cuì）火后一（yī）般都要经过回（huí）火 什么叫（jiào）回火？ 回火是将淬火后的金属成材或（huò）零（líng）件（jiàn）加热到某一温度，保温一定时间后（hòu），以（yǐ）一定（dìng）方式冷却的热处理工艺（yì），回火（huǒ）是淬（cuì）火后紧接着进（jìn）行的一种操作，通常也是工件进行热处理的zui后一道工序，因（yīn）而（ér）把淬火和（hé）回（huí）火的（de）联合工艺称为zui终处理。淬火与回火的主要目的是： 1）减少内（nèi）应（yīng）力（lì）和（hé）降低脆性，淬火件存（cún）在（zài）着很大（dà）的应力和脆性（xìng），如（rú）没有及时回火往往会产生（shēng）变形甚至开裂（liè）。 2）调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度（dù）高，脆性大，为了满足各（gè）种工件不同（tóng）的性能要求（qiú），可以通过回火来调整，硬度（dù），强度，塑性（xìng）和韧性（xìng）。 3）稳定工件（jiàn）尺寸。通过（guò）回（huí）火可使金相（xiàng）组织趋于稳定，以保证在（zài）以后的使用过程（chéng）中不再发生变形。 4）改善某些合金（jīn）钢的切削性能。 回火的作用在于： ① 提高组织（zhī）稳定性，使工件（jiàn）在（zài）使用（yòng）过程（chéng）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 消除内应力，以便改（gǎi）善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸（cùn）。 ③ 调整（zhěng）钢（gāng）铁的力学性能以满足使用要（yào）求（qiú）。 回火（huǒ）之所以具（jù）有（yǒu）这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁（tiě）、碳和其（qí）他合金（jīn）元（yuán）素的原子可以（yǐ）较快地进行扩散，实现原子的重新排（pái）列组（zǔ）合，从而使不稳定的不平衡（héng）组（zǔ）织逐步转变为稳定的（de）平（píng）衡组织（zhī）。内应力的消（xiāo）除还与温度升高时金（jīn）属（shǔ）强度降低有关（guān）。一（yī）般钢铁回火（huǒ）时，硬度和（hé）强度下（xià）降，塑性提高（gāo）。回火温度（dù）越高，这些力学性能的（de）变化越大。有些合金元（yuán）素（sù）含量较高的（de）合（hé）金钢，在某一温度范围（wéi）回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度（dù）和（hé）硬度（dù）上升。这种现象称为二（èr）次硬化。 回火要求（qiú）：用途不同的工件应（yīng）在不（bú）同温度下（xià）回火，以满足使（shǐ）用中的要求。 ① 刀具、轴承、渗（shèn）碳淬（cuì）火（huǒ）零件、表面淬火零件（jiàn）通常在（zài）250℃以下进行低温回火。低温回（huí）火后硬度变化（huà）不大，内应力减小，韧性（xìng）稍有提高。 ② 弹簧在350～500℃下中温回火，可获得（dé）较高的弹性和（hé）必要的韧性（xìng）。 ③ 中碳结（jié）构（gòu）钢制作的零件通常在500～600℃进行高（gāo）温回火，以获（huò）得适宜（yí）的强度与韧性（xìng）的良好配合。 钢（gāng）在（zài）300℃左右回火时，常使（shǐ）其脆（cuì）性增（zēng）大，这种现象称为首类（lèi）回（huí）火脆（cuì）性（xìng）。一般（bān）不（bú）应在这个温度（dù）区间回火。某些（xiē）中碳合金结（jié）构（gòu）钢（gāng）在高温（wēn）回火后，如果缓慢冷（lěng）至室温，也易于变脆。这种（zhǒng）现象称为第二类回火脆性。在钢中加入钼（mù），或回火（huǒ）时在油（yóu）或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。将（jiāng）第二（èr）类回火脆性的（de）钢（gāng）重新加热至原来的回火温度，便可以消除这（zhè）种脆（cuì）性。 在生产（chǎn）中，常根据对工件性能的要求（qiú）。按加热温度的不同，把回火分为低温（wēn）回火（huǒ），中温（wēn）回火，和高温回火（huǒ）。淬火和随（suí）后的高温回（huí）火相结合的热处（chù）理工艺称为调质，即在具有高度强度的同时，又（yòu）有好的塑（sù）性韧性。 1、低温回火：150-250℃ ，M回（huí），减少内应力和脆性，提高塑韧性（xìng），有较高的硬度和耐（nài）磨性。用于制作量具、刀（dāo）具和滚（gǔn）动轴承等。 2、中温回火：350-500℃ ，T回，具（jù）有较高的弹性，有（yǒu）一定的塑性和硬度。用于制作（zuò）弹簧、锻模等（děng）。 3、高温回火（huǒ）：500-650℃ ，S回，具有良好的综合力（lì）学性能。用于制作齿轮、曲轴（zhóu）等。 什（shí）么是正火? 正火是—种改（gǎi）善钢（gāng）材韧（rèn）性（xìng）的热处理。将钢构件加热到Ac3温（wēn）度以上30〜50℃后（hòu），保温一段时间出炉（lú）空冷。主要特点是冷却速度快于退火而低（dī）于淬火（huǒ），正火时可（kě）在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而（ér）且可（kě）以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂（liè）倾向。—些低（dī）合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正（zhèng）火处理后，材料的综合力学性能可以大大（dà）改善，而且也（yě）改善了切削性能。 正火有以下目的和（hé）用途： ① 对亚共析钢，正火用以消（xiāo）除铸（zhù）、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组（zǔ）织，轧（zhá）材中（zhōng）的带状组织；细化晶粒；并（bìng）可作为淬火前的（de）预先热（rè）处理。 ② 对过共析（xī）钢，正火可以（yǐ）消除网状二次渗碳体，并使珠光体细（xì）化，不但（dàn）改善机械性能，而（ér）且有利于以后的球化退火。 ③ 对低碳深冲薄钢板，正火（huǒ）可以消（xiāo）除晶界的游（yóu）离渗碳体，以（yǐ）改善其深冲（chōng）性能。 ④ 对低碳钢和低碳低合金钢，采用（yòng）正火，可（kě）得（dé）到较（jiào）多的细（xì）片状珠光体组织，使（shǐ）硬度增高到HB140-190，避免切削时的（de）“粘刀”现象，改善切削（xuē）加工性。对中碳钢，在既可用（yòng）正火（huǒ）又可用退火的（de）场（chǎng）合下，用正火（huǒ）更为经济和（hé）方（fāng）便。 ⑤ 对普（pǔ）通中碳结构钢，在（zài）力学性能要求（qiú）不高的场合（hé）下，可用正火代替（tì）淬火加高温回火，不仅操作简便，而且使钢材的组织和尺寸稳定。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150～200℃)由于（yú）高温下（xià）扩散速（sù）度（dù）较高,可（kě）以减少（shǎo）铸件和锻件的成分偏析。高温正火后（hòu）的粗大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细（xì）化。 ⑦ 对某（mǒu）些用于汽轮机和锅炉的低、中碳（tàn）合金钢，常采用正火以获得（dé）贝（bèi）氏体组织，再经高温（wēn）回（huí）火，用于400～550℃时（shí）具（jù）有（yǒu）良好的抗蠕变（biàn）能力。 ⑧ 除钢件和钢材以外，正火还广泛用（yòng）于球墨（mò）铸铁热处理（lǐ），使其获（huò）得（dé）珠（zhū）光体（tǐ）基体，提高（gāo）球墨铸铁（tiě）的强度。 由于正火的特点是空（kōng）气冷却，因而环境气温、堆放（fàng）方式、气流（liú）及工件（jiàn）尺寸对正（zhèng）火（huǒ）后的组织和（hé）性能（néng）均有影（yǐng）响。正火组织（zhī）还可作为合金钢的一种分类方法。通（tōng）常根据直径为（wéi）25毫米的试样加热到（dào）900℃后,空（kōng）冷得到（dào）的组（zǔ）织（zhī），将（jiāng）合金钢分（fèn）为珠光（guāng）体（tǐ）钢、贝氏体钢、马氏体钢和（hé）奥氏体钢（gāng）。 什（shí）么（me）是退（tuì）火？ 退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够（gòu）时间，然后以适宜速度冷（lěng）却的一种（zhǒng）金属热处理（lǐ）工艺（yì）。退（tuì）火热处理（lǐ）分为完全退火，不完全退火（huǒ）和（hé）去（qù）应力退火。退火材料的力学（xué）性能可以（yǐ）用拉伸试（shì）验（yàn）来检测，也可以用（yòng）硬度试验来检测。许多（duō）钢（gāng）材都是以退火热处理状态供货的，钢材硬度（dù）检（jiǎn）测可以采用洛氏硬度计，测试HRB硬（yìng）度（dù），对于较薄的钢板（bǎn）、钢带以及薄壁（bì）钢（gāng）管，可以采用（yòng）表面洛氏硬度计，检测（cè）HRT硬度。 退火的目的在于： ① 改善或消（xiāo）除钢（gāng）铁在铸造、锻压、轧制和焊（hàn）接（jiē）过程中所造（zào）成（chéng）的各种组织缺陷以及残余应力，防（fáng）止工件变形、开裂。 ② 软化工件（jiàn）以便进行切削加工。 ③ 细化晶（jīng）粒，改（gǎi）善组织以提（tí）高工件（jiàn）的机（jī）械性能（néng）。 ④ 为zui终热（rè）处理（淬火、回火（huǒ））作好组织准备。 常用的（de）退火工艺有： ① 完全（quán）退火。用以细化中、低碳（tàn）钢经铸造（zào）、锻压（yā）和（hé）焊接后（hòu）出现的（de）力学性能不佳（jiā）的（de）粗大过热（rè）组织。将工件（jiàn）加热到铁素体全部转变为（wéi）奥氏（shì）体的温（wēn）度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中（zhōng）奥氏体再次发生转变（biàn），即可使钢的组（zǔ）织变（biàn）细。 ② 球化退（tuì）火。用（yòng）以降低工（gōng）具钢和轴承钢锻压后的偏高硬（yìng）度。将工件（jiàn）加热到钢开（kāi）始形成（chéng）奥氏体的温度以（yǐ）上20～40℃，保温后（hòu）缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为（wéi）球状，从而降低了硬度。 ③ 等温退火。用以降低某（mǒu）些镍（niè）、铬含量（liàng）较（jiào）高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。一般先以较（jiào）快速度冷却（què）到奥氏（shì）体zui不稳（wěn）定的温度，保温适当（dāng）时间，奥氏体转变为（wéi）托氏体或索氏体，硬度即（jí）可降低。 ④ 再（zài）结晶退火（huǒ）。用以消除金属线材、薄板（bǎn）在冷拔（bá）、冷（lěng）轧（zhá）过程中（zhōng）的硬化现象（硬度升（shēng）高（gāo）、塑性下降（jiàng））。加热温度一般为钢开始形成奥（ào）氏（shì）体的温（wēn）度（dù）以下50～150℃ ，只有这（zhè）样才能（néng）消除加（jiā）工硬（yìng）化效应使金属软化。 ⑤ 石墨化（huà）退火（huǒ）。用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑（sù）性良好的可（kě）锻铸铁（tiě）。工（gōng）艺操作是将铸件加热到950℃左（zuǒ）右，保温一定时间后适（shì）当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。 ⑥ 扩散退火。用以（yǐ）使合金铸件化学成分均匀化（huà），提高其使用性能。方法是在不发生（shēng）熔化的前（qián）提下（xià），将铸件（jiàn）加热到尽（jìn）可能高的（de）温度，并长时（shí）间保温，待合金中各（gè）种（zhǒng）元素扩散趋于均（jun1）匀分布（bù）后缓（huǎn）冷。 ⑦ 去应力退火（huǒ）。用以消除（chú）钢铁铸件（jiàn）和（hé）焊接件的内应力。对（duì）于钢铁制（zhì）品加热后开始形成（chéng）奥氏体（tǐ）的温度（dù）以下100～200℃，保温后在空气（qì）中冷却，即可消除（chú）内应力。
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一（yī）、变形的原因 钢（gāng）的变形主要（yào）原因是钢中存（cún）在内应力或者外部施加的应力。内（nèi）应力是因温度分布不均匀或者相变所致，残余（yú）应力也（yě）是原因之一（yī）。外应力（lì）引（yǐn）起的变形主（zhǔ）要是由于工件自重而造成的“塌（tā）陷”，在特殊情况下也应（yīng）考（kǎo）虑（lǜ）碰撞被加热的工件，或者夹持工具夹持所引起的凹陷（xiàn）等。变形包括弹性变形和塑性变形（xíng）两种（zhǒng）。尺寸变化主要是（shì）基（jī）于组织转（zhuǎn）变，故（gù）表现（xiàn）出同样的膨（péng）胀和收缩，但当工件上有孔穴（xué）或者复杂形状工件，则将导致附加的变形。如果淬火（huǒ）形成大量马（mǎ）氏体则发生膨胀，如（rú）果产生大量残余（yú）奥氏体则相应（yīng）的要收缩（suō）。此外，回火时一般发生收缩，而出现二次硬化（huà）现象的合金钢（gāng）则发生膨胀，如（rú）果进行深冷处理，则由（yóu）于残（cán）余奥氏体的马氏（shì）体化而进一步（bù）膨胀，这（zhè）些组织的比（bǐ）容都随着含碳量的增加而增大，故含（hán）碳量增加也使（shǐ）尺寸变化量增大。 二、淬火变形的主要发生时（shí）段（duàn） 1.加热过程（chéng）：工件在加热过程中，由于内应力逐（zhú）渐释（shì）放而（ér）产生变形。 2.保（bǎo）温过程：以自重塌陷变形（xíng）为（wéi）主（zhǔ），即塌（tā）陷（xiàn）弯曲。 3.冷却过程：由于不均匀（yún）冷却（què）和组织转变（biàn）而（ér）至变形。 三、加热与变形（xíng） 当加热（rè）大型工（gōng）件时（shí），存在（zài）残余应力或者加热不均匀，均可产（chǎn）生（shēng）变形。残（cán）余应力主（zhǔ）要来源于（yú）加工过程。当存在这些应力时，由（yóu）于随（suí）着（zhe）温度的升高，钢的屈服强（qiáng）度逐渐下降，即使加热很均匀，很轻微的（de）应力也（yě）会导致变形。 一（yī）般，工件的外缘部位残余应力较（jiào）高（gāo），当温度的上升从（cóng）外部开始（shǐ）进行时（shí），外缘部位（wèi）变（biàn）形较大（dà），残余应力引（yǐn）起的变形包括（kuò）弹性变形和塑性变形（xíng）两种。 加（jiā）热时（shí）产生的（de）热应力和想变应力都是导致变形的原因（yīn）。加（jiā）热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越（yuè）大，则加热变形（xíng）越大。热应力取决于温度的不均匀分（fèn）布程度和温度梯度，它们都是（shì）导致热膨胀发（fā）生（shēng）差异的原（yuán）因。如果（guǒ）热应力高于材料的高温屈服点，则引起（qǐ）塑性变形，这（zhè）种塑性变形就表现为（wéi）“变形”。 相变（biàn）应力（lì）主要源于相（xiàng）变（biàn）的不等时性（xìng），即材料一部分发生相变，而（ér）其它部分还未（wèi）发生相变时产生（shēng）的。加热时材（cái）料的组织转变成奥（ào）氏体（tǐ）发生体积（jī）收缩时可出现塑性变（biàn）形。如果（guǒ）材料的各部分同（tóng）时发生相同的组（zǔ）织转变（biàn），则不产生（shēng）应力（lì）。为此，缓（huǎn）慢加热可以适当降低加热变形（xíng），zui好采用预热。 此外（wài），由于加热中（zhōng）因自（zì）重而出现（xiàn）“塌陷”变（biàn）形（xíng）的（de）情况非（fēi）常多，加热温度（dù）越高，加（jiā）热时间越长，“塌（tā）陷”现（xiàn）象越严重。 四、冷却（què）与变形（xíng） 冷却不均时将产生（shēng）热（rè）应力导致变（biàn）形发生（shēng）。因工件（jiàn）的外缘和内（nèi）部存在冷却速度差异，该热应力是（shì）不可避免的（de），淬火情（qíng）况下，热应力与组织应力叠加，变形更为复（fù）杂。加之组（zǔ）织的不（bú）均匀、脱碳等，还会导（dǎo）致（zhì）相变点出现差异（yì），相变的膨胀量也有所（suǒ）不（bú）同。 总之，“变形”是相变应力（lì）和热（rè）应力共同（tóng）所致，但（dàn）并非全（quán）部应力都消（xiāo）耗在变形上，而是一部分作为残余（yú）应力（lì）存在于工件中，这种（zhǒng）应力就是导致时效变形和时效裂纹的（de）原因。 因冷（lěng）却而导致的变（biàn）形表现为以下几种形式： 1.件急冷初期，急（jí）冷的一侧凹陷，然后转为（wéi）凸起（qǐ），结果快冷的一面凸（tū）起（qǐ），这种情况属于热（rè）应力（lì）引起的变形大于相（xiàng）变引起的（de）变形。 2.由热应力（lì）所引起的变形是（shì）钢（gāng）料趋于球形化，而由相变应力所（suǒ）引起的变形（xíng）则使之趋于绕线轴状（zhuàng）。因（yīn）此淬火冷却所致的变（biàn）形（xíng）表现（xiàn）为两（liǎng）者的（de）结合，按（àn）照（zhào）淬火方式的（de）不（bú）同，表现（xiàn）出不同的变形。 3. 仅对内孔部分淬火时，内孔收缩。将整个环（huán）形工件加热（rè）整体淬火时（shí），其外径总是增大，而内径则根据尺寸的不同时涨时缩，一般（bān）内径大（dà）时，内孔（kǒng）涨大，内径小时，内（nèi）孔收缩 五、冷处理（lǐ）与变（biàn）形（xíng） 冷处理促进（jìn）马氏体转（zhuǎn）变，温度较（jiào）低，产生的（de）变形比（bǐ）淬火冷却要小，但（dàn）此时产生的应力（lì）较（jiào）大，由（yóu）于残余应力、相变（biàn）应力和热应力等的叠加容易导致开裂。 六（liù）、回火（huǒ）与变形 工件在（zài）回火过程中由于内应力的（de）均匀化（huà）、减小（xiǎo）甚（shèn）至（zhì）消失，加上组织发生变化，变形趋于减小，但同时，一旦出现变形，也是很难矫正的。为了矫正这种变形，多采（cǎi）用加压回火或喷丸硬化等方法。 七 、重（chóng）复淬火与变形 通常情况下，一（yī）次淬火后的工（gōng）件未经过（guò）中间（jiān）退火（huǒ）而进行重复淬（cuì）火，将增大（dà）变形。重复淬火引（yǐn）起（qǐ）的变（biàn）形，经过重复淬火，其变形累加而（ér）趋于球（qiú）状，容（róng）易产生龟裂，但形状相对稳定了，不再容（róng）易产（chǎn）生变形了，因（yīn）此重复淬火前（qián）应增加中间退（tuì）火，重复（fù）淬火次数应（yīng）小于等于2次（不（bú）含初次淬火）。 八、残余（yú）应（yīng）力与变形 加热过程中（zhōng），在450℃左右，钢由（yóu）弹性体转变（biàn）为塑（sù）性体，因此很（hěn）容易呈上升塑性变形。同时，残余应力（lì）在约高于（yú）此（cǐ）温度（dù）时也将（jiāng）因再结晶而消失（shī）。因此，快（kuài）速加热时，由于工件（jiàn）内外（wài）部存在温度（dù）差（chà），外部达到450℃变成了塑性区，受而内部温度较低处存在残余应力作用而发生变形，冷却后，该区域（yù）就是出（chū）现变形的地方。由于实际生产过程中，很难实现均（jun1）匀（yún）、缓慢加热，淬火（huǒ）前进行消除应（yīng）力（lì）退（tuì）火是非常重要的（de），除了通过加热消除应力（lì）外，对于大型零件采用振动（dòng）消除（chú）应力（lì）也（yě）是有效的。
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球（qiú）墨铸铁（NodularCastIron）是一种具有优（yōu）良力学（xué）性能的（de）金（jīn）属材料，通过在铁液中加入球化剂和孕（yùn）育剂，让石墨（mò）呈球状形核并长大（dà）而获得（dé）。20世（shì）纪40年（nián）代，现代球墨铸铁由美国国际锡（xī）公司(INCO)青年科研人员K.D.Millis首先研究成功。球（qiú）墨铸铁在力学（xué）性能（néng）、物理性能、工艺性能（néng）、使用性能上具有独特的优势，生产工艺简单，成（chéng）本低廉（lián），在机械、冶（yě）金、矿山、纺织、汽车及船舶等领域应（yīng）用（yòng）广泛。 生产球墨铸（zhù）铁时夹渣是zui常见（jiàn）的缺陷，其多出现在铸件浇注位置的（de）上（shàng）平面或型芯（xīn）上表面部位。夹渣（zhā）缺陷严重影响铸（zhù）件的力学性能，特别是（shì）韧（rèn）性（xìng）和屈服强度，导致（zhì）承压部位（wèi）发生渗漏（lòu）。 笔者所（suǒ）在单位生产的一（yī）种发电设备铸件前期经（jīng）常出现铸件夹渣缺陷而报废，针对此（cǐ）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（fū）喃树（shù）脂自硬砂造（zào）型（xíng）。采用15t/h工频电炉熔炼，化学成分为：wC＝3.5%~3.7%，wS＝2.2%~2.7%，wMn＝0.3%~0.47%，wP≤0.06%，wS≤0.2%，浇注温度为1350~1380℃。浇注系（xì）统（tǒng）采用半封闭式、横浇道在分（fèn）型面的（de）环形底注工艺，内浇道为4道φ35mm的陶瓷管，直（zhí）浇道为φ80mm，横浇（jiāo）道截面为（wéi）：70/80mm×100mm，截面比（bǐ）为（wéi）：F直：F横：F内=1∶2.99∶0.77，工艺方案如图1所（suǒ）示。这样设计出来的（de）铸件缺陷主要（yào）为夹渣，位（wèi）置（zhì）在法兰（lán）背面（miàn）和轴承上表面，形状不（bú）规则，无金属光泽，用渗透液或磁粉检（jiǎn）测，有时（shí）用肉眼即可发现，如图2所示。 图1 工（gōng）艺方案 图2 夹（jiá）渣缺陷（xiàn）分（fèn）布 2.缺陷原因分析 （1）熔炼或（huò）球化（huà）处（chù）理（lǐ）后，加入的熔剂和形成的熔渣在（zài）浇注时随金属（shǔ）液一起注（zhù）入型（xíng）腔。 （2）金属液在（zài）浇注过程中镁、稀土、硅、锰、铁（tiě）等二次（cì）氧（yǎng）化，产生的金（jīn）属氧化物和硫化物、游离石墨等上浮（fú）到铸件上（shàng）表面（miàn）或滞留在铸件内的（de）死角和砂芯下表面等处。 原工艺该铸件（jiàn）的（de）浇注压（yā）头为2.5m，铁液从浇口杯进入浇注系统后（hòu），直接由内浇（jiāo）道底返进入底法兰（lán），进流速度大，约0.7m/s，进入型腔的铁（tiě）液紊（wěn）流（liú）严重，且严重卷气，因此铸件表面（miàn）出现大量（liàng）的渣，造成该产品的废品率超过10%。 （3）由于含硫量过（guò）高，使金属液含（hán）有大量硫化物，浇注后在铸件内部（bù）形（xíng）成渣。 （4）金属液中各组元（碳、锰、硫、硅、铝、钛）之间或这些组元与氮、氧之间发（fā）生化学反应，其氧化物与炉衬、包衬、砂型（xíng）壁（bì）或（huò）涂（tú）料之间发生（shēng）界面反应形成夹渣。 3.改进方案 （1）熔炼时（shí）对原材料进（jìn）行分（fèn）拣，保证干燥、清洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉温（wēn）度和球（qiú）化处理温（wēn）度，对（duì）浇包进行充分烘烤（kǎo）。 （3）金（jīn）属液在浇包内（nèi）应静置一（yī）段时间，以利于渣（zhā）上浮。 （4）降低原铁液含硫量（liàng），在（zài）保证球化前提下，尽可（kě）能（néng）减少球墨（mò）铸铁的残留镁含量。 （5）浇注系（xì）统改进。为保证（zhèng）铁液在充填型腔的过程中平稳、流畅，按大孔出流理论（lùn）对浇注（zhù）系统进行了改进（jìn），如图3所（suǒ）示（shì）。采用开放式浇注系（xì）统，通过（guò）增大（dà）进流截面降低进流速（sù）度。铸件（jiàn）整体分（fèn）散进流（liú），快速充（chōng）型，保（bǎo）证浇口杯、直浇道及时充满。 图3 改进（jìn）后的浇注系（xì）统（tǒng） 该铸件（jiàn）重4500kg，浇注重量6000kg，根据相关（guān）公式计算的浇注时间（jiān）为60s，阻流截面（miàn）积为52cm2，即（jí）设计的开放式浇（jiāo）注系统（tǒng）的直浇（jiāo）道截面积为52cm2。按照标准的陶瓷管，则选择φ80mm的（de）陶瓷（cí）管，截面积（jī）是50.24cm2，按照（zhào）推荐的浇注系（xì）统（tǒng）比例，设计的横（héng）浇（jiāo）道截面形状是矩形（9cm×6cm），则面积是108cm2，内浇道是13道φ35mm的陶瓷（cí）管，截面积是（shì）125cm2，则zui终的（de）截面比是F直：F横：F内（nèi）=1∶2.15∶2.49。 根据（jù）上面计算的参数计算（suàn）得进流速度为0.28m/s，进流速度降（jiàng）低很多，是原工（gōng）艺进流速度的40%。充型平稳（wěn），避免紊流，大大降低了铁液二次氧化的机会，从而可（kě）以减（jiǎn）少（shǎo）夹（jiá）渣缺陷。 4.改进（jìn）后验证（zhèng） 采用（yòng）以上措施连续（xù）生产15件，铸件（jiàn）没有再出现法兰（lán）和轴承上表面部位（wèi）夹渣缺（quē）陷，改进有效。类似（sì）的方法在（zài）其他产品上运（yùn）用，也有明（míng）显效果。 5.结（jié）语 大型球墨铸（zhù）铁件易（yì）于在（zài）浇注位置上表（biǎo）面以及铁液流动（dòng）的一些（xiē）死角区域产生（shēng）夹渣缺陷，这些缺陷可以通过熔炼（liàn）控制和浇注系统的改进来解决。浇注系统形式以及参数选（xuǎn）择应能保证（zhèng）铁（tiě）液（yè）平稳充型，为此浇注（zhù）系（xì）统各（gè）组成部分面积、浇注（zhù）时间需按照内浇道低速进流、铸件整体快速（sù）充满的原则来计（jì）算（suàn）。
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热处理工艺中淬火的常用方（fāng）法有十（shí）种（zhǒng），分别是（shì）单介质(水、油、空（kōng）气)淬火;双介质淬（cuì）火（huǒ）;马氏体分级淬火;低于Ms点的马（mǎ）氏（shì）体分级（jí）淬火法;贝氏体等（děng）温淬火法;复合（hé）淬（cuì）火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法（fǎ）;淬火自回火（huǒ）法（fǎ）;喷射淬火法等。 一、单介质(水（shuǐ）、油、空气)淬火 单介（jiè）质(水、油、空气)淬火：把已加（jiā）热到（dào）淬火温度（dù）的工件淬人一种淬火介质，使其完（wán）全冷却（què）。这种是（shì）zui简（jiǎn）单的淬火方（fāng）法，常用于形（xíng）状（zhuàng）简单的碳钢和合金（jīn）钢（gāng）工件。淬（cuì）火介质根据零（líng）件传热系（xì）数大小、淬透（tòu）性、尺寸、形状等进行选（xuǎn）择（zé）。 二、双介质（zhì）淬（cuì）火（huǒ） 双介（jiè）质淬火：把加热（rè）到淬火温度的（de）工件，先在（zài）冷（lěng）却（què）能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢（màn）冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较（jiào）理想的淬火冷却速度。用于形（xíng）状复杂（zá）件或高碳钢、合金钢制作的（de）大（dà）型工件，碳素工具钢也多采（cǎi）用此法。常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快（kuài）冷淬火介质，用油或空（kōng）气（qì）作慢（màn）冷（lěng）淬火（huǒ）介质（zhì），较少采用（yòng）空气。 三、马（mǎ）氏体分级淬（cuì）火 马氏体分级淬火：钢（gāng）材奥氏体化，随之浸入温度稍高或稍低于钢的（de）上（shàng）马氏点的（de）液态介质(盐（yán）浴或碱（jiǎn）浴)中（zhōng），保（bǎo）持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温（wēn）度（dù）后取（qǔ）出空冷，过冷奥氏体缓（huǎn）慢转变成马氏体（tǐ）的（de）淬火（huǒ）工艺。一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件，高速（sù）钢和（hé）高合（hé）金钢工模（mó）具也常用此法（fǎ）淬火。 四、低（dī）于Ms点的马氏体分级淬火法 低于Ms点的马氏体分级淬火法：浴槽温（wēn）度低（dī）于工件用钢的Ms而高于Mf时，工件在该浴槽中冷却较快，尺寸（cùn）较大时仍可（kě）获（huò）得和分级淬火相同的结果。常用于尺（chǐ）寸（cùn）较大的低（dī）淬透性（xìng）钢工（gōng）件（jiàn）。 五、贝氏体等温淬火（huǒ）法 贝氏（shì）体等温淬火法：将（jiāng）工件（jiàn）淬入（rù）该钢下贝氏体温（wēn）度的浴槽中等温，使其发生下贝氏体转变，一（yī）般在浴槽中保（bǎo）温30~60min。数控微信公号（hào）cncdar贝氏体（tǐ）等温淬火（huǒ）工艺主要三个步骤：①奥氏（shì）体化处理;②奥氏体化（huà）后冷（lěng）却（què）处理;③贝氏体等温处理;常用于合金钢（gāng）、高（gāo）碳钢小（xiǎo）尺寸零件及球墨铸铁件（jiàn）。 六、复合淬火法（fǎ） 复合淬火法：先（xiān）将工件急冷（lěng）至Ms以下得体（tǐ）积（jī）分（fèn）数为（wéi）10%~30%的马（mǎ）氏（shì）体，然后在下贝氏体区等温，使较（jiào）大（dà）截面工件得到马（mǎ）氏体和贝氏（shì）体组织，常用（yòng）于合金工具钢工（gōng）件。 七、预冷（lěng）等温淬火法 预冷等温（wēn）淬火法：又称（chēng）升温等温淬火，零（líng）件先在温度较（jiào）低(大于Ms)浴槽中冷却，然（rán）后转（zhuǎn）入温度较高的浴槽（cáo）中，使奥氏（shì）体进行等温（wēn）转变。适（shì）用于淬透性较差（chà）的钢（gāng）件或尺（chǐ）寸较大又必须进行等温淬火的（de）工（gōng）件（jiàn）。 八（bā）、延迟冷（lěng）却淬火法 延迟冷却淬火法：零件先在空气、热水（shuǐ）、盐浴中预冷到（dào）稍高于Ar3或Ar1温度，然后进行单介质淬火。常用（yòng）于形状复（fù）杂各部位厚薄悬殊及（jí）要求（qiú）变（biàn）形小（xiǎo）的零（líng）件。 九、淬火（huǒ）自回（huí）火法（fǎ） 淬火自（zì）回火法（fǎ）：将被（bèi）处理（lǐ）工件全部加热，但在（zài）淬火时仅将（jiāng）需（xū）要（yào）淬（cuì）硬的部分（fèn）(常为工作（zuò）部（bù）位（wèi）)浸入淬火（huǒ）液冷却，数（shù）控微信公号cncdar待到未浸入部分火色消失的瞬间（jiān），立即取出在空气中冷却的淬火工艺（yì）。淬火自回（huí）火法利用心部（bù）未全（quán）部冷透的热（rè）量传到表面（miàn），使（shǐ）表面（miàn）回（huí）火。常用（yòng）于（yú）承受冲击的工（gōng）具如錾子、冲子（zǐ）、锤子（zǐ）等。 十、喷射淬火法 喷（pēn）射淬（cuì）火法：向工件（jiàn）喷射水流的（de）淬火方法（fǎ），水流（liú）可大可小（xiǎo），根据所要求的（de）淬火深度而（ér）定（dìng）。喷射淬火法（fǎ）不会在工件表面（miàn）形成蒸汽膜，这样就能够保证得到比昔通（tōng）水中淬火（huǒ）更深的淬（cuì）硬层。主要用于局部表（biǎo）面淬火。
+查（chá）看全文（wén）13 2020-04
第（dì）1步 材料的（de）选择（zé） 铁素体球（qiú）铁的（de）生产，选择高纯的（de）原材料是非常必要的，原材料中的Si、Mn、S、P含量要少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些合金（jīn）元素（sù）要（yào）严格控制含量。由（yóu）于很（hěn）多微量元素对球化衰退zui为敏感，如，钨（wū）、锑、锡、钛、钒等。钛对球化影响很大应（yīng）加以控（kòng）制，但钛（tài）高（gāo）是我国生（shēng）铁的特点，这主要与生铁的冶金工艺（yì）有关。 第2步 脱硫 原铁液含（hán）硫量决定球（qiú）化剂的加入（rù）量，原（yuán）铁液中的含硫（liú）量（liàng）越高，则（zé）球化剂的加入量越多，否则不能获得球化良好的铸件。球化处（chù）理前原（yuán）铁液中的S含量（liàng）控制在0.02%以下。对球化处理前原铁液的含硫量高时，必须进行脱（tuō）硫处理。 第3步 Mo合金处理 Mo合金化处理，采（cǎi）用涡流工艺，加（jiā）入量控制在0.5～1.0%，具体根据（jù）zui终Mo含量进行调整。为了（le）确（què）保Mo的（de）有（yǒu）效（xiào）吸收，对（duì）合金的粒（lì）度（dù）应该严格要求。 第4步 球化（huà）剂和球化处理 生（shēng）产厚大断面球铁件（jiàn）时，为（wéi）了提（tí）高抗衰退能力，在球化剂中加入一定比例（lì）的重稀土，这（zhè）样既（jì）可以保证起球化作用的Mg的含量，同时也可以增加具有较高抗衰退能力（lì）的重（chóng）稀土元素，如，钇（yǐ）等。根据国内很多工厂的试验和生产实践，采用Re—Mg与钇基重（chóng）稀土的（de）复合球化剂作为厚大断（duàn）面球铁（tiě）件生产的球化剂是非常理想的（de），使用这种（zhǒng）球化剂在（zài）实际生产应（yīng）用过（guò）程中也取得（dé）了很好的效果。据有（yǒu）关资料（liào）表明，钇的球化能力仅次于镁，但其抗衰退能（néng）力比镁强的（de）多，且（qiě）不（bú）回硫，钇可过（guò）量加入，高碳孕育良（liáng）好时（shí），不会出（chū）现渗碳体。另外，钇与磷（lín）可形（xíng）成高熔点夹杂（zá）物，使磷共晶减少并弥散，从而进一步提高球铁的延伸率（lǜ）。在球化（huà）处理（lǐ）时，为了提高镁的（de）吸收率，控（kòng）制反应速度及提高球化（huà）效果（guǒ），采用（yòng）特有的球化工艺（yì）。对（duì）球化（huà）处理的控制（zhì），主要是在反应速度上进（jìn）行控制，控制球（qiú）化反应时（shí）间在2分钟左（zuǒ）右。 对此（cǐ）采用（yòng）中低Mg、Re球化剂和钇（yǐ）基重稀土（tǔ）的复合球化（huà）剂，球化剂的加入量根（gēn）据残留Mg量确定。 球化衰退防止：球化衰（shuāi）退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有关（guān），另（lìng）一方面也（yě）和孕育作用不断衰退（tuì）有关，为了防（fáng）止球化（huà）衰（shuāi）退，采取以下措施： A、铁液中应保持有足够的球化元素含量； B、降低原铁液的含硫（liú）量，并防止（zhǐ）铁液氧化（huà）； C、缩短铁液经球化处理（lǐ）后的停留时间； D、铁液经球（qiú）化处理并扒渣后，为防止 Mg、RE元素（sù）逃逸（yì），可用覆盖剂将铁液表面（miàn）覆（fù）盖（gài）严，隔绝空气以减少（shǎo）元（yuán）素的逃逸。 第5步 孕育剂和孕（yùn）育处理（lǐ） 球化处理是球铁生产的（de）基础，孕育处理是球铁生产（chǎn）的（de）关键，孕育效果（guǒ）决（jué）定了石墨球的直径、石（shí）墨球数和石墨球（qiú）的园整度，为了保证孕育效果，孕育处理采用（yòng）多级孕育（yù）处理。孕育处（chù）理越（yuè）接近浇注，孕育效果越好（hǎo）。从孕（yùn）育到浇注需要一定的时间（jiān），该（gāi）时（shí）间越（yuè）长，孕育衰退就越严重。为（wéi）了防止或（huò）减少孕育衰退，采用以（yǐ）下措施（shī）： A、使用（yòng）长效孕育剂（含有一定量的钡、锶（sī）、锆或锰的（de）硅基孕育剂）； B、采用多（duō）级（jí）孕育处理（lǐ）（包（bāo）内孕育、孕育槽孕育、水口瞬时孕（yùn）育等）； C、尽量缩短孕育到浇（jiāo）注时间（jiān）。 孕育（yù）剂的加入量控（kòng）制（zhì）在0.6～1.4%，孕育剂（jì）加（jiā）入量过少，直（zhí）接造成孕育效果差，孕育量过（guò）大，导致（zhì）铸件夹杂。 第6步 浇注工艺控制（zhì） 浇注应（yīng）采用快浇，平稳注入的原则。为了提高瞬（shùn）时孕育的均匀性（xìng）及（jí）防止熔渣进入型（xíng）腔，水口盆的总（zǒng）容量应（yīng）与铸（zhù）件的毛重相当，浇注时将孕育（yù）剂放入水口盆中，将（jiāng）铁水一次全部注入水口，使铁水与孕育剂（jì）充分（fèn）混合，扒去表面浮渣，提出（chū）水口堵浇注。
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