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夹砂（shā）是一（yī）种“膨胀缺陷”，有“鼠（shǔ）尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式，其特征是：铸（zhù）铁表（biǎo）面有夹着（zhe）砂（shā）子的（de）细小纹路．条状沟（gōu）槽（cáo）以及结疤状凸起物高温铁水的冲刷和（hé）烘烤的热作用（yòng）使砂型发生水分（fèn）迁移（yí）和体（tǐ）积膨胀，致（zhì）使表层（céng）翘起，挑（tiāo）起和开裂，这就（jiù）是夹砂形成的机（jī）理。 1、制型砂的质（zhì）量 型砂的质量必（bì）须（xū）控制。在（zài）这方（fāng）面防止夹砂的对（duì）策有（yǒu）：选用粒（lì）度分（fèn）散（sàn）、形状不规则的原砂，湿型采用钠质膨润（rùn）土或对钙质膨（péng）润土进行活化处理，适当增加膨润（rùn）土（tǔ）的（de）用量和减少（shǎo）型砂的含水量，加（jiā）入（rù）适量的煤粉、重油、沥青粉、细木屑等（děng）“缓冲剂”、去除旧砂中（zhōng）的粉尘、保证型砂的混辗质量等。 2、选择合理（lǐ）的（de）造型（xíng）工艺 造型工艺是否合（hé）理对铸件产生夹砂有很大影响。铸件的浇铸时间（jiān）和浇铸位置、铁（tiě）水的上升速度、铸型的种（zhǒng）类（lèi）等必须（xū）选择适当（dāng）。 （1）采用快速浇（jiāo）铸 砂型的表面总（zǒng）是（shì）要发（fā）生膨胀（zhàng）的， 因此防止夹砂（shā）的决定因素是铁水是否能迅速覆盖和触及砂型的表面，并对砂型产生一（yī）定的压力。快速浇注（zhù）能使铁水在铸件产生（shēng）夹（jiá）砂的“临界时问”之前充满铸型，不（bú）给予砂型产生膨胀和形成（chéng）高水区的（de）充分时间。有人用高速摄影（yǐng）机观察到（dào）：如果上砂（shā）型受烘烤后在局部发生垂下的（de）瞬间，铁水能立刻触及，则铁水有可能把垂下的砂块托回原处。由此（cǐ）可见（jiàn）， 快（kuài）速浇铸（zhù）能利用铁水的压力来对付（fù）砂型的膨胀。 浇铸速度的快（kuài）慢主要取决于浇口截面的大小。灰（huī）铸铁件浇（jiāo）口（kǒu）截（jié）面如（rú）用下（xià）面的简（jiǎn）易计算公式（shì）计算，能实现快速（sù）浇注（zhù）。 平面较大的铸件M取（qǔ）0.8~1.2；平面（miàn）很大、薄壁的铸件取（qǔ）1.2~1.5；湿型件宜（yí）取中、上限。 生产实践征实，上（shàng）述公（gōng）式是可靠的，如果（guǒ）铸（zhù）件存在夹（jiá）砂缺陷，必（bì）须（xū）检查该铸件所用的浇口截面积是否（fǒu）在（zài）“快浇”的范围（wéi）之中。对（duì）于（yú）大（dà）平面的铸件宜用尺寸较大的浇口杯，多道薄片（piàn）状的内浇口或是缝隙浇（jiāo）口．使（shǐ）铁水迅速、平稳、不间（jiān）断地盖住所浇到的平（píng）面，避免砂型（xíng）局部过热。浇口比（bǐ）例常用半封闭（bì）或开放式。 （2）提（tí）高铁水的上升速（sù）度 铁（tiě）水在砂型中应有较（jiào）高的上升速（sù）度，以减（jiǎn）低上砂（shā）型受（shòu）烘烤的（de）程度铁水（shuǐ）的（de）上升速度与浇注方案有（yǒu）关。自下而上充型（xíng）的倾（qīng）斜浇铸方（fāng）法（一般倾斜3°--15°）。能（néng）避免分散的铁水流，利于砂（shā）型的排气、减（jiǎn）少铁水对（duì）砂型的热幅射和（hé）提（tí）高铁水的（de）上升速度。而平（píng）傲立（lì）浇的工艺则更能显著提高铁（tiě）水的上升速度。 （3）选（xuǎn）用恰当的浇铸（zhù）位置 铸件的（de）浇铸（zhù）位（wèi）置（zhì）必须有利（lì）于铁（tiě）水平稳充型和型（xíng）腔气体的排除（chú），否（fǒu）则，会导致夹砂的缺陷。 （4）采用适宜的铸型 根据铸（zhù）件的大小选择适宜的铸型。湿型（xíng）一般适用于小（xiǎo）件和平面不大、壁不厚的中件对于中（zhōng）、大（dà）的板类和厚壁件宜采用表干（gàn）型（xíng）和千（qiān）型。一些（xiē）大型（xíng）平板可用（yòng）热膨胀小、导热性好和热容量高和石墨粉（fěn）砂或耐火砖作下型，既（jì）能重复使用，又（yòu）能有效地防止夹砂。 （5）增加砂型的排气（qì） 及时地排除型腔的水蒸（zhēng）汽及其（qí）它气（qì）体能有（yǒu）利于铁水（shuǐ）的快速（sù）充填和减轻高温气流对（duì）砂表层的起拱作用，有益于降（jiàng）低水分（fèn）凝聚区的水量和使（shǐ）其位置内移。因（yīn）此在砂（shā）型上多放明出（chū）气（qì）冒口（kǒu），分散排气是十分重（chóng）要的。 3、确保砂型的制造质量 砂（shā）型的（de）制造质量涉及产生夹砂（shā）的“临界时间”。如何精（jīng）细地造型，提高砂型的整体强度，是防止夹砂的关键。 （1）舂（chōng）砂要（yào）紧实和均匀 砂（shā）型应舂（chōng）得紧实均匀，避免（miǎn）局（jú）部过（guò）紧和分层。湿型不要求（qiú）过高（gāo）的紧（jǐn）实度，而表（biǎo）干型和下型应有足够的紧实度。大型铸铁件防止夹砂的经验是（shì）：“人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无法插进砂型”。由此可（kě）见防止（zhǐ）夹砂要（yào）注重（chóng）砂（shā）型的（de）刚性当然（rán）增加砂型紧实度会影（yǐng）响砂型排气，与之（zhī）相（xiàng）应的重要手段（duàn）是多扎（zhā）气眼， 并尽可（kě）能接近砂型表（biǎo）层造型（xíng）时要注意砂箱（xiāng）的（de）箱带和挂（guà）钩不能离型面太（tài）近（jìn），芯（xīn）骨也不（bú）能距砂芯表面过近，因（yīn）为会引（yǐn）起舂砂不均舂砂时（shí）首层填（tián）砂（shā）不可（kě）过薄，特别（bié）是在模型表层木板较薄时，木板的弹（dàn）性会使砂型（xíng）分层。刮板的造（zào）型操作要特别（bié）小心， 以墁刀削砂成型为主，刮板刮砂时不能过分用力， 以（yǐ）免使砂型分层。 （2）细（xì）心修（xiū）型和上好涂料 修型时不（bú）能过（guò）度地修磨砂型（xíng）， 这样易（yì）把水分（fèn）引到砂型（xíng）表面，形（xíng）成硬块（kuài）且与本体分离（lí）。砂型损坏之处（chù）要划（huá）毛后（hòu）修补（bǔ），不宜刷水过（guò）多。浇（jiāo）口附近（jìn）、凸台边缘（yuán）、大平面及铁（tiě）水断（duàn）续流经的部位（wèi）应（yīng）插钉加固。插钉呈梅花状（zhuàng），使砂型（xíng）有一个整体的强度。涂料是（shì）砂型的保护层，要上好。修型后（hòu）宜让砂型（xíng）阴（yīn）干一段时间再（zài）上涂料，以利涂料的渗透。涂料刷（shuā）两遍，上浓（nóng）涂料，并（bìng）用墁刀压一遍（biàn），第二遗上较稀一点（diǎn）的涂料。 （3）控制烘干范围 砂型干燥不好也（yě）容易产（chǎn）生夹（jiá）砂。为此砂（shā）型应有正确的烘（hōng）干范围。干燥炉开始不（bú）能升温过快，否则会使砂型（xíng）外层存在较大的温度差，以（yǐ）致（zhì）开裂（liè）。保温要有充裕的时间，以确保砂（shā）型烘干透彻。配箱后应尽快浇注， 以（yǐ）免返潮（cháo）。 4、搞好浇铸工艺和操（cāo）作 为了防止（zhǐ）夹砂（shā）缺陷，在浇（jiāo）铸工艺（yì）方面，应在保证不出现（xiàn）其它缺陷的前提（tí）下（xià），力求（qiú）用较（jiào）低（dī）的浇铸（zhù）温度，在浇铸操作上，应避免断流（liú）和尽量用较快（kuài）的速度浇铸。
+查（chá）看全文27 2020-04
对目前国内精铸行业中广泛应用的4种制壳工艺（yì）的特点进行了分（fèn）析对比。从精铸件质量比较，水玻璃型壳较差，复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之，硅溶胶一中温（wēn）蜡型壳zui好。而（ér）从（cóng）制壳成本比较，水玻（bō）璃型壳zui低（dī），硅溶胶一中温（wēn）蜡型壳zui高。对这4种制壳工艺（yì）分别提出了（le）改进措施（shī）。 目前国（guó）内精铸件生产中广泛（fàn）采用的（de）制壳工艺有以下4种： A．水玻璃型壳； B．复合（hé）型壳； C．硅溶胶型（xíng）壳(低温（wēn）蜡)； D．硅（guī）溶（róng）胶型（xíng）壳(中温蜡)。前3种方（fāng）案（àn）均（jun1）使用低温蜡(模)。 我公（gōng）司4种工艺兼有（yǒu），以（yǐ）充分（fèn）满足市场对精铸件质量、价位的（de）不同（tóng）需求、增加市场竞争（zhēng）力和适应力。 1、水玻（bō）璃型壳 这一工艺在国内已（yǐ）有近（jìn）50年的（de）生产（chǎn）历史，其厂点（diǎn）数至今仍占我国精铸（zhù）厂家的75%以上。经过精铸界同仁个半世（shì）纪的不懈努力，水玻璃型壳工（gōng）艺的应用和研究已达（dá）到了很高水平。 多年来（lái）由于背层型壳（ké）耐火材料（liào）的改进和新型硬化（huà）剂的推广应用（yòng），水玻璃型壳强（qiáng）度有了成倍增长（zhǎng）。铸件表面质量、尺寸精度及成品率有（yǒu）了很（hěn）大（dà）提（tí）高，目（mù）前仍占（zhàn）很大（dà）的市场份（fèn）额，并替（tì）代国（guó）外砂铸件成批出（chū）口。 低廉的成（chéng）本、zui短的生产周期、优（yōu）良（liáng）的（de）脱（tuō）壳性能（néng）及高透气性至今仍是其他任何型壳工艺所不及的优点。但（dàn）铸件（jiàn）的质（zhì）量（liàng），包括（kuò）表（biǎo）面粗糙（cāo）度、缺（quē）陷数（shù）量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其他3种工艺要差（chà） 1.1存（cún）在的主（zhǔ）要问题 (1)水玻璃粘结剂固（gù）有的缺（quē）点是Na2O含量高，型壳高温强度、抗（kàng）蠕（rú）变能（néng）力远不（bú）及硅溶剂型壳(只（zhī）有它的1/30-1/50)。加之面层耐火料（liào）采用了价低质（zhì）次（cì）、粒（lì）度（dù）级配不良的石（shí）英（yīng）砂(粉)，硬化剂至今仍限于使用氯（lǜ）化氨，因而必然不能获（huò）得高质（zhì）量的精铸件。 (2)型壳生产条件差，缺乏严格的生产过程（chéng）及（jí）参数的控制。由于硬化剂的强腐蚀性，除尘（chén）设备的简陋，很少车间有恒温、恒湿、除尘（chén）的生产环境。影响型壳和铸（zhù）件质（zhì）量（liàng）的涂（tú）料配制、硬化、风干、脱蜡等工序，极少按行业规定的（de）操作（zuò）规范严格控（kòng）制。如定期检测涂料粘度、涂（tú）片重（chóng）、硬化剂浓度、pH值等。型壳风干处的温（wēn）度、湿度（dù）、风（fēng）速等更是不加控（kòng）制，故常在高、低温或梅（méi）雨季节发（fā）生批（pī）量报废的质（zhì）量事故。总之，大部分工厂（chǎng）停留在手工（gōng）作坊（fāng）阶段，靠技艺而（ér）不是靠科学的质（zhì）量管（guǎn）理进行生产。这是（shì）水玻璃型壳数十年来铸件质量不稳（wěn）定、废品率、返修率高的重要原（yuán）因之一。 1.2改进方向（xiàng） (1)采用高纯（chún）度的（de）硅微粉(脉石英)代替常用的低品位（wèi）的石（shí）英砂（shā）粉作面层耐火材（cái）料，并应用“双峰”型粒度级配的圆（yuán）形石英粉配（pèi）制（zhì）面层（céng）涂料。不仅可提高面（miàn）层型（xíng）壳的热化学稳定性，而且可以获得高粉液比涂料。我（wǒ）厂（chǎng）用模数为3.4、密（mì）度为1.28g/cm3的水玻璃配料，粉液比可达到（dào）1.4。硅微粉的技术要求见（jiàn）。 经湿（shī）法（fǎ）球（qiú）磨、单槽沉淀、磁（cí）选（xuǎn）及离子高纯水（shuǐ）处（chù）理，自然形成圆形，双峰粒度级配（pèi），这种高纯低杂（zá）质的粉粒（lì），比人工级配更理想。已（yǐ）在我公司实际应用，效（xiào）果良好。 (2)加强制壳工序的（de）现场（chǎng）质量管理，按行业标准操作。同时应将涂料、撒（sā）砂（shā）、硬化场地（dì）与型壳干燥间隔（gé）离。后者控制（zhì）温度、湿度，前（qián）者加强除尘（chén）、防（fáng）腐，从而有利于（yú）型壳质量的稳定及改善操作环境。 (3)采（cǎi）用（yòng）石英-硅溶胶型壳代替一、二层石（shí）英-水玻璃型壳，彻底取消面（miàn）层和过渡层的水玻璃及氯化氨硬化剂。计算表明铸件（jiàn）成本（běn）仅增加0.46元/kg，而制壳生产周（zhōu）期与水玻璃型壳基本相同。 2、复合型壳（ké） 为克服上述水玻璃型壳的缺点，目前不少工厂将一、二层（céng）改用锆英石及莫来石-硅溶胶型壳（ké）。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺。它是结合（hé）硅胶型壳的优良的表（biǎo）面质量和水（shuǐ）玻璃低（dī）成本、短周期的优点（diǎn）的一种改（gǎi）进方案。与水（shuǐ）玻璃型壳相比，其铸件（jiàn）表面质量有了（le）很大提高（gāo），表面粗糙（cāo）度降低、表面（miàn）缺陷减少、返修率下（xià）降。可应用于不锈钢、耐热（rè）钢等高合金（jīn）钢。生产周期则比（bǐ）低（dī）温（wēn）蜡（là）-硅溶胶型壳短得多，与（yǔ）水玻璃型壳相近。 2.1存在的（de）主要问题（tí） (1)由于背层保留（liú）了水玻璃粘结（jié）剂，故其型（xíng）壳（ké）整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶（róng）胶型壳低（dī）。其（qí）型焙烧温度只限于950℃以下。900℃以后型壳（ké）变（biàn）形（xíng）量增（zēng）加了30%。而硅（guī）溶胶型壳焙烧（shāo）温度可达1000-1200℃，在1000℃以前型（xíng）壳不变形。故复合型壳浇（jiāo）注的铸件尺寸精度(包括形位公差)均比不上（shàng）硅溶胶型壳。往（wǎng）往在浇注（zhù）大（dà）型(10kg以上)铸件时要采取增加硅溶（róng）胶型壳层数的方法(一般至少增加2层)以求获得高的高温强度及防止铸件变形（xíng）。 (2)由于（yú）型壳前2层是影响型壳（ké）透（tòu）气性的主因，由水（shuǐ）玻璃型壳（ké）改（gǎi）为硅溶（róng）胶后，型（xíng）壳（ké）的整体（tǐ）透气性大幅（fú）降低，在焙烧温度较低、保温时间不够长时，常会造（zào）成铸件气（qì）孔及（jí）浇不足（zú）、冷（lěng）隔等缺陷，故复合型壳较（jiào）难应用于薄壁(δ≤3mm)件、小件及特小件(小于50g)。又（yòu）因型（xíng）壳高温强度不及（jí）硅溶胶型壳，更易（yì）造成（chéng）上述废品（pǐn）。总之，复合型壳的透气性不（bú）如水玻（bō）璃型壳也（yě）不如（rú）硅溶胶型（xíng）壳。 (3)复合型壳铸件（jiàn）质量稳定性比水（shuǐ）玻璃好，但远不如（rú）硅溶胶（jiāo）型壳。其背（bèi）层（céng）仍保留水玻璃粘结剂，为降（jiàng）低成本（běn）仍采（cǎi）用价格较低、质（zhì）量不（bú）稳（wěn）定的耐火材料，如粘土、颗粒粒砂等（děng），且（qiě）在制壳工艺控制方（fāng）面（miàn）与水玻璃型壳相（xiàng）同（tóng），导致铸件质量稳定性差。尤其是10kg以上的大件及1kg以下的（de）小件（jiàn），废品率及返修率均（jun1）比硅（guī）溶胶型壳高。 (4)复合（hé）型（xíng）壳由于采（cǎi）用价昂的锆（gào）英石作面层，其（qí）型壳成本是（shì）水玻璃型（xíng）壳的4.5倍，若背层采用莫来石砂粉，其型壳成（chéng）本与硅溶（róng）胶型（xíng）壳成本（běn）相差（chà）无几（jǐ），每（měi）kg铸件成本仅相差1元。其成本低的优势并不明显。 (5)复（fù）合型壳（ké）不能使（shǐ）用中温蜡料。中（zhōng）温蜡不能使用热水脱蜡。在高压釜中脱（tuō）蜡时，由于（yú）高温、高压(170℃，0.7MPa)中温蜡液会（huì）与背（bèi）层中的水玻璃及残留（liú）硬化剂产生剧烈的皂（zào）化反应(白色泡沫状（zhuàng）皂化物（wù）)，不经回收处理无法回（huí）用。而硅溶胶型壳（ké），则可（kě）以应用低、中（zhōng）温蜡，无此弊病。 综（zōng）上所述，复合（hé）型（xíng）壳是水玻（bō）璃型壳的改进（jìn），在铸件表面质量、成品率（lǜ）及（jí）返修率（lǜ）方面比（bǐ）前者优越，但与硅溶胶型壳仍有本质差别。除生产（chǎn）周期（qī）较短，制壳成本稍低之外其铸件质（zhì）量及稳定（dìng）性不（bú）及硅溶胶（jiāo）型壳。 2.2改进方（fāng）向 (1)采（cǎi）用（yòng）石（shí）英代替锆英砂用于面（miàn）层型（xíng）壳耐火材料。铸件表面质量不完全取决于面层型（xíng）壳耐火材料，而与粘（zhān）结剂有密切关系，也与蜡料有关(蜡模（mó）表面粗糙度、皂化物残留等)。复合型壳只能采用低（dī）温蜡（là），大部分应用于表（biǎo）面粗糙度中（zhōng）等(Ra=6.3-12.5)、尺寸精度（dù）不甚高(CT4-CT6)的精铸件，实践证明采用石英-硅溶胶（jiāo）面层代替锆英石-硅溶（róng）胶是（shì）完全可行的。 这一措施使每t铸件型壳成本（běn）由原4150-4830元下降到1360元（yuán），与水玻璃型壳比仅增加460元（yuán）。 (2)加强制壳（ké）工序尤其是（shì）背层制壳的质量管理及（jí）环境改（gǎi）善(详见本文（wén）1，2节)。 (3)背层应（yīng）当采（cǎi）用质量稳（wěn）定、高温性能优良而成本相对低廉的耐（nài）火材料，同时要兼顾与面（miàn）层（céng）型壳耐火材（cái）料（liào）膨胀率相匹（pǐ）配。推荐下列（liè）2种常用（yòng）的背层材（cái）料。 ①耐火粘（zhān）土（tǔ）-石英粉涂料(各50%)，撒颗（kē）粒砂(耐火砖（zhuān）废料破碎过筛（shāi）而（ér）制成)，其（qí）优点是来源（yuán）广、价格低，其型（xíng）壳（ké）高温（wēn）强度和抗蠕变能（néng）力均高于莫来石、铝（lǚ）矾土（tǔ）。价格仅为铝矾土（tǔ）的1/2-1/3。它适用于（yú）锆英石或（huò）石英（yīng）石作面层的复合型（xíng）壳。 ②耐火粘土（tǔ）-颗粒（lì）粉涂（tú）料(体（tǐ）积比为3：7)，撒颗粒（lì）砂。此方案只适用于（yú）锆（gào）英石（shí）复合型壳。有些工厂复合型壳背层采（cǎi）用莫来石砂粉或（huò）铝矾（fán）土，其涂料性能（néng）较稳定（dìng），壳（ké）薄、易焙烧，但成本过高且其型壳高温性能不及（jí）上2种型壳。铝（lǚ）矾土脱壳性（xìng）能较差。至于废（fèi）陶瓷器（qì）皿、硫璃瓦、地砖等破碎而（ér）成的材料（liào）价格虽低，但未经（jīng）高温烧成，成分复杂，型壳高（gāo）温开裂倾向大，耐火度偏低。浇注（zhù）后(尤其是厚大件)脱（tuō）壳困（kùn）难（nán），不宜（yí）采用。 3、硅（guī）溶胶（低温蜡（là））型壳 这一工艺（yì）符合国情，在铸造（zào）1kg以上，特（tè）别是5kg以上中大（dà）件铸件时，具有更（gèng）大的适应性和优越性(与中温蜡相比)。 一般来说，中大铸（zhù）件的质量要求，特别是表面粗（cū）糙度（dù）、尺寸精度以（yǐ）及形位公差的要求不会太高，采用高熔（róng）点（diǎn）中温蜡并无必要。中温蜡需要（yào）高压（yā）(大于6-7MPa)或（huò）液态（tài）蜡压注蜡模，设备投资大。中温蜡厚大（dà）蜡（là）模易缩陷、变形、成（chéng）本高。低温蜡成型容易（yì）、设备简单（dān），而蜡模表面（miàn）粗糙（cāo）度（dù）相差不大（dà）。 这一工艺比复合型壳质量稳（wěn）定，尤其（qí）是铸件尺寸（cùn）精度高（gāo），因它没有水玻（bō）璃存在，型壳高温性能好，在1000-1200℃焙烧后型壳透气性（xìng）高（gāo），抗蠕变能力强，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的特大件，如水泵、叶轮（lún）、导流壳、泵（bèng）体（tǐ）、球阀体（tǐ）、阀板等。对于薄（báo）壁中小件或（huò）大件（jiàn）可以（yǐ）采用（yòng）叉壳或抬壳在（zài）炉（lú）前直接（jiē）浇（jiāo）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（bù）分型壳在水中脱蜡，难（nán）免有皂化物残留（liú）进入型壳中(尤（yóu）其是复合型壳及水（shuǐ）玻璃型壳（ké）同（tóng）时脱蜡（là）时)易产生（shēng）铸件表（biǎo）面夹杂，返（fǎn）修率稍高，这是其缺点之一。 (2)制壳生产周期长（zhǎng）是它的zui大缺（quē）点和（hé）不足，尤其在（zài）生产大件，有深（shēn）孔、深槽件时，每（měi）层干燥常要（yào）24-48h。以50kg双流道叶轮为例，常须10-15d 制壳（ké）时间，稍（shāo）有未干透之死角，在水（shuǐ）脱蜡时会（huì）造成（chéng）硅溶胶回溶，型（xíng）壳裂纹。 (3)硅（guī）溶胶型壳(低（dī）温蜡（là）)型壳成本较水玻璃（lí）型壳高（gāo）5倍(每t铸件制壳成本为5000元)，比（bǐ）复合（hé）型壳（ké）高17%。铸件成本（běn）相应较高。 3.2改进方（fāng）向 (1)为防止因低温蜡回收（shōu）处理不（bú）彻底及用水脱蜡时与复合型壳或（huò）水玻璃型（xíng）壳共用同一（yī）热水（shuǐ）槽，易（yì）产生（shēng）铸（zhù）件皂化物（wù）夹杂缺陷（xiàn）应采取以下（xià）措施。 ①采（cǎi）用蒸气脱蜡(蒸气压力0.2-0.4MPa，温度120-130℃)代替水脱蜡，不仅可（kě）以防止皂化物（wù）夹杂而且型壳不易产生裂纹，对铸件的质量稳定更有保（bǎo）障。 ②若采用热（rè）水脱蜡，应在（zài）水（shuǐ）中加人体积分数为1%-3%的工业盐（yán）酸，脱蜡后再用含盐酸的热水冲洗每组型壳以减少皂化物残留。尽（jìn）可能（néng）不要与水（shuǐ）玻璃（lí）型壳、复（fù）合型壳共用（yòng）同一槽水脱蜡，也（yě）可更换水（shuǐ）液，单独集中（zhōng）脱蜡，以减少皂化物入壳。 ③回收（shōu）蜡（là）处（chù）理可用盐酸的体积分数为3%-5%的酸化水，沸腾（téng）及沉淀时间要足够长（zhǎng）。冬季硬（yìng）化水温度低，水玻璃及复合型壳中Na2O的残留量高，蜡料皂化也较严重，应多加盐酸处理回（huí）收蜡，减少（shǎo）皂化物。蜡料处理后（hòu），及时补加硬脂酸也很（hěn）重要。 (2)为缩短制壳生产（chǎn）周期，可采（cǎi）用（yòng）“快干硅溶胶”制壳（ké），此工艺（yì）已日渐成熟，其各层（céng）型壳干燥时间可缩短1/2以上。小件各层(除zui后层外)干燥仅须（xū）3h，制壳时间由原63h缩短为24h。中大件也较一般硅（guī）溶胶（jiāo）缩短（duǎn）50%。而其（qí）市场（chǎng）价只提（tí）高20-30%，完全可由场地、电耗的减（jiǎn）少及生产率（lǜ）的提高来弥补。快（kuài）干（gàn）硅溶胶的推广应用是（shì）硅溶胶制（zhì）壳工艺的改（gǎi）革必（bì）由之路，将（jiāng）会逐步扩大应用（yòng）。 (3)为降低硅溶胶型壳的成本，zui有效的方法是采用石英石代（dài）替锆英石（shí）作面层型壳耐火材料。目前锆英石耐火材料占整个硅溶胶制（zhì）壳（ké）成本的60%，改用石英后（hòu）每（měi）t铸件制壳（ké）成本（běn）由5000元降为2210元，下降55.8%。中大件可（kě）采用熔融石英砂(粉)取代（dài）锆英砂(粉)已（yǐ）逐步在推（tuī）广应（yīng）用。 4、硅溶（róng）胶（中温蜡）型壳 这是（shì）国际上通用的精铸件生产工艺（yì），它具有zui高的铸件质量、zui低（dī）的（de）返修率，特别适合于表面（miàn）粗糙（cāo）度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高(CT3-CT5级)的中小（xiǎo）件、特小件（jiàn）(2-1000g)。但由（yóu）于（yú）设备（bèi）及成本***，较少应用于中大（dà）件(5-100kg)。 4.1存在问题 (1)成本高，其型壳生（shēng）产成（chéng）本是水玻璃型壳（ké）的8倍。比低温蜡（là）-硅溶胶型壳也高出25%。主要原（yuán）因是其制壳、蜡模材料（liào）成本高，且（qiě）设（shè）备耗电（diàn）也大得多（duō），设备投资也大。 (2)生（shēng）产周期与低温蜡（là）-硅溶（róng）胶型壳（ké）相（xiàng）同（tóng），比水玻璃（lí）及复（fù）合（hé）型壳长得多。 (3)生产（chǎn）5-50kg的中大件往往要采用中温液态蜡(65-70℃)及高（gāo）压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸（zhù）件尺寸精度并不太（tài）高，中大件对尺（chǐ）寸精度、表（biǎo）面粗糙度要求（qiú）也没有小件那么高，故中大件较（jiào）少采用硅溶（róng）胶（jiāo）(中（zhōng）温蜡)型（xíng）壳。 4.2改进方向 (1)为降低成本，保证质量，在解（jiě）决了石英对中温蜡润（rùn）湿性很差的难题（tí）后，采用石英（yīng）石或熔融石英代替锆英石（shí）无疑（yí）是（shì）一方向（xiàng）。熔融石英其热膨胀（zhàng）系数仅为5×10-7/℃，且其价格只有锆（gào）英石的（de）1/6。在国外，熔融石英已逐步在扩大应用范围。 (2)采用快干硅溶（róng）胶缩短制壳周期是国内（nèi）外同行共（gòng）同努力的方向(见前述（shù）)。 (3)研制国产的中温蜡或改（gǎi）进石蜡一硬脂酸低温（wēn）蜡是我国（guó）精铸界的重要任（rèn）务。如何解决国产中温蜡或改进型的（de）低温蜡回（huí）收（shōu）处理的（de）难题，使其在生产中能长期（qī）保（bǎo）持蜡料性能不变化是能否推（tuī）广应（yīng）用的关键。 5、结束语 (1)各种型壳工艺（yì）有其（qí）不（bú）同的（de）适用对象（xiàng），选择的依据是：铸（zhù）件的质量要（yào）求、价位（wèi）及交货期。综合考虑，正确选用zui经济合理的制壳工艺方案是（shì）保证生产优质（zhì）、低（dī）成本铸（zhù）件的基础。 (2)水（shuǐ）玻璃型壳虽有不少优（yōu）点但粘结剂本身固有的缺点使铸件（jiàn）质量难（nán）以提（tí）高，质量稳定性也（yě）差。今后将（jiāng）会逐（zhú）步被复（fù）合型壳，尤其是成（chéng）本（běn）低的石（shí）英（yīng）一（yī）硅溶胶复合壳（ké）所取代。 (3)硅溶胶是理想的粘结剂，其型壳质（zhì）量高，铸件质量稳定，返（fǎn）修率低，是今后的发展方向。石英石、熔融石英耐火料（liào）在面层型壳中的应（yīng）用（yòng），快（kuài）干硅（guī）溶（róng）胶的推广，将其生（shēng）产（chǎn）成本及制壳周期（qī）大大降低和（hé）缩短，克服了这2点不足，硅溶胶（jiāo）型壳(低温蜡或（huò）中（zhōng）温蜡)将在我国（guó）精铸界得到广泛应用（yòng），毕竟高的铸件质量是zui重要的指标。
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1、铸件（jiàn）“桔皮”缺（quē）陷的特征 铸（zhù）件“桔皮”是生产中（zhōng）反复出现的（de）一（yī）种铸造缺陷，它对铸件质量的（de）影响较大，缺陷（xiàn）出现在铸件肥（féi）厚部位、热节及内浇道附近以及（jí）受（shòu）热集中而冷却又慢的部位。铸件（jiàn）表（biǎo）面有微凸的小（xiǎo）圆（yuán）斑，呈“眼圈”状，这些表面粗糙，看起（qǐ）来象“桔子皮”的斑点，在多（duō）种铸（zhù）件中反复出现，有时整批铸件均有，其在（zài）每（měi）个铸件上的数量少则几个，多至整个平（píng）面；小圆（yuán）斑（bān）有的较（jiào）大，有的小（xiǎo）至麻（má）点；有时是单个分散的（de），有时也呈密集的片状（zhuàng）凸起物（wù），高出铸（zhù）件0.4-0.6mm，直径3-5mm。据我公司统（tǒng）计，废品中的（de）15%是“桔皮”缺陷造（zào）成的，而且（qiě）碳钢（gāng）件产生（shēng）桔皮缺（quē）陷（xiàn）的机会更多一些。 2、“桔皮”缺陷产生的原因分析 导致“桔皮”产生的（de）根本的原因是涂（tú）料（liào）表面堆积、硬化不充分。型壳在焙烧后，其表（biǎo）面上形成黄色或黄绿色玻璃体（tǐ），浇（jiāo）注后与钢（gāng）液反应而（ér）形成硅酸盐（yán）瘤（liú）粘（zhān）附（fù）于铸件表面（miàn）。单纯地延长硬化时间，无助于zui终解决“桔（jú）皮”问题。通过实践（jiàn），有以（yǐ）下几方面的原因。 2.1原（yuán）材料方面的影响 众所（suǒ）周（zhōu）知，水玻璃涂料的粉液比低（dī），粉料分布不均匀。水玻璃的模数愈高，密度愈大，则涂料（liào）的粉液比愈（yù）低，粉（fěn）料的分（fèn）布愈不均匀，也zui不易充分硬化。 (1)水玻（bō）璃的影响 水玻璃（lí）的模数（shù）、密度以（yǐ）及杂质的多少对（duì）涂料的（de）流动（dòng）性影（yǐng）响极（jí）大。随着模数（shù）的增大，水玻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（xìng）恶（è）化，当模组涂挂时（shí）极易在表层造成局部涂料堆积。 水玻（bō）璃（lí）参数不一致（zhì）对涂料性能的影响是很大的（de），这（zhè）一点很容易被忽视。参（cān）数的（de）不一致性表现（xiàn）在两个方面。 其一是模数的不一（yī）致（zhì）性，刚进厂的水玻（bō）璃只有经（jīng）过长时间（jiān）的静置扩散(分散)后（hòu）才能使同一（yī）批模数趋于一致，达到稳定的分散状态；这一过（guò）程所需时间在一星期（qī）以上（shàng），如果急于使用（yòng）则不可能获得理想的涂料流变性能。 其二是溶液密度的不一致性，在配涂（tú）料前通常要对水玻（bō）璃溶液的密度进行调整，应该（gāi）特别注意加水（shuǐ）搅拌（bàn）后马上测（cè）得的密度是不真（zhēn）实的（de），因为液体分散稳定的过程尚未（wèi）完成，与所希望的（de）密度有（yǒu）一（yī）定的误差（chà），据（jù）此配（pèi）制的涂（tú）料，其粘度和流动性（xìng）都有误差。 (2)耐火粉料的（de）影响 耐火粉料颗粒的分布和形状对涂料流（liú）变性的影响较大，双（shuāng）峰粉涂料具有较好的流变（biàn）性是大家（jiā）公认的；但即（jí）便是粒度分布（bù）基本相（xiàng）同的双（shuāng）峰粉，当耐（nài）火（huǒ）粉料颗料形（xíng）状分别为多角、尖角和片状的粉配制涂（tú）料（liào）时（shí），在粉液比（bǐ）和水（shuǐ）玻璃模数相（xiàng）同的条件下（xià）其流变性也会有很大的差异。 当粉料形（xíng）状越接（jiē）近片状（zhuàng）时，其（qí）比（bǐ）表面积（jī）也越大，颗粒间的摩擦力和作用（yòng）力增大（dà），涂料的粘度将大于多角形的粉料。 (3)水（shuǐ）玻璃密度和粉液（yè）比（bǐ）的（de）综（zōng）合影响 水玻璃密（mì）度（dù）和粉液比的变化对表层涂料（liào）流变性（xìng）的影响是非常直观的，水玻璃密度和粉（fěn）液（yè）比过（guò）大时涂料粘度增加、流变性变差（chà）、涂层变（biàn）厚会引起涂料在型壳（ké）表面局（jú）部（bù）堆积（jī），型壳硬化不良（liáng）zui终导致“桔皮”问（wèn）题。 2.2工艺方（fāng）面的影响 (1)表（biǎo）面层风干（gàn）不充分。表面层风干是涂料（liào）的再均（jun1）匀化过程，同时，也（yě）是水玻璃脱水固化过程，如风干时（shí）间过短，表面层涂（tú）料在熔模表面分布不（bú）均匀，造成其后的硬化不充分，脱蜡后将在型壳内（nèi）表面形成团状聚集（jí）物（wù），局（jú）部形成钠盐杂（zá）质。 (2)过（guò）度滴控。过度滴控指表面（miàn）层浸挂涂料时，单方向流（liú）动（dòng）未（wèi）能（néng）及时粘砂，将导致涂料在（zài）熔模表（biǎo）面局部方向上的堆积，造成其后的硬化不完（wán）全。 (3)型（xíng）壳层间（jiān）硬（yìng）化不良。由于涂料层（céng）尤其（qí）是（shì）前两层（céng）中存（cún）在未硬化部（bù）分，未硬化的涂料在脱蜡和焙烧（shāo）后造成型壳内表（biǎo）面的钠盐聚集，与钢（gāng）水反应后生（shēng）成“桔（jú）皮”缺陷。 2.3环境方面（miàn）的影响 在（zài）寒（hán）冷的冬季，过（guò）低的室温使涂料流动性变差造成涂料堆积，过厚堆积的涂料（liào）又（yòu）不（bú）能（néng）完（wán）全（quán）硬化；此外硬化液的温度随室温的降低也会造成硬化过程的缓慢和不完全。环境湿度的影（yǐng）响则主要发生在雨（yǔ）季，空气湿度的增（zēng）加会影响风干过程（chéng），常因为风干（gàn）不足而出现“桔皮（pí）”问题。 3、避免“桔皮”缺陷的（de）措施 3.1原料选用（yòng） (l)水玻（bō）璃在模数合（hé）适的情况（kuàng）下，必须严格（gé）控制杂质含量；应根据环境的温（wēn）度、湿度、铸（zhù）件的结构特点以及所（suǒ）配粉（fěn）料的特点调整水玻璃密度。 (2)粉料在粒（lì）度符（fú）合使用要求的（de）条件下，其粒（lì）形至关重要（yào），球形和多角形粉料是较理想的，而（ér）片（piàn）状粉（fěn）料不能使用。 3.2工艺（yì）对策（cè） (1)水玻（bō）璃密度的调整。密度的（de）合适与否将直接影响（xiǎng）铸件（jiàn）的（de）表面质量，密度过大会（huì）导致涂料流动（dòng）性差而造成（chéng）分层和“桔皮”缺陷，密度过（guò）小又会形成铸（zhù）件表（biǎo）面的黄瓜刺；合适的密（mì）度通（tōng）常与环境（jìng）温度、粉料的粒度（dù）、微观形状及铸件的结构特点有关系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之（zhī）间，其（qí）调整（zhěng）原则是: ①环境温度高（gāo）时增（zēng）加密度，低时（shí）减小密度； ②粉料（liào）粗且（qiě）片（piàn）状（zhuàng）比（bǐ）例小时增加密度，粉料细且片状比例大（dà）时（shí）减小密度（dù）； ③结构简单涂料（liào）易流（liú）动的铸件可适当增（zēng）加密度，反之（zhī）减小密（mì）度。 (2)粉液（yè）比的确（què）定。粉液比也（yě）是影响铸件表面质量的重要因素（sù）之一，比（bǐ）例过大则会因涂料的流动（dòng）性差（chà）导致涂挂不均匀而（ér）产生分层和（hé）涂料堆积；而太小则会产生（shēng）铸件表面的黄瓜刺。其配（pèi）比（bǐ）原则是在（zài）保证涂料流（liú）动性的前提下（xià）尽量提（tí）高（gāo）粉液比。 (3)硬化液的浓度、温度与硬化（huà）时间。一般情况下，氯化（huà）氨质量分数在25%以上的硬化剂才（cái）会有较好的硬（yìng）化效果；如果氯化铵含量低，靠延长时间是（shì）不能改（gǎi）善硬化效果的。 (4)涂挂（guà）操作方（fāng）式。实（shí）际（jì）生产中有相当一部（bù）分（fèn）“桔皮”问（wèn）题是由于操作不当（dāng）造成的，涂料的单方（fāng）向（xiàng）流动极易产生堆积而造成硬化不充分（fèn），所（suǒ）以在蜡（là）模浸挂涂料之后（hòu）的（de）滴（dī）控直到撒砂完毕的（de）整（zhěng）个过程中，必须不断（duàn）改变模（mó）组的（de）方向。 (5)脱（tuō）蜡工（gōng）艺。在脱蜡热水中补充适当的硬化剂，由于硬化剂的吸热（rè）作用和反应，会进一步（bù）使得表面层所滞留的（de）反应产物NaCl溶于脱蜡（là）水中而大部（bù）分去除，此时，型壳表面形成的是一层低钠（nà）硅胶层，有（yǒu）利于防（fáng）止（zhǐ）“桔皮”缺陷的产生。 (6)环（huán）境温度（dù）。环境温度偏（piān）低会导致涂料（liào）流动性差（chà），造成涂挂（guà）不（bú）均匀（yún）而形（xíng）成桔皮及其（qí）他制壳缺陷，制壳（ké）工（gōng）序的环境温度应控制（zhì）在15℃以上。
+查看全文23 2020-04
气泡是铸件常（cháng）见问题（tí）之一，而且一旦铸件出（chū）现了（le）气泡问（wèn）题（tí），也等于（yú）产品（pǐn）报（bào）废了。那么（me）如何避（bì）免（miǎn）铸件产生气泡？看看下面（miàn）这7条。 【缺陷（xiàn）现象】 铸件表皮（pí）下，聚集（jí）气体（tǐ）鼓胀所形成的（de）泡，有时会崩裂，存在贯通和非贯通两种（zhǒng）。 别名：鼓泡、起泡【原（yuán）因分析】 模具温度（dù）太高，开模过早。 填充（chōng）速度（dù）太（tài）高，金属流卷入气体过多（duō）。 涂料（liào）发气量大，用量过多，浇注前（qián）未燃尽，使挥发气体被包在（zài）铸件表层，另涂料（liào）含（hán）水量大。 型（xíng）腔内气体（tǐ）没有排出，排气不顺（shùn）。 合金熔炼温度过高。 铝合金液（yè）体（tǐ）除气不彻底，吸（xī）有较多（duō）气体，铸件凝固（gù）时析出留在（zài）铸（zhù）件内 填充时产生（shēng）紊流。 【对应（yīng）措施】 1、测（cè）温（wēn）枪测试（shì）模具表面温度，显示数值超过工（gōng）艺（yì）规定范围。降（jiàng）低模具表面温度，增加（jiā）保压时间； 2、铸件表面内浇口压入的金属（shǔ）流明显比其它（tā）部位亮很多。填充速度（dù）高产（chǎn）生原因一方面是（shì）设备本身（shēn）的（de）压射速度高，另一方面可能是内浇口太薄造成（chéng）。降低压射速度，适当增（zēng）加内浇口厚度；判断内（nèi）浇口薄的方法：是否有浇口（kǒu）易（yì）粘现象，降低二快速度看远端（duān）是否（fǒu）有严重压不实现象，不给压打件，看是否有（yǒu）多股铝液流； 3、喷（pēn）涂时察看雾的颜色（sè）是（shì）否呈白色，合模（mó）前察看型腔是否还有气体残留。更换涂料或增（zēng）大涂料与水的（de）配比（bǐ）； 4、在烫（tàng）模阶段，铸件表面有明显的漩涡和涂（tú）料堆积。判（pàn）断及解决方法：调（diào）开档，人为产生涨模，如果（guǒ）解决，需（xū）开排气道； 5、铸件表面（miàn）内浇口压入（rù）的金属流特（tè）别亮（liàng）并（bìng）伴有粘结。适当（dāng）降低浇（jiāo）注（zhù）温（wēn）度（dù）； 6、取样块测（cè）密（mì）度，看是（shì）否符合要求。重新进行除（chú）气处（chù）理或在保温炉内进行再次（cì）精炼； 7、烫（tàng）模阶段铸（zhù）件表（biǎo）面明显有各流溶接不到一起的痕（hén）迹伴有涂料堆积。 判断及解决方（fāng）法：涂黑油生产，看痕迹是否有堆积，分析（xī）堆积部位，解（jiě）决（jué）方法（fǎ）： a、开设（shè）或加大相应（yīng）部位的集渣包， b、调整（zhěng）内（nèi）浇口流（liú）向、位置（zhì）或填充方向。
+查看全文22 2020-04
1．冒口（kǒu）设计的基本原理 铸件冒口（kǒu）主要（yào）是在（zài）铸钢件上（shàng）使用（yòng）。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（zài）液态降温（wēn）和凝固过（guò）程（chéng）中，体积（jī）要收（shōu）缩。铸（zhù）件的体收缩大约为（wéi）线收缩的（de）3倍。因此，铸钢的体收缩通常（cháng）按3---6%考虑（lǜ），灰（huī）铸铁按2---3%，不（bú）过由于灰铸铁和（hé）球墨铸铁凝固时的石（shí）墨化膨胀，可以抵消（xiāo）部（bù）分体积（jī）收（shōu）缩，所（suǒ）以如（rú）果壁厚均（jun1）匀，铸型紧实度高，通常（cháng）不需要设计冒口。铸件的体收缩如果得不到补充，就会（huì）在铸件（jiàn）上或者内部形成缩孔、缩陷或者缩松。严重时常常造成铸件报废。 冒（mào）口尺寸计算原（yuán）则是，首先计算（suàn）需要补缩的金属液需要多少。通常把这一部分金（jīn）属液假设成球体，并求出直（zhí）径（设为d0）用于（yú）冒口计算。冒（mào）口补缩铸件（jiàn）是有（yǒu）一（yī）定的范围（wéi）------叫有效补缩距离，设为L，对厚度为h的（de）板（bǎn）状零（líng）件通常L=3~5h 。对棒（bàng）状（zhuàng）零（líng）件（jiàn）L=（25~30）√h 式子中，h------铸件厚度 2．冒（mào）口尺寸（cùn）的基（jī）本计算方（fāng）法 冒（mào）口计算的公式、图线（xiàn）、表格等有（yǒu）很（hěn）多。介绍如下。 zui常用的（de）方（fāng）法是，冒（mào）口直径 D=d0+h 理由是假（jiǎ）定（dìng）冒口（kǒu）和（hé）铸件以相（xiàng）同（tóng）的速度凝固（gù），凝固过（guò）程是从铸件（jiàn）的两个（gè）表（biǎo）面向内层进行，当（dāng）铸件（jiàn）完全凝固终了，正好冒口凝固了同样的厚度，这时（shí）还剩下中（zhōng）间的空（kōng）心的缩孔，体积正好等于补缩球（qiú）的体积，这（zhè）部分金属液在（zài）凝固过程中正好补缩进了铸（zhù）件。 当铸件（jiàn）存在热节（jiē）时，可以（yǐ）把h换成热节的直径T即可。 即D=do+T 。 另外设计冒（mào）口，还（hái）有（yǒu）个重要的部（bù）位，就是冒口颈，所谓冒口颈就是冒口和铸（zhù）件的连接通道，冒口（kǒu）里的金属液都是经（jīng）由冒口颈补（bǔ）缩到铸件里（lǐ）的。所（suǒ）以对冒口颈的截面是有要（yào）求的，通常取冒口（kǒu）颈的（de）直径dj=（0.6~0.8）T 。 冒口高（gāo）度（dù） H=（1.5~2.5）D 。 H的高度还应该考（kǎo）虑要（yào）高于需要补缩部位的高度，否（fǒu）则就成了（le）反补缩（suō）了，铸件补缩（suō）了（le）冒口，这是要避免的（de）。 3．其它计算方（fāng）法 常用的（de）经验计算方法（fǎ）还有不计（jì）算需要估算补缩的金属液，直接将热（rè）节园的直径（jìng）乘个系数（shù）得出冒口直径。例如 简单铸件 D=（1.05~1.15）T 外形简单，热节比较（jiào）集中。 复杂（zá）铸件 D=（1.40~1.80）T 外（wài）形复杂，例（lì）如有许多筋条（tiáo）和铸件（jiàn）的其余（yú）部（bù）分连接。 中间类型 D=（1.15~1.40）T 介于以上两种之（zhī）间。 铸造生产的（de）条件千差万别，因素太多，以至于所有（yǒu）的计（jì）算公式都是近似的有（yǒu）条件的。往往（wǎng）一个（gè）公（gōng）式不一定（dìng）适（shì）用（yòng）于所有的场合。所以公式中（zhōng）往（wǎng）往有取（qǔ）值范围（wéi）较大（dà）的（de）系数供用户结合本单（dān）位的情况选（xuǎn）择（zé）。
+查（chá）看（kàn）全文21 2020-04
型砂的配（pèi）制包括三个方（fāng）面（miàn），即原（yuán）材料的准备、型砂的混制和将混制好（hǎo）的型砂调匀及松砂等工艺环（huán）节。铸造（zào）生（shēng）产（chǎn）中所（suǒ）使（shǐ）用的型（xíng）砂，有的是由回用砂加适量的新砂、粘土（tǔ）和水经混合均匀配制（zhì）成的，有（yǒu）的全部是由新的材料（liào）配制成的。为了（le）确保（bǎo）新（xīn）砂（shā）质量，所有的（de）原材料（liào）都须根（gēn）据技术要（yào）求经（jīng）验收合格后才（cái）能使用。为此，在（zài）配（pèi）砂前都必须进行加（jiā）工准备。 （1） 新砂 新砂在（zài）采购、运输过程（chéng）中常混有草（cǎo）根（gēn）、煤屑及（jí）泥块等杂（zá）物，同时含有（yǒu）一定数量的分分。潮（cháo）湿的原砂不易过筛，配（pèi）砂时（shí）不（bú）便于控制型砂的水分。因此（cǐ），除含水量低（dī）、用于（yú）手工造型的湿型砂可直接配制外，新砂在使用前（qián）必须进行烘干和（hé）过筛。新砂的烘干用（yòng）立式（shì）或卧式烘干滚筒，也可（kě）采用气流烘干（gàn）的（de）办法（fǎ）。常用的筛砂设（shè）备（bèi）有手工筛（shāi）、滚筒筛和振动筛等。 （2） 粘土 刚开采的粘土往往含有（yǒu）较多的水分具多为块状（zhuàng），因此（cǐ）使用前（qián）必须（xū）烘干、破碎并磨成粘土（tǔ）粉，主（zhǔ）要由（yóu）专门的工（gōng）厂进行加工，包装（zhuāng）万袋（dài）供应。有的工厂（chǎng）事（shì）先将膨（péng）润（rùn）土或粘（zhān）土与煤粉按比（bǐ）例制成粘土—煤粉粉浆，使粘土充分吸水（shuǐ）膨胀，混（hún）砂时与原（yuán）砂一起加入到（dào）混砂机（jī）里（lǐ）混合均匀。这种做法可简化（huà）混砂操作，便（biàn）于运输，改善（shàn）劳动条件，提高型砂质量。但必须（xū）严（yán）格控制粉（fěn）浆的含水量（liàng），否则会影响型砂性能。 （3） 附加物（wù） 煤粉（fěn）、硼配（pèi）、氟化物和硫黄等附加物都必（bì）须粉（fěn）碎、过（guò）筛后再使用。 （4） 旧砂 为了节省造型（xíng）材料，降低铸件成本，旧砂应回用。旧砂在型砂所占（zhàn）比例很大，它对型砂的（de）成（chéng）分及性能有着（zhe）很大的影响。旧砂中常混有（yǒu）各种（zhǒng）杂物，如钉子、铁（tiě）块和砂团等，在（zài）回用前必（bì）须进行处理，包（bāo）括（kuò）将砂块粉（fěn）碎，用电磁分（fèn）离器除去其中的铁质杂物然后过（guò）筛（shāi），必要时进（jìn）行冷却。 在机（jī）械（xiè）化程度高的（de）铸造车间（jiān），型（xíng）砂需求量大，周（zhōu）转速度很快，往往（wǎng）旧砂的温度还比较高，有的回用砂温度高达（dá）60摄氏（shì）度以上，如果采用这种（zhǒng）型砂造型，容（róng）易粘附（fù）模样、芯盒及砂斗。由于（yú）型（xíng）砂温度过（guò）高（gāo），会使水分（fèn）蒸发太快，使型砂性能不稳定，同（tóng）时影响铸件表面质量，影响造型劳动（dòng）生产率。因此必须在（zài）铸件落（luò）砂、旧砂过筛、运输和（hé）混砂过（guò）程中加（jiā）强通风冷却，降低型砂温度。 （5） 混砂 混砂的任务是将各种原材料混合均（jun1）匀，使粘结（jié）剂包覆在砂（shā）粒表面上，混砂的质量主要取决于混砂工艺和混砂（shā）机的（de）形（xíng）式。 一、混（hún）砂（shā）机的（de）形式。生产中常用的混（hún）砂（shā）设备有（yǒu）辗轮式、摆轮式（shì）和叶片式混砂机。辗轮（lún）式混砂机除有搅拌作用外，还有辗（niǎn）压搓揉作用，型砂的（de）质量较好，但生产效率（lǜ）较低，主要用来混制（zhì）面（miàn）砂和单一（yī）砂。摆式混（hún）砂机（jī）的生（shēng）产效（xiào）率比辗轮式（shì）高几倍，且（qiě）可边混（hún）砂边鼓风冷却，并有（yǒu）一定（dìng）的搓揉作用（yòng），但型砂质量不如（rú）辗轮式混砂好，主要用于机械化程度高、生产量大的铸造车间混制单一砂及背砂。叶（yè）片式混砂机是（shì）一种连续（xù）作业式（shì）的设备，各种原（yuán）是（shì）否无误（wù）混（hún）砂机（jī）的一端（duān）进（jìn）入，混好的型砂从（cóng）混砂机（jī）的（de）另一（yī）端出来（lái），生产效率（lǜ）高。叶片（piàn）式混砂机有混合作用，但搓揉作（zuò）用（yòng）很差，主要（yào）用于（yú）混制（zhì）背砂（shā）和（hé）粘土含量低的单一砂。 二、加料顺序与混砂时间。混制粘土型砂的加（jiā）顺序一（yī）般是先加回用砂（shā）、原砂、粘土粉和附加物等（děng）干料，干混均匀后再加水湿混（hún），均匀后即可使用。如果型砂中含有（yǒu）渣油液以及其他液态粘结剂，则应先加水将型砂混合均匀后再加入油类粘结剂。这（zhè）种先加干粉后加水（shuǐ）的混砂加料顺序存在（zài）的缺点是，在混砂机的（de）辗盘边缘遗留一（yī）些粉（fěn）料（liào），这些粉料吸（xī）水（shuǐ）后粘附（fù）在（zài）混砂机（jī）壁上，直到混（hún）辗后期或卸砂时才脱落（luò）下来，使型砂（shā）里含有混合不均匀的粘土或（huò）煤粉团块，恶化了（le）型砂（shā）性能。同时干混时粉尘飞扬，劳动条件差。因此，有的工厂（chǎng）采用先（xiān）在回用砂里加水（shuǐ）混合，然后加粘（zhān）土及煤粉混合均匀，zui后（hòu）再加少（shǎo）量水分调节到所需要（yào）的含水量的混砂工艺。试（shì）验（yàn）结果表明，后面这种加料顺（shùn）序可缩短混砂时间，提高型砂质量，改善劳动条件。 为（wéi）了使各（gè）种原材（cái）料混合（hé）均匀，混砂时间不（bú）能（néng）太短，否则（zé）影响型砂（shā）性能，但混（hún）砂时间也（yě）不（bú）宜过长。否则将使型砂温度升高，水分（fèn）过多（duō）挥发，型砂结成块状，性能变（biàn）坏且生产效率低。混砂时间主要根据混砂机的形式、粘土含量、对（duì）型砂（shā）性能要求等来决定。一般来说，粘土含量越多（duō），对型砂质量要求越高，混（hún）砂时间越长。采用辗轮（lún）式（shì）混砂（shā）机混制面（miàn）砂时，混砂（shā）时间一般为6—12分钟，北砂为3—6分（fèn）钟，单（dān）一砂为4—8分钟。 （6） 调匀（yún） 型砂的调匀又称回性、渗匀，是指将混好的型砂在不失去（qù）水分的条件下放置一（yī）段时间，使水分均匀渗透到型（xíng）砂中（zhōng），让粘土充分（fèn）吸（xī）水（shuǐ）膨（péng）胀，以提高型砂的强度（dù）和透气性等性能（néng）。调匀时间主要根据粘土种类（lèi）及加入量而定。型砂中粘土含量（liàng）越多（duō），原砂的颗（kē）粒（lì）越（yuè）细，调匀时间越长。调匀时（shí）间应适当（dāng），否则型砂性能难以满（mǎn）足（zú）要注。单一砂一（yī）般为2—3小时，面砂为4—5小时。机（jī）械化铸造厂间型砂调（diào）匀是（shì）在型砂调匀斗里进行，非机械（xiè）化的手工造型车间是将混好的型砂堆放在轩间地面上，并（bìng）用湿（shī）麻袋覆盖进行调匀。 型砂经混辗和调匀后会（huì）被压实（shí），有的被（bèi）压成（chéng）团块。如果采用（yòng）这种型（xíng）砂直接造型，型砂的坚实度（dù）不均匀，透气性等（děng）性（xìng）能差（chà）。因此（cǐ），调匀后的型砂必须经（jīng）松砂或过（guò）筛（shāi）才能使用。在（zài）机械化的铸造车（chē）间一般采用圆棒（bàng）式或叶片式松砂机进行（háng）松砂（shā）处（chù）理。在百机械化的手工（gōng）造型车间，常用移动式松砂机或用筛孔为5—8毫（háo）米的筛子过（guò）筛。
+查看全（quán）文20 2020-04
覆膜砂铸造在铸造（zào）领域已（yǐ）有相当长的（de）历史，铸件（jiàn）的（de）产量也相当（dāng）大；但（dàn）采（cǎi）用覆膜砂铸造生产精密（mì）铸钢件时面临很（hěn）多难题：粘砂（结疤）、冷（lěng）隔、气孔（kǒng）。如何解决这些问（wèn）题（tí）有待于（yú）我（wǒ）们（men）去进一步探讨（tǎo）。 一、对覆膜砂的认识与了解（覆膜砂属（shǔ）于有（yǒu）机粘结（jié）剂型（xíng）、芯砂（shā）） （1）覆（fù）膜砂的特点：具有适宜的强度性能；流动（dòng）性（xìng）好，制出的砂型、砂（shā）芯轮廓清（qīng）晰，组织致（zhì）密，能够制造出复杂（zá）的（de）砂芯；砂型（芯）表面质量好，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级（jí）；溃散性好，铸件容易清理。 （2）适用范围：覆（fù）膜（mó）砂既可制作铸型又可制作砂芯，覆膜（mó）砂的型或（huò）芯（xīn）既可互相配合使用（yòng）又可与其它（tā）砂型（芯）配合使用；不仅可以（yǐ）用于金属（shǔ）型重力铸造（zào）或低压（yā）铸造，也可以用于铁（tiě）型（xíng）覆砂铸造（zào），还可以用于（yú）热法离心铸造；不仅（jǐn）可以用（yòng）于（yú）铸铁（tiě）、非铁合（hé）金铸件的生产，还可以用于铸（zhù）钢件的生产。 二、覆膜砂的制备 1．覆膜砂组成 一般由耐火材料（liào）、粘结剂、固化剂、润滑剂及（jí）特（tè）殊添加剂组成。 （1）耐火（huǒ）材料是（shì）构成覆膜砂的主（zhǔ）体。对耐火（huǒ）材（cái）料的要求是：耐火度（dù）高、挥发物少（shǎo）、颗（kē）粒较（jiào）圆整、坚实等。一般选（xuǎn）用天然（rán）擦洗（xǐ）硅砂。对硅砂（shā）的要求（qiú）是：SiO2含量高（铸铁及（jí）非铁（tiě）合金铸（zhù）件要求（qiú）大于（yú）90%，铸钢件要（yào）求大于97%）；含泥量（liàng）不大于0.3%（为擦洗砂）--[水洗砂（shā）含（hán）泥量（liàng）规定小于；粒度①分布（bù）在相邻3～5个筛（shāi）号上；粒形圆整（zhěng），角形因素应不（bú）大于1.3；酸耗值不小于5ml。 （2）粘结剂普（pǔ）遍采用酚醛树脂。 （3）固（gù）化剂通常采（cǎi）用乌洛托（tuō）品；润滑（huá）剂一（yī）般采用硬脂酸钙（gài），其作用（yòng）是防止覆（fù）膜砂结块，增加流动性。添加剂的主（zhǔ）要（yào）作（zuò）用（yòng）是改善（shàn）覆膜砂的性能。 （4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（质量（liàng）分数，%）说明：原（yuán）砂 100 擦洗（xǐ）砂， 酚醛（quán）树脂 1.0～3.0 占原（yuán）砂重 ，乌洛托品（水溶液2）10～15 占树脂重，硬（yìng）脂酸（suān）钙 5～7 占树脂重（chóng），添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重（chóng），添加剂 0.1～0.5 占原砂重。 ２．覆膜砂的生产工艺（yì） 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（mó）三种，目前覆膜砂（shā）的生产（chǎn）几乎（hū）都是（shì）采（cǎi）用热（rè）覆膜法（fǎ）。热法覆膜工艺是先（xiān）将原（yuán）砂加热（rè）到一定温度，然后分（fèn）别与树（shù）脂（zhī）、乌洛托品水溶（róng）液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎（suì）和（hé）筛分而成。由于配方的（de）差异，混制（zhì）工艺有所不同。目前国内（nèi）覆膜（mó）砂（shā）生产线（xiàn）的种类很多，手工加料的半自动生产线约有2000~2300条（tiáo），电脑控制（zhì）的全自（zì）动生产线也（yě）已经有将近50条（tiáo），有（yǒu）效提（tí）高了生产效率和产品稳定性。例如xx铸造（zào）有限公司（sī）的自动化可视生产（chǎn）线，其加料时（shí）间控（kòng）制精确到0.1秒，加热温度控制精确（què）到1/10℃，并且可以通过视频时（shí）时观察（chá）混砂（shā）状态（tài），生产效率达到6吨/小（xiǎo）时。 ３．覆膜砂的主要产品类型（xíng） （1） 普通类覆膜（mó）砂（shā） 普（pǔ）通覆膜砂即传统（tǒng）覆膜砂（shā），其组成通常由石英砂，热塑性酚醛树（shù）脂，乌洛（luò）托品和（hé）硬（yìng）脂酸钙构成（chéng），不加有关添（tiān）加剂，其树（shù）脂加入量通常（cháng）在一定强度要（yào）求下相对较高，不具备耐高温，低膨胀、低（dī）发气等特（tè）性（xìng），适用于要求不高的铸件生产 （2） 高强度低发气类（lèi）覆膜砂 特点：高强度、低（dī）膨胀、低（dī）发（fā）气、慢发气、抗氧化 简（jiǎn）介:高强度低发气覆膜砂是（shì）普通覆膜（mó）砂（shā）的更新（xīn）换代产品，通过加（jiā）入有关特性的“添（tiān）加（jiā）剂”和采（cǎi）用新的（de）配制（zhì）工艺，使（shǐ）树脂用量大幅度下（xià）降，其（qí）强度比普通覆膜（mó）砂高30%以上，发气量（liàng）显著（zhe）降低，并能延缓（huǎn）发气速度，能更好地（dì）适应铸件（jiàn）生产的需要。该类覆膜砂（shā）主要适用（yòng）于（yú）铸铁件中，中小铸钢、合（hé）金铸（zhù）钢件的生（shēng）产。目前该类覆膜砂有三个系列：GD-1高强度低发（fā）气（qì）覆（fù）膜砂；GD-2高强度（dù）低膨胀（zhàng）低发气覆膜砂；GD-3高强（qiáng）度低膨胀低发气抗氧化（huà）覆膜。 （3） 耐高温(类)覆（fù）膜砂(ND型) 特点：耐高温、高强度、低膨胀、低发（fā）气、慢发气、易溃散、抗氧化 简介:耐高温覆膜（mó）砂是通过（guò）特殊工（gōng）艺配方技术生产出的具有优异高温性（xìng）能(高温下强（qiáng）度（dù）高、耐热时间长、热膨（péng）胀量（liàng）小、发气量低)和综（zōng）合铸造性能的（de）新型覆膜砂。该（gāi）类（lèi）覆膜砂特别适用于（yú）复杂薄壁精密的铸铁件(如（rú）汽车（chē）发动机缸（gāng）体、缸盖（gài）等)以（yǐ）及高要求的铸钢件(如集装（zhuāng）箱角和火车刹车缓；中器壳件等)的（de）生产，可有效消除（chú）粘砂（shā）、变形、热裂和气孔（kǒng）等铸造缺陷。目前该覆膜（mó）砂有四个系列：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐高温（wēn）低膨胀低（dī）发气覆膜砂 ND-3耐高温低（dī）膨胀低发气抗氧（yǎng）化（huà）覆膜砂 ND-4耐高温高强底低（dī）膨胀低（dī）发气（qì）覆膜 （4） 易溃（kuì）散（sàn）类覆膜（mó）砂 具有较好的强度，同时具有优异（yì）的低温溃散性能，适用于（yú）生产有色金属铸件。 （5） 其（qí）它特殊要（yào）求覆膜砂 为（wéi）适（shì）应不同产品的需要（yào），开发出了系（xì）列特种（zhǒng）覆（fù）膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激冷（lěng）覆膜砂、湿态覆膜砂（shā）、防（fáng）粘（zhān）砂、防脉（mò）纹、防橘皮覆膜砂等。 三、覆膜砂制芯主（zhǔ）要工艺过程（chéng） 加热（rè）温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动性好的覆膜砂（shā）可选用（yòng）较低的射砂压力，细薄砂芯选择较低的加热温（wēn）度（dù），加（jiā）热温度低时可适当延长固（gù）化时间等（děng）。覆膜砂所使（shǐ）用的树脂是酚醛（quán）类树脂。制芯工艺的优点：具有适宜的（de）强度性能（néng）；流动性好；砂芯表面质量（liàng）好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗吸湿性（xìng）强；溃散性好，铸件容（róng）易清理。 1、铸型（模具）温度 铸型（xíng）温度是影（yǐng）响壳层厚度及（jí）强度（dù）的主要因素之一,一（yī）般控制（zhì）在220～260℃,并根据下列原则选定: （1）保证覆膜砂上的树（shù）脂软化（huà）及固（gù）化所（suǒ）需的足（zú）够热量（liàng）； （2）保证形成需要（yào）的壳厚（hòu）且（qiě）壳型（芯）表面不焦（jiāo）化； （3）尽量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。 2、射砂压力及时间 射砂时间一般控制（zhì）在3～10s，时间过短则砂型（芯）不能成型（xíng）。射砂（shā）压力（lì）一般（bān）为0.6MPa左右；压力过低时，易造成射不（bú）足或疏松现象。3、硬化时（shí）间（jiān）：硬化时间的长短主要取决于（yú）砂型（芯）的厚度与铸型的温（wēn）度，一般在60～120s左右。时（shí）间过短，壳层（céng）未完全固（gù）化则强度低；时间过长，砂型（芯）表面层易烧焦影响（xiǎng）铸件质量。覆膜（mó）砂（shā）造型（芯）工艺参数实例：序号图号 壳厚（㎜） 重（chóng）量（㎏） 铸型温度（dù）（℃） 射砂（shā）时间（s）硬化（huà）时间（s） 1 （导向（xiàng）套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀（fá）体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100 四、覆膜（mó）砂应用中存在的（de）问题（tí）及解决对策（cè） 制芯的（de）方法种（zhǒng）类很多，总的可以划分为热固性方法和冷固性方（fāng）法（fǎ）两大类，覆膜（mó）砂制芯属（shǔ）于热固性方法类。任何（hé）一（yī）种制芯方法都有其自身的优点和缺点，这主要取（qǔ）决于产品的（de）质量（liàng）要求、复杂程度、生产（chǎn）批量、生产成本、产品价格等综合（hé）因素来决定（dìng）采用何种制芯方法。对铸件（jiàn）内腔表面质量要（yào）求高，尺寸精度（dù）要求高、形状复杂的砂芯采用覆膜砂制芯（xīn）是非（fēi）常有效的。例（lì）如：轿车发动机气缸盖的（de）进（jìn）排气道（dào）砂芯、水道（dào）砂芯、油道砂芯，气缸体的水道（dào）砂（shā）芯、油道砂芯，进气（qì）岐管（guǎn）、排气（qì）岐管的壳芯砂芯，液压阀的流道砂芯（xīn），汽车涡轮增压（yā）器气道砂芯等等。但是（shì）在覆膜砂使用中（zhōng）还常遇到一些问题，这（zhè）里仅就（jiù）工作中的体会略谈（tán）一二。 1、覆膜砂的强度和发气量（liàng）的确定方法 在原砂质量和树脂质量一（yī）定的前（qián）提下，影响（xiǎng）覆（fù）膜砂强度的关键因素（sù）主要取于酚醛树脂的加入量。酚醛树脂加入量多，则（zé）强度就（jiù）提高，但（dàn）发气量也增（zēng）加，溃散性（xìng）就降低。因此在生产（chǎn）应（yīng）用中一定要控制覆膜砂的（de）强（qiáng）度来减少发气量，提高溃散性，在强（qiáng）度标（biāo）准的（de）制订（dìng）时定要找到一个平衡点。这个平衡（héng）点就（jiù）是（shì）保证砂（shā）芯的表面质（zhì）量及在浇注时不产生变（biàn）形、不（bú）产生断芯（xīn）前（qián）提（tí）下的（de）强度。这样（yàng）才（cái）能保证铸件的表面质（zhì）量和尺寸精度，又可以减少发气量，减少（shǎo）铸造件气孔缺陷（xiàn），提高砂芯（xīn）的出（chū）砂（shā）性能。对砂芯（xīn）存放，搬运过程中可以（yǐ）采用工位器具、砂芯小车，并（bìng）在其上（shàng）面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵（mián），这（zhè）样（yàng）可（kě）以（yǐ）减少砂芯的损耗率。 2、覆膜砂砂芯的存放期 任何砂（shā）芯都会（huì）吸湿，特别是南方地区空（kōng）气相对（duì）湿度大（dà），必须对砂芯（xīn）存放期在工艺文件（jiàn）上加以规定，利用精益（yì）生产先进（jìn）先（xiān）出的生产方式减少砂芯的（de）存放量和存放周期。各企业应结合（hé）自（zì）己的厂（chǎng）房条件和当地的气候条件来确定砂芯的存放（fàng）周期。 3、控制好覆膜砂的供货质量 覆膜砂进厂时必（bì）须附有供应商的质量保证资料，并且企业（yè）根据抽样标准进行检查，检查合格后方可（kě）入库。企业取样检测不合（hé）格时由质保和（hé）技（jì）术部门做出处理结果，是让步接受或向供应商退货。 4、合格的（de）覆膜（mó）砂（shā）在制芯（xīn）时发现砂芯断（duàn）裂变形 制芯时砂芯的（de）断裂变形通常会（huì）认为覆（fù）膜砂强度（dù）低造成的。实际（jì）上砂（shā）芯断裂和变形会涉及（jí）到许多生产过（guò）程。出现不正常情况，必须要查（chá）到（dào）真正的原因才能彻底（dǐ）解决。具体原因（yīn）如下： （１）制芯时模具的温（wēn）度和（hé）留（liú）模时间，关（guān）系到砂芯结壳硬化厚度是否（fǒu）满足工艺要求（qiú）。工艺（yì）上所（suǒ）规定的工艺参数都需要有一个范围，这个范（fàn）围需靠（kào）操作人员的（de）技能来进行调整（zhěng）。在模具（jù）温度（dù）上限时留模时间可以（yǐ）取下限，模具温度在下（xià）限时留（liú）模时间取上限（xiàn）。对（duì）操作人员需要不断（duàn）地培训（xùn）提高操作技能。 （２）制（zhì）芯（xīn）时在模具上会粘有酚（fēn）醛树脂和砂粒，必须进（jìn）行（háng）及时清理并（bìng）喷上脱模剂（jì），否（fǒu）则会越（yuè）积越多开模时会把砂芯拉断或变形（xíng）。 （３）热芯盒模具（jù）静模上（shàng）的弹簧（huáng）顶杆，由于长期在高温状态下工作会产生弹性失效而造成（chéng）砂芯断裂或变形。必须（xū）及时更换（huàn）弹簧（huáng）。 （４）动模（mó）和静模不平行或不在同一中心线上，合（hé）模时在油缸或气缸（gāng）的压（yā）力（lì）作用下，定位销前端有一段斜度，模具还是会合紧，但在开模时（shí）动模（mó）和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂（liè）或变形。在（zài）这种情况下射砂（shā）时会跑砂，砂芯的尺寸（cùn）会变大（dà）。解决对（duì）策是及时（shí）调（diào）整模具（jù）的平行（háng）度和同轴度。 （５）在壳芯机上（shàng）生产空心砂（shā）芯时，从砂芯中倒（dǎo）出尚未硬化的覆膜砂需要重新使（shǐ）用时，必须（xū）进行过筛并未用过的覆膜砂（shā）按３：７比例混合（hé）后使（shǐ）用，这（zhè）样才能保证壳芯（xīn）砂芯的表面质量和砂芯强（qiáng）度。
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什么叫淬火？ 钢的淬火（huǒ）是将钢加热到临界温度Ac3（亚共（gòng）析（xī）钢）或Ac1（过共析钢）以上（shàng）温度，保温一段（duàn）时间，使之全（quán）部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却（què）速度（dù）的冷速快（kuài）冷到Ms以下（或（huò）Ms附近等温）进（jìn）行马氏（shì）体（或（huò）贝氏体）转变的热处理工（gōng）艺（yì）。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料（liào）的固溶处理或带有快（kuài）速（sù）冷（lěng）却过程的（de）热处理工艺称为淬火。 淬火的（de）目的（de）： 1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高（gāo）工具、轴承（chéng）等的硬度和耐（nài）磨（mó）性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。 2）改善某些特殊（shū）钢的材（cái）料性能（néng）或（huò）化学（xué）性能。如提高（gāo）不锈钢的（de）耐蚀（shí）性（xìng），增加磁钢（gāng）的永（yǒng）磁性等。 淬火冷（lěng）却时（shí），除（chú）需合理选用淬火介质外（wài），还要有正确的（de）淬（cuì）火方法（fǎ），常用的（de）淬火（huǒ）方法，主（zhǔ）要有（yǒu）单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。 钢铁工件在淬（cuì）火后（hòu）具有以下特（tè）点： ① 得（dé）到了马氏体、贝氏体（tǐ）、残余（yú）奥氏（shì）体等不平衡（héng）（即不稳定）组织。 ② 存在较大内应力。 ③ 力学性能不能满足要求。因此（cǐ），钢铁工（gōng）件淬火后一般都要（yào）经过（guò）回火 什（shí）么叫回火？ 回（huí）火是将淬火（huǒ）后（hòu）的（de）金属（shǔ）成（chéng）材或零件加热到（dào）某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理（lǐ）工艺，回火是淬（cuì）火后紧接（jiē）着（zhe）进行的一种操作，通常（cháng）也是（shì）工件进行热处理的zui后一道工序，因而把淬（cuì）火和回火的（de）联合工艺称为zui终处理。淬（cuì）火与（yǔ）回火的主要（yào）目的是： 1）减少（shǎo）内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如（rú）没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。 2）调整工件的机械性（xìng）能（néng），工件淬（cuì）火后，硬度高，脆性大（dà），为（wéi）了满足各（gè）种工件（jiàn）不同的性能要求，可（kě）以通过回火（huǒ）来调整，硬度，强度（dù），塑性和韧性。 3）稳定工件（jiàn）尺寸。通过回火可使金相（xiàng）组织趋于稳定（dìng），以保证（zhèng）在（zài）以后（hòu）的使用（yòng）过程中（zhōng）不再（zài）发（fā）生变形。 4）改善某些合（hé）金钢的切（qiē）削（xuē）性能。 回火的作用在于： ① 提高组（zǔ）织稳定性，使工（gōng）件在使用过程中不再发生（shēng）组织转变，从而使工件几何尺寸和（hé）性能保持稳（wěn）定。 ② 消除内应力，以便改善（shàn）工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。 ③ 调整钢铁的力学（xué）性能以满足使用要求。 回火之所（suǒ）以具（jù）有这（zhè）些作用，是因为温（wēn）度升（shēng）高时，原子活动能力（lì）增强，钢铁（tiě）中的（de）铁、碳和其他合金元（yuán）素的原子可以（yǐ）较快（kuài）地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而（ér）使不稳定的不平衡组织逐步（bù）转（zhuǎn）变为稳定（dìng）的平衡组织。内应力（lì）的消除还与温度升高时金属（shǔ）强度降低有关。一般钢（gāng）铁回火时，硬度和强度下降，塑（sù）性提高。回火温度越高，这些力（lì）学性能的变化越大。有些合金元素含量较（jiào）高的合金钢（gāng），在（zài）某一温度范围回火时，会析出一些颗粒细小（xiǎo）的金（jīn）属化合物（wù），使（shǐ）强度和硬度上升。这种现（xiàn）象称为二次硬化。 回火要求：用（yòng）途不同（tóng）的工件应在不同温度（dù）下回火（huǒ），以满（mǎn）足使用中的要（yào）求。 ① 刀具、轴（zhóu）承、渗碳（tàn）淬火零件（jiàn）、表面淬火零件通常在（zài）250℃以下进（jìn）行低温回火。低温（wēn）回火后硬度变化（huà）不大（dà），内应（yīng）力减小，韧性稍有提高（gāo）。 ② 弹簧在350～500℃下中温回火（huǒ），可获得（dé）较高的弹性和必要的韧性（xìng）。 ③ 中碳结构钢制作的零件通常在（zài）500～600℃进（jìn）行高温回火，以获得（dé）适（shì）宜的（de）强度与韧（rèn）性的良好配合。 钢在300℃左右回火时（shí），常使其（qí）脆性增大，这种现象称（chēng）为首类回火脆（cuì）性（xìng）。一般不应（yīng）在这个温度区间回（huí）火。某些中碳合金结构钢在高（gāo）温回（huí）火（huǒ）后，如果缓慢（màn）冷至（zhì）室（shì）温，也易于变脆。这种现象称为第二类（lèi）回火（huǒ）脆性。在钢中加入钼（mù），或回火时在油或水中冷（lěng）却，都可以（yǐ）防（fáng）止第二类回火脆（cuì）性。将第二（èr）类回火脆（cuì）性的（de）钢重（chóng）新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。 在生产中，常（cháng）根据对（duì）工件性（xìng）能的要求。按加热温（wēn）度（dù）的不同，把回火（huǒ）分为低温回火，中温回火（huǒ），和（hé）高温回火。淬火和随后的高（gāo）温回（huí）火相结（jié）合的热处理工艺称为调质，即在（zài）具有高度强度的同时（shí），又有好的塑性韧性。 1、低温回火：150-250℃ ，M回，减（jiǎn）少内应力和脆（cuì）性，提高塑韧性（xìng），有较（jiào）高的（de）硬度和耐磨性（xìng）。用于制（zhì）作量具、刀具和滚动轴承等。 2、中（zhōng）温回火：350-500℃ ，T回，具有（yǒu）较高的弹性（xìng），有（yǒu）一定的（de）塑性和硬度。用于制作弹簧（huáng）、锻模等（děng）。 3、高温回火：500-650℃ ，S回，具有良好的（de）综合力学性能。用于制作齿轮、曲轴等。 什么是正火? 正火是—种改善钢材韧性的（de）热处理。将钢构（gòu）件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时（shí）间出炉空冷。主要（yào）特点是冷却速度快于退火（huǒ）而低于淬火，正火时可在稍快（kuài）的冷却中使钢材的结晶（jīng）晶粒细化，不但可得（dé）到满意的强（qiáng）度（dù），而且可以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂倾（qīng）向。—些低合金热轧钢板（bǎn）、低合金钢（gāng）锻件与铸造件经正火处理后，材料的（de）综合力学性能可以大大改善，而且也改（gǎi）善了（le）切削性能。 正火有（yǒu）以下目的和用途： ① 对亚共析钢（gāng），正火用以（yǐ）消（xiāo）除铸（zhù）、锻（duàn）、焊件的过热粗（cū）晶组织和魏氏组（zǔ）织，轧材中的带状组织；细化晶粒；并（bìng）可作为淬火（huǒ）前的预先热处理。 ② 对过共析钢（gāng），正火可以（yǐ）消除网（wǎng）状（zhuàng）二次渗碳体，并使珠光（guāng）体细化（huà），不但改（gǎi）善机械性能，而且有利（lì）于以后的（de）球化退火。 ③ 对低（dī）碳深冲薄钢板，正火可以消（xiāo）除晶界（jiè）的游离（lí）渗碳体，以改善其（qí）深（shēn）冲性能。 ④ 对低碳钢和低碳（tàn）低合金钢（gāng），采用（yòng）正（zhèng）火，可（kě）得到较多（duō）的细片状珠光体组织，使硬度（dù）增高到HB140-190，避免切削时（shí）的“粘刀”现象（xiàng），改善切削加工性（xìng）。对中碳（tàn）钢，在既可（kě）用正火又可（kě）用退火的场（chǎng）合（hé）下（xià），用正火更为经济（jì）和方便。 ⑤ 对（duì）普通中碳结构钢（gāng），在力学性能要求（qiú）不高（gāo）的场合（hé）下，可用正火代替淬火加（jiā）高温回火，不仅（jǐn）操作（zuò）简（jiǎn）便，而且使钢材的组织和尺寸（cùn）稳定（dìng）。 ⑥ 高温正火(Ac3以上150～200℃)由于高温下（xià）扩散速度较高,可以（yǐ）减少铸件（jiàn）和锻件的（de）成（chéng）分偏析。高温正火后的（de）粗（cū）大晶粒可（kě）通（tōng）过（guò）随后第二次较低温度的正（zhèng）火予（yǔ）以（yǐ）细化。 ⑦ 对某（mǒu）些用于汽（qì）轮机和锅炉的（de）低、中碳合金（jīn）钢（gāng），常采用（yòng）正火以获得贝氏体组（zǔ）织，再经高（gāo）温回火，用于400～550℃时（shí）具有（yǒu）良（liáng）好的抗（kàng）蠕变能力（lì）。 ⑧ 除钢件和钢材以外，正火还广（guǎng）泛用于球墨铸（zhù）铁热处理，使其（qí）获得珠光体基（jī）体，提高球（qiú）墨铸（zhù）铁的强度。 由于正火的特点（diǎn）是空气冷却（què），因而环境气温、堆放方式、气（qì）流（liú）及（jí）工件尺寸对正火（huǒ）后的（de）组（zǔ）织和性能均有影响。正火组织（zhī）还可作为合（hé）金钢的一种分（fèn）类（lèi）方法。通常根据直径为25毫（háo）米的试样（yàng）加热到（dào）900℃后,空（kōng）冷（lěng）得到的组织，将合（hé）金（jīn）钢分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。 什么是退火（huǒ）？ 退火是将金属（shǔ）缓慢加（jiā）热到（dào）一（yī）定（dìng）温（wēn）度，保持足够时（shí）间，然后以（yǐ）适宜速度冷却的一种金属热处理工（gōng）艺。退火热处理（lǐ）分为完全退火，不完全退火和去应力退（tuì）火。退火材料的力学性能可以用拉伸（shēn）试（shì）验来检测，也可以用（yòng）硬（yìng）度试验来（lái）检测（cè）。许多钢材都是（shì）以退火热处理（lǐ）状态（tài）供货的，钢（gāng）材硬（yìng）度（dù）检测可以采用洛氏硬（yìng）度计，测试HRB硬度，对于（yú）较（jiào）薄（báo）的钢（gāng）板、钢（gāng）带以及薄壁钢管，可以采用表面洛（luò）氏硬度计，检测HRT硬（yìng）度。 退火的目的在于（yú）： ① 改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中（zhōng）所（suǒ）造（zào）成的各种（zhǒng）组织缺陷以及（jí）残余应力，防止工件变形、开裂。 ② 软（ruǎn）化工件以便进行切削加工。 ③ 细（xì）化晶（jīng）粒，改善组织以（yǐ）提高工件的机械性能。 ④ 为zui终热处理（lǐ）（淬（cuì）火（huǒ）、回火）作好组织准备。 常用（yòng）的退火（huǒ）工艺有： ① 完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和（hé）焊接后出现（xiàn）的力学性能不（bú）佳（jiā）的粗大过热组织。将（jiāng）工件加热到铁素体（tǐ）全部转变为奥氏体的温（wēn）度以（yǐ）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（shì）体再（zài）次发生转（zhuǎn）变，即（jí）可使钢（gāng）的组织变细。 ② 球化退火。用（yòng）以降（jiàng）低工具钢和（hé）轴承钢锻压后的（de）偏高硬度。将（jiāng）工件加热到钢开始形（xíng）成奥（ào）氏体的温（wēn）度以上20～40℃，保温后缓慢冷却（què），在冷却过程中珠光体中的片层状渗（shèn）碳（tàn）体变为球状，从而（ér）降低了硬度。 ③ 等温（wēn）退火。用以降低某些（xiē）镍、铬（gè）含量较高的合金结构钢的高硬度，以进（jìn）行切（qiē）削加工。一般先以较快（kuài）速度冷（lěng）却（què）到奥氏体（tǐ）zui不稳定（dìng）的温度，保温适当时（shí）间，奥氏体转（zhuǎn）变为托氏（shì）体或索氏体，硬（yìng）度即可降低（dī）。 ④ 再结晶退（tuì）火。用以消除金属线材、薄板（bǎn）在冷拔、冷轧（zhá）过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。加热温度一般为钢（gāng）开始形成奥氏体（tǐ）的温度以下50～150℃ ，只有这样才能消除（chú）加工硬化效应使金属软（ruǎn）化。 ⑤ 石墨化退火。用以（yǐ）使含有大量渗碳（tàn）体的（de）铸铁变成塑（sù）性良好的可锻铸铁（tiě）。工（gōng）艺操作是（shì）将铸件加热（rè）到950℃左右，保温一定时间后适（shì）当冷却，使渗碳体分解形成（chéng）团（tuán）絮（xù）状石（shí）墨（mò）。 ⑥ 扩散退火（huǒ）。用以使合金铸件（jiàn）化学（xué）成（chéng）分均（jun1）匀化，提高其（qí）使用（yòng）性（xìng）能。方法是（shì）在不发（fā）生熔化的前（qián）提下，将（jiāng）铸（zhù）件加热到尽可能高的温度，并长时间保温（wēn），待合金中各种（zhǒng）元（yuán）素扩散趋（qū）于（yú）均（jun1）匀分布后缓冷。 ⑦ 去应力退火。用以消（xiāo）除钢铁铸（zhù）件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始（shǐ）形成奥氏体的温度（dù）以下100～200℃，保温后在空气中冷却，即可消除内应（yīng）力。
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一、变形的原（yuán）因 钢的变（biàn）形（xíng）主要原因是钢（gāng）中存在（zài）内应力（lì）或者外部施加的应力。内应力是因温度分（fèn）布不均（jun1）匀或者相变所致，残余应（yīng）力也是原因之（zhī）一。外应力引起的变（biàn）形主要是由（yóu）于工件（jiàn）自重而造成的“塌（tā）陷”，在特殊情况下也应考虑碰撞（zhuàng）被（bèi）加（jiā）热（rè）的工件，或者夹（jiá）持工（gōng）具（jù）夹持（chí）所引起（qǐ）的凹陷等。变形包括弹性变形和塑性（xìng）变形两种。尺（chǐ）寸（cùn）变化（huà）主要是基于组织转变，故（gù）表现出同样（yàng）的膨胀和收缩，但当工件上有孔（kǒng）穴或者复杂（zá）形状工件，则将导致附加的（de）变形。如果淬（cuì）火形成大量（liàng）马氏体（tǐ）则发（fā）生膨（péng）胀，如果产生（shēng）大量残余奥氏（shì）体则相应的要收缩（suō）。此外（wài），回火时一般（bān）发（fā）生（shēng）收缩，而出（chū）现（xiàn）二次（cì）硬化现（xiàn）象的合金（jīn）钢（gāng）则发（fā）生膨胀（zhàng），如果进行深冷处理（lǐ），则由于残余奥氏体的（de）马氏体化（huà）而进一（yī）步膨胀，这些组织的（de）比容都随着含碳量的增加而增大，故含碳量增加也（yě）使尺寸变化量增（zēng）大。 二、淬火（huǒ）变形的主（zhǔ）要发生时段 1.加热过程：工（gōng）件在加（jiā）热过（guò）程中（zhōng），由（yóu）于（yú）内应（yīng）力逐渐释放（fàng）而产生（shēng）变（biàn）形。 2.保温过（guò）程（chéng）：以（yǐ）自重塌陷变形为（wéi）主，即（jí）塌陷弯曲。 3.冷却过（guò）程：由（yóu）于不均匀冷却和组织（zhī）转变而至变形。 三、加热（rè）与变形 当加热大型工件时，存在残余应力或者加热不均匀，均（jun1）可（kě）产生变形。残（cán）余（yú）应力主要（yào）来源于加工（gōng）过程（chéng）。当存在这些应力时，由（yóu）于随着温（wēn）度的升高（gāo），钢的屈服强度（dù）逐渐下降，即使加热很（hěn）均匀，很轻微的应力也会（huì）导致变形。 一般，工（gōng）件（jiàn）的外缘部位残余（yú）应（yīng）力较高，当温（wēn）度的上升从外部开始进行时，外缘部位变（biàn）形较大，残余应力引（yǐn）起的变形包（bāo）括弹性变形和（hé）塑性（xìng）变形两种。 加热时产生（shēng）的热应力和想（xiǎng）变应力都是导致变形的原因（yīn）。加热速（sù）度越快（kuài）、工件尺寸越大、截（jié）面变化越大（dà），则加（jiā）热变形越大（dà）。热应力取决（jué）于温度的不均（jun1）匀分布程度和温度梯（tī）度（dù），它们都是导（dǎo）致（zhì）热膨胀发生差异（yì）的原因（yīn）。如果热应力高（gāo）于材料的高温屈（qū）服点（diǎn），则引起塑性变形，这种塑（sù）性变形就表现为“变（biàn）形”。 相变应（yīng）力主要源于相（xiàng）变的不等时性，即材（cái）料一（yī）部分（fèn）发生相变，而其它部分还（hái）未（wèi）发生相变时产生的。加热时材料的组织转变（biàn）成奥（ào）氏体发生体积收缩时可出现塑性（xìng）变形。如果材（cái）料的各部分同时发生（shēng）相同的组织（zhī）转变（biàn），则不产生应力。为此，缓慢加热（rè）可以（yǐ）适当（dāng）降低（dī）加热（rè）变形（xíng），zui好采用预（yù）热。 此外，由于加（jiā）热（rè）中因自重而出现“塌陷”变形的情（qíng）况非常（cháng）多（duō），加热温（wēn）度（dù）越高，加热（rè）时间越长（zhǎng），“塌陷”现象越严重（chóng）。 四、冷却与变（biàn）形 冷却（què）不均时将产生热应力导致变形发生。因（yīn）工（gōng）件的外缘和内部存在冷却速（sù）度差异，该热（rè）应力是不可避（bì）免的，淬火（huǒ）情况下，热应力与（yǔ）组（zǔ）织（zhī）应力叠（dié）加，变形（xíng）更为复杂。加之组织的不均匀、脱碳等，还会导致（zhì）相变点出现差（chà）异，相变的膨胀量（liàng）也有所不同。 总之，“变形”是（shì）相变应力和热应力共同所致（zhì），但并非全部（bù）应（yīng）力都消（xiāo）耗在变形上（shàng），而是（shì）一部分作为（wéi）残余应（yīng）力存在于工件中，这种应力就是导（dǎo）致时效变形和时效裂纹的原因。 因冷（lěng）却（què）而（ér）导致的变形表（biǎo）现（xiàn）为以下几种形式： 1.件急冷（lěng）初（chū）期，急冷的一（yī）侧凹陷，然后转为凸起（qǐ），结（jié）果快冷（lěng）的（de）一面凸起（qǐ），这种情况（kuàng）属于热应力引（yǐn）起的变形大于（yú）相变引起（qǐ）的变（biàn）形。 2.由热应力所引（yǐn）起的（de）变形是（shì）钢料趋于球形化，而由（yóu）相变应（yīng）力所引起的（de）变形则使之趋于绕线（xiàn）轴状（zhuàng）。因此淬火冷（lěng）却所致的变形表（biǎo）现（xiàn）为两者的（de）结合，按（àn）照淬火方式的不同，表现（xiàn）出不（bú）同的变形。 3. 仅对内孔部分淬火时，内（nèi）孔收（shōu）缩。将（jiāng）整个环形工件加热整体淬火时（shí），其外径总（zǒng）是增（zēng）大，而内径则根据尺寸（cùn）的（de）不（bú）同时（shí）涨时缩，一般内径（jìng）大时（shí），内孔（kǒng）涨大，内径小（xiǎo）时（shí），内孔收（shōu）缩 五、冷处理与（yǔ）变形 冷（lěng）处（chù）理促进马氏体转变，温度较低，产生的变（biàn）形比淬火冷却要小，但此时产（chǎn）生（shēng）的应（yīng）力较大，由于（yú）残余应力、相变应力和热（rè）应力等的（de）叠加容易导致开裂。 六、回火与变形 工件在（zài）回火过程（chéng）中（zhōng）由于内应力的均匀化、减小甚至消失（shī），加上组织（zhī）发生（shēng）变化（huà），变形趋于减小，但（dàn）同时，一旦出现变形，也是很难矫正（zhèng）的。为了矫正（zhèng）这种变形，多采用加压回火或喷丸（wán）硬化等方（fāng）法。 七 、重复淬（cuì）火与变形 通常情况（kuàng）下，一次淬火后的工件（jiàn）未经过中间退火（huǒ）而进行重（chóng）复淬火，将增（zēng）大变（biàn）形。重复淬火（huǒ）引起的变形，经（jīng）过重复淬火，其变形累加而趋于（yú）球（qiú）状，容易（yì）产生龟裂，但（dàn）形状（zhuàng）相对（duì）稳定了，不再容易产生变形了，因此重复淬火前应增（zēng）加中间退（tuì）火，重复淬火次数应小于等于2次（不含初次淬（cuì）火）。 八（bā）、残（cán）余应力与（yǔ）变形 加（jiā）热过程中，在450℃左右，钢由弹性体转变为塑性体，因此很容易呈上（shàng）升塑性变形。同时（shí），残余应力在（zài）约高（gāo）于此温度（dù）时也将因（yīn）再结（jié）晶而消失。因此，快速加热时，由于工（gōng）件内外部存在温度差，外部达到（dào）450℃变成了（le）塑性区，受而内（nèi）部温度（dù）较低处存在残余应力作用而发生变（biàn）形，冷却后，该区域就是出现变形（xíng）的（de）地方。由于实（shí）际（jì）生（shēng）产过程中，很难实（shí）现均匀、缓慢（màn）加（jiā）热，淬火前（qián）进行消（xiāo）除应力退火是非常（cháng）重（chóng）要的，除了通过加（jiā）热（rè）消除应力外，对于大型零件采用振动（dòng）消除应力也是有效的。
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球墨铸铁（NodularCastIron）是一种具有（yǒu）优良力学性能（néng）的（de）金属（shǔ）材料，通（tōng）过（guò）在铁液中加（jiā）入（rù）球化剂和孕育剂，让石墨呈（chéng）球状形核并长大而获得。20世纪（jì）40年代（dài），现代球墨铸铁由美国国际锡公（gōng）司（sī）(INCO)青年（nián）科研人（rén）员K.D.Millis首（shǒu）先研究成功。球墨铸铁在力（lì）学性能、物理性能、工艺（yì）性能、使用性能（néng）上具有独（dú）特（tè）的优势，生产工艺简单，成本低廉，在机（jī）械、冶（yě）金、矿山、纺织（zhī）、汽车及船舶（bó）等领域应（yīng）用广泛。 生产球墨铸铁时夹渣是zui常见的缺陷，其多（duō）出现在铸件浇注位（wèi）置的（de）上平面或型芯上表面部位。夹渣缺陷严重影响铸（zhù）件（jiàn）的力学性能（néng），特别是韧性和屈服强度，导致承压（yā）部位发生渗漏（lòu）。 笔者所在单位生产（chǎn）的一种发电设（shè）备铸件前期经（jīng）常（cháng）出现铸件夹渣（zhā）缺陷而报（bào）废（fèi），针对此缺陷进行（háng）了改进（jìn）。 1.原工艺及缺（quē）陷状况 铸件重量为4500kg，材料为（wéi）QT400-18，呋喃树（shù）脂自（zì）硬砂造（zào）型。采用15t/h工频电炉（lú）熔炼（liàn），化学（xué）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%，浇注温度为（wéi）1350~1380℃。浇注系（xì）统采用半封闭式、横浇（jiāo）道在分型面的环形底注（zhù）工（gōng）艺，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，工艺方（fāng）案如（rú）图1所示。这样（yàng）设计（jì）出来的铸件（jiàn）缺陷主要为夹渣，位（wèi）置在法兰背面和轴承上表面，形（xíng）状不规则，无金属光泽，用（yòng）渗透液或（huò）磁粉检测（cè），有（yǒu）时用肉眼（yǎn）即可发现（xiàn），如图2所示。图1 工艺方（fāng）案图（tú）2 夹渣缺（quē）陷分布 2.缺陷原因分析 （1）熔炼或（huò）球化处（chù）理后，加入（rù）的熔剂和形成的熔（róng）渣在浇注（zhù）时（shí）随（suí）金属液一起注入型腔。 （2）金属液在（zài）浇注（zhù）过程中（zhōng）镁、稀土、硅、锰、铁等二（èr）次（cì）氧化（huà），产生的金属（shǔ）氧化物（wù）和硫化物（wù）、游离（lí）石（shí）墨等上浮到（dào）铸件上表（biǎo）面或滞（zhì）留在（zài）铸件内的（de）死角和砂芯下表面等处（chù）。 原工艺该（gāi）铸件的（de）浇注压头为2.5m，铁液（yè）从浇口（kǒu）杯进入浇（jiāo）注系统后，直接由内浇道底返进入（rù）底法兰，进流速度大，约0.7m/s，进入型腔的铁液紊流严（yán）重，且（qiě）严重卷气（qì），因此铸件表面出现大量的渣，造成（chéng）该产品（pǐn）的废品率超（chāo）过10%。 （3）由（yóu）于含硫量（liàng）过高，使金（jīn）属液（yè）含有（yǒu）大量（liàng）硫化（huà）物，浇注后在铸件内部形成（chéng）渣。 （4）金属液（yè）中各组元（碳、锰、硫、硅、铝、钛（tài））之（zhī）间（jiān）或这些（xiē）组元与氮、氧之间（jiān）发生（shēng）化学反应，其（qí）氧（yǎng）化物与炉衬、包衬、砂（shā）型壁或涂料之（zhī）间发生界面反应形成夹渣。 3.改进（jìn）方案 （1）熔炼时对原（yuán）材料进（jìn）行分拣，保证干燥、清洁、无锈蚀。 （2）提高铁液出炉温度和（hé）球化处（chù）理温度，对浇包进行（háng）充分（fèn）烘烤。 （3）金属液在浇（jiāo）包内应静置一段时间，以利于渣上浮。 （4）降低原铁液含（hán）硫量，在保证球化前提（tí）下，尽（jìn）可能（néng）减少球墨铸铁的（de）残留镁含（hán）量。 （5）浇注（zhù）系统改（gǎi）进。为保证铁液在充填型腔的过程中（zhōng）平稳、流畅，按大孔出流理论对（duì）浇注系统（tǒng）进行了改（gǎi）进，如图3所示（shì）。采用开（kāi）放式浇（jiāo）注（zhù）系（xì）统，通过增大进流（liú）截面降低进流速度。铸件整体分散（sàn）进（jìn）流，快速充型（xíng），保证浇口杯、直浇道及时充满。图3 改进后的浇注（zhù）系统 该（gāi）铸件重（chóng）4500kg，浇注重量6000kg，根据相关（guān）公式计算的浇注（zhù）时间为（wéi）60s，阻流截面积（jī）为52cm2，即设（shè）计的开（kāi）放式浇（jiāo）注系统（tǒng）的直浇（jiāo）道截面积（jī）为52cm2。按（àn）照（zhào）标准的陶瓷管，则（zé）选择φ80mm的陶瓷管，截面（miàn）积是50.24cm2，按照推（tuī）荐的浇注系（xì）统比例（lì），设计的横浇道截面形状是（shì）矩形（xíng）（9cm×6cm），则面积是108cm2，内（nèi）浇道是13道φ35mm的陶瓷管，截面（miàn）积是125cm2，则zui终的截面比是F直（zhí）：F横：F内=1∶2.15∶2.49。 根据上（shàng）面计算（suàn）的参数计算得进流速度为0.28m/s，进流速度降低很多，是原工艺（yì）进流速度的40%。充型（xíng）平稳，避免紊流（liú），大大降低了铁液二次氧化的机会，从而（ér）可以减少夹渣缺陷。 4.改进后（hòu）验证 采用以（yǐ）上措（cuò）施（shī）连续生产（chǎn）15件，铸件没有再出（chū）现法兰（lán）和轴承上表面（miàn）部位夹（jiá）渣缺（quē）陷，改进有效。类似的方法在其（qí）他产（chǎn）品上（shàng）运用（yòng），也有（yǒu）明显效果。 5.结（jié）语 大型球墨（mò）铸（zhù）铁件易于在浇注位置上表面以及铁液流动的一些死角（jiǎo）区域产生夹渣缺（quē）陷，这些缺陷可（kě）以（yǐ）通过熔炼控制和浇注系（xì）统的改进来解决。浇注（zhù）系统形（xíng）式以及参数选（xuǎn）择应能保证铁（tiě）液平稳充型，为此浇注系统（tǒng）各组成部（bù）分面积、浇注时间需（xū）按照内浇道低（dī）速进流、铸（zhù）件整体快速充满的原则来计（jì）算。
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热（rè）处理工艺中（zhōng）淬火的常用方法有十种，分别是单介（jiè）质（zhì）(水、油、空气)淬火;双介质淬火;马氏体分（fèn）级淬火;低于Ms点（diǎn）的马（mǎ）氏体分级（jí）淬（cuì）火法;贝氏体等温（wēn）淬火（huǒ）法;复合淬火法;预（yù）冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法（fǎ）;喷射淬火法等。 一、单介质(水、油、空（kōng）气（qì）)淬火 单介（jiè）质(水、油（yóu）、空气)淬火：把已加（jiā）热到淬火温度的工件（jiàn）淬人一种（zhǒng）淬火介质（zhì），使其完全冷却。这种是（shì）zui简单（dān）的（de）淬火方法，常用于形状（zhuàng）简单的碳钢和合（hé）金钢工件。淬火介（jiè）质根据（jù）零件传（chuán）热系数大（dà）小、淬透（tòu）性、尺寸、形（xíng）状等进行选择（zé）。 二（èr）、双介质淬火 双介质淬火：把加（jiā）热到淬火（huǒ）温（wēn）度的（de）工件，先（xiān）在冷却能力强的淬火（huǒ）介（jiè）质中冷却至接近Ms点（diǎn），然后（hòu）转入慢冷的（de）淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并（bìng）有比较理想的淬火（huǒ）冷却速（sù）度。用于（yú）形状复杂件或高碳（tàn）钢、合金钢（gāng）制（zhì）作的（de）大型（xíng）工件，碳素工具钢也多（duō）采（cǎi）用（yòng）此法（fǎ）。常用冷却介质有水-油（yóu）、水-硝盐、水-空气、油-空气，一般用水作快冷淬火介质，用（yòng）油或空气（qì）作慢冷淬（cuì）火介质，较少采用（yòng）空气（qì）。 三（sān）、马氏体分级淬火 马氏体分级淬火：钢材奥氏体化，随之浸入温度稍（shāo）高（gāo）或稍低于钢的（de）上（shàng）马氏（shì）点（diǎn）的液态介质（zhì）(盐（yán）浴或碱浴)中，保持适当时间，待（dài）钢（gāng）件（jiàn）的内（nèi）、外层都达到介（jiè）质温度后取出空冷，过冷（lěng）奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。一般用于形状（zhuàng）复杂（zá）和变形要求严的小型工（gōng）件，高（gāo）速钢和高合金（jīn）钢工模（mó）具也常用（yòng）此法淬（cuì）火。 四、低于Ms点的（de）马（mǎ）氏体分级淬火法（fǎ） 低于Ms点的（de）马氏体分级淬火法：浴槽（cáo）温度低（dī）于工件用（yòng）钢的Ms而高于Mf时，工件在该浴（yù）槽中冷却较快，尺（chǐ）寸较大时仍可（kě）获得和分级淬火相（xiàng）同的（de）结果。常用于尺寸较大（dà）的低淬透性钢工件。 五、贝氏体等温淬火法 贝氏体等温（wēn）淬火法：将工（gōng）件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中（zhōng）等温，使其发生下贝氏（shì）体转变，一般（bān）在（zài）浴（yù）槽中（zhōng）保温30~60min。数控微信公号（hào）cncdar贝（bèi）氏（shì）体等（děng）温淬（cuì）火工艺主要三个步骤：①奥氏（shì）体化处（chù）理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于（yú）合（hé）金钢、高（gāo）碳（tàn）钢小尺寸零件及球墨铸（zhù）铁件（jiàn）。 六、复合淬（cuì）火（huǒ）法 复合淬火法（fǎ）：先将（jiāng）工件急冷（lěng）至（zhì）Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体，然后（hòu）在下贝氏体区等温，使较大截（jié）面工件得到马氏体和贝氏体组织，常用于合金工具钢工件。 七、预冷等温淬火（huǒ）法（fǎ） 预冷等（děng）温淬（cuì）火法（fǎ）：又称升（shēng）温等（děng）温淬火，零件先在温度较低（dī）(大于Ms)浴槽中冷（lěng）却，然后转入温度较高的浴槽（cáo）中，使（shǐ）奥氏体进行等温转变。适用于淬透性较差的钢件或（huò）尺（chǐ）寸较大又（yòu）必须进行等温淬火的工件。 八、延迟（chí）冷却淬火（huǒ）法 延迟冷却（què）淬火法：零件（jiàn）先在（zài）空气、热水、盐（yán）浴中预冷到（dào）稍高（gāo）于Ar3或Ar1温度，然后进行单（dān）介质淬火。常用于形状复杂各部位厚薄悬殊及要求变形小的（de）零件。 九、淬火自回火法 淬火自回火法：将被处理工件全部加热，但（dàn）在（zài）淬（cuì）火时仅将需要淬（cuì）硬的部（bù）分(常为工作（zuò）部（bù）位)浸入淬火液冷却，数（shù）控微信（xìn）公（gōng）号cncdar待到未（wèi）浸入部（bù）分（fèn）火色消（xiāo）失（shī）的瞬间（jiān），立即取出在空气（qì）中（zhōng）冷（lěng）却的淬火（huǒ）工艺。淬（cuì）火自回火法利用心部未全部冷（lěng）透的热量传到表（biǎo）面，使表（biǎo）面回火。常用于承受冲击的（de）工（gōng）具如錾子、冲子（zǐ）、锤子等。 十、喷（pēn）射淬火法 喷射淬火（huǒ）法：向工件（jiàn）喷射水（shuǐ）流（liú）的淬火方法，水（shuǐ）流可大可小，根（gēn）据所要求的淬火深（shēn）度而（ér）定。喷射（shè）淬火法不会在工（gōng）件表（biǎo）面形成蒸汽膜（mó），这样就能够保证得到比昔（xī）通水（shuǐ）中淬火（huǒ）更深的淬硬层。主要用于局部表面淬火。
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第1步 材料的选择 铁素体球铁的生产，选择高纯的（de）原材料是（shì）非（fēi）常必要的，原材料中的（de）Si、Mn、S、P含量要（yào）少（Si<1.0%, Mn<0.3% S<0.03%，P<0.03%），对Cu、Cr、Mo等一些合金元素要严格控制含（hán）量。由于很多微量元素对球化衰退zui为敏感，如（rú），钨、锑、锡、钛、钒等（děng）。钛对球化（huà）影响很（hěn）大应（yīng）加（jiā）以控制，但钛高（gāo）是我国生铁的特点（diǎn），这主要与生铁的冶金工艺有关。 第2步 脱硫 原铁液含硫量决定球化剂的加入量，原铁液中的含硫（liú）量（liàng）越高，则球化剂的（de）加入量越多，否则（zé）不能（néng）获得球化良好的铸（zhù）件。球（qiú）化处理（lǐ）前原（yuán）铁液中的（de）S含量控制在0.02%以下。对球化（huà）处理前原铁液的含（hán）硫量高时，必须进行脱硫处（chù）理。 第3步 Mo合金处理 Mo合（hé）金化处理，采用涡流工艺，加入量控制在0.5～1.0%，具（jù）体根据zui终Mo含量进行调整。为了确保Mo的有效吸收（shōu），对合金（jīn）的粒度应该严格要求。 第4步 球化剂和球化（huà）处（chù）理 生产厚大断面球铁件时（shí），为了提高抗衰退能力，在球（qiú）化（huà）剂中加入一（yī）定比（bǐ）例的重稀土（tǔ），这（zhè）样既可以保证起球化作用的Mg的含（hán）量（liàng），同时也（yě）可（kě）以（yǐ）增加具有较高抗衰（shuāi）退能力的重（chóng）稀土元素，如（rú），钇等。根据国内很多工厂的试验和生产实践（jiàn），采（cǎi）用Re—Mg与钇基重稀（xī）土的（de）复合球（qiú）化剂作为（wéi）厚（hòu）大断面球铁件生（shēng）产的球（qiú）化剂是（shì）非常理（lǐ）想的，使用这种球化剂在实际生（shēng）产（chǎn）应用过程中也取得了很好的效果。据有关资（zī）料（liào）表明（míng），钇的球化能力（lì）仅次于（yú）镁，但（dàn）其抗衰退能力比镁强（qiáng）的多，且不（bú）回硫（liú），钇可过量加入（rù），高碳孕（yùn）育良好时，不会出现渗碳体。另外（wài），钇与（yǔ）磷可形成高熔点夹杂物，使磷共晶减少并弥散，从而进一步提高球铁（tiě）的延（yán）伸率。在球化（huà）处理时，为了提高镁（měi）的（de）吸收率，控制反应速度及提高球化（huà）效果（guǒ），采（cǎi）用特有的（de）球化工艺。对球化处理的（de）控制，主要（yào）是在反（fǎn）应（yīng）速度上进行控（kòng）制（zhì），控制球化反应时间在2分钟（zhōng）左右。 对（duì）此采（cǎi）用中低Mg、Re球（qiú）化剂和钇基重稀土的复合球化剂，球化剂（jì）的（de）加入量根据残留Mg量确定。 球化（huà）衰（shuāi）退防止：球化衰退的原因一（yī）方面（miàn）和Mg、RE元素由铁液中逃逸减少有（yǒu）关，另一方面也和孕育作用不断（duàn）衰退有关（guān），为了防止球化衰退，采取以（yǐ）下措施： A、铁液中应保（bǎo）持有足够的球化元素含（hán）量； B、降低原铁液的含硫（liú）量，并防止铁液（yè）氧化（huà）； C、缩短铁液经球化处理（lǐ）后（hòu）的停留（liú）时间； D、铁（tiě）液经球化处（chù）理并扒渣后（hòu），为防止 Mg、RE元素逃逸，可（kě）用覆（fù）盖剂将铁液表面覆盖严（yán），隔绝空气以减少（shǎo）元素的逃逸。 第5步 孕育剂和孕育处理 球（qiú）化处（chù）理是球铁生产的基础，孕育处理是球铁生产的关键，孕育效（xiào）果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的园整（zhěng）度，为了保证孕育（yù）效（xiào）果，孕育处理采用多（duō）级孕育处理。孕育处理越接近浇注，孕育效果（guǒ）越好。从孕育到浇注（zhù）需要一定的（de）时间，该时间越长，孕育衰退就（jiù）越严（yán）重。为了防止或（huò）减少孕育衰退，采用以下措施： A、使用长效孕育剂（jì）（含有一定量的钡、锶、锆或锰的硅基孕（yùn）育（yù）剂）； B、采用（yòng）多级孕育处理（包内孕（yùn）育、孕育槽孕育、水口瞬时孕育等）； C、尽量（liàng）缩短孕育到（dào）浇注时间。 孕育剂的加入量控（kòng）制（zhì）在（zài）0.6～1.4%，孕（yùn）育剂加入量过少，直（zhí）接造成孕育效果差，孕（yùn）育量过大，导致铸件夹杂。 第6步（bù） 浇注（zhù）工艺控（kòng）制 浇注应（yīng）采用快（kuài）浇，平稳注入的原则（zé）。为了提高瞬（shùn）时孕育的均匀（yún）性（xìng）及防止熔渣（zhā）进（jìn）入型腔，水口盆的（de）总容量（liàng）应与铸件的毛重相当（dāng），浇注时（shí）将孕育剂放入水（shuǐ）口盆中，将（jiāng）铁水一次全部注入水口，使（shǐ）铁水与孕育剂充分混合，扒去表面（miàn）浮渣（zhā），提出水口堵（dǔ）浇注。
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