機(jī)械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質(zhì)量,甚至引起報(bào)廢,因此對(duì)鑄件的機(jī)械粘砂_引起足夠的重視,以提高產(chǎn)品成品率。
如果鑄件和模樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀,或具有扁薄的砂臺(tái)或砂芯,則這種設(shè)計(jì)會(huì)促進(jìn)機(jī)械粘砂產(chǎn)生。因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)的鑄件會(huì)使砂型、砂芯局部熱量集中,其正常的性能受到破壞,砂型、砂芯表面提前潰散,熔融金屬或金屬氧化物易于滲入而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。對(duì)此,可在熱量集中的部位采用特殊砂型,如鋯砂或橄欖石砂,以提高其長(zhǎng)時(shí)間受熱或受高溫輻照的能力。
2、模樣
(1)模樣的工藝設(shè)計(jì)不良,使砂型舂不緊實(shí)或緊實(shí)度不勻,會(huì)造成型腔表面粗糙或疏松,對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有直接影響。模樣的工藝設(shè)計(jì)常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:
一是分模面選擇不當(dāng),致使上型過高,或在砂型中形成很深的型腔。
二是模樣在模底板上的位置布置不當(dāng),使凹陷處難于舂實(shí),這可能是由于模樣距箱壁太近,或模樣排列過密所致。由于模樣排列過于擁擠,會(huì)引起鑄件產(chǎn)生脹砂,即使沒有明顯的脹砂,也會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。由于產(chǎn)生缺陷的根源相同,機(jī)械粘砂和脹砂會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)鑄件上。
三是直澆道、冒口和橫澆道的位置布置不當(dāng),會(huì)出現(xiàn)不易舂實(shí)的凹陷部位,這與澆冒口系統(tǒng)的布局有關(guān)。
四是起模斜度<1.5°時(shí),即使整個(gè)砂型的緊實(shí)度合適,也會(huì)使砂型表面撕裂,易于使金屬或金屬氧化物滲入。
(2)模樣的工藝結(jié)構(gòu)不良,導(dǎo)致金屬液靜壓力過高。由于靜壓力的增高,砂型的負(fù)荷也_加重,因此需要采用特殊的砂型或更緊實(shí)的造型方法,以抵擋金屬液對(duì)砂型的滲透壓力。
3、砂箱
砂箱的設(shè)計(jì)及構(gòu)造不合理,致使砂型緊實(shí)度不勻或舂砂過軟。
產(chǎn)生這些問題的一般原因如下:
(1)箱帶的位置不當(dāng),妨礙某些凹陷部位的舂實(shí),因而導(dǎo)致砂型局部過軟,引起脹砂或機(jī)械粘砂。
(2)因砂箱太小造成舂砂不實(shí)。
(3)箱帶位置不當(dāng),使直澆道和冒口不能放在合適的位置上,以致冒口或直澆道與模樣間的型砂舂不緊實(shí)。又因該處必然造成熱量集中,使機(jī)械粘砂更為嚴(yán)重。因此,如直澆道或冒口的位置不能改變,則_將箱帶割去一塊或整個(gè)去掉。
(4)上箱過高。機(jī)械粘砂通常與型腔表面的抗?jié)B透能力及金屬液的靜壓力有關(guān),金屬液壓力的大小,與金屬的密度和上箱高度有關(guān)。如從鑄件補(bǔ)縮需要出發(fā),上箱應(yīng)有_高度,但型砂性能也_要隨之加以_。
4、澆冒口系統(tǒng)
(1)澆冒口的位置不當(dāng)導(dǎo)致砂型局部過熱,從而促使型腔表面過早毀壞,金屬液或在高溫下形成的金屬氧化物_更容易滲入型腔表面。
這類情況較典型的例子有下列幾種:
_,直澆道或冒口距型面過近,形成一個(gè)熱節(jié)區(qū),這一熱節(jié)區(qū)的砂型如未舂實(shí),則機(jī)械粘砂缺陷_會(huì)_嚴(yán)重。
_,在_的型腔表面上流過的金屬液過多,會(huì)把型面加熱到足以毀壞的程度。如果型腔中初期凝固的硬殼被后來流入的金屬液重熔,則粘砂_更為嚴(yán)重。
第三,在澆注時(shí),凡能造成金屬液壓力過高的_因素,均可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂。當(dāng)金屬液不僅壓力高,而且溫度也高時(shí),情況尤為嚴(yán)重。
(2)直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的截面比例不當(dāng),使金屬液在澆注時(shí)不斷受到氧化,增加了金屬氧化物的數(shù)量,并導(dǎo)致對(duì)型砂的助熔作用。在澆注過程中,澆注系統(tǒng)應(yīng)始終充滿金屬液,否則,在澆注系統(tǒng)中的_部位均能使金屬液受到氧化。
(3)冒口頸尺寸過大,將造成其周圍型砂過熱,這是一個(gè)較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長(zhǎng)引起的,為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固,_不得不加大頸部尺寸。如果因?yàn)槊翱陬i設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致補(bǔ)縮不到,那么_是縮短冒口頸,以防止凝固,而不是加大其尺寸。尺寸較小的冒口頸,可以減少砂型受熱。
(4)澆口杯或直澆道設(shè)計(jì)不當(dāng),以致澆注時(shí)卷入空氣造成金屬液氧化,這通常是由于湍流引起的,隨著金屬液表面氧化膜的不斷積累會(huì)引起機(jī)械粘砂。
5、型砂
(1)原砂粒度分布不均勻,會(huì)造成砂型緊實(shí)度低,原砂的粒度分布對(duì)砂型的_緊實(shí)度有直接影響。
(2)型砂的流動(dòng)性和成型性差。
(3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄,會(huì)使型殼的局部強(qiáng)度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋,往往由于這種簡(jiǎn)單的原因,使鑄件發(fā)生機(jī)械粘砂。
(4)鑄型的透氣性過高,這是型砂顆粒太粗的另一種反映。透氣性和緊實(shí)度是相互影響的兩個(gè)因素。緊實(shí)度低則透氣性好,反之亦然。
(5)型砂中碳素材料或脫氧物質(zhì)不足,會(huì)產(chǎn)生過多的金屬氧化物,使氧化物濕潤(rùn)砂粒而易于滲入。
6、制芯
(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳,與原砂粒度分布不均勻一樣,對(duì)產(chǎn)生機(jī)械粘砂有影響。
(2)砂芯未舂實(shí),與砂型未舂實(shí)的性質(zhì)一樣,對(duì)機(jī)械粘砂有重大影響。
(3)砂芯表面粗糙或多孔,會(huì)引起機(jī)械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤(rùn)了這種粗糙的或多孔的表面后_會(huì)滲入砂芯。
(4)砂芯在儲(chǔ)存期間吸濕。對(duì)砂芯來說,水分過多更為麻煩。因?yàn)樯靶舅诌^多不易察覺。有的砂芯看上去像是干的,但實(shí)際上其水分仍然很高。
(5)砂芯在搬運(yùn)時(shí)操作不慎,或在涂料尚處于濕態(tài)時(shí)搬運(yùn)而招致破損或擦傷涂層。其后果是造成砂芯上的涂料不夠,以致不能阻止金屬或金屬氧化物滲入砂芯。涂料破損處_好像在砂芯上開了一個(gè)出氣孔一樣,造成金屬液沸騰而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。
(6)砂芯涂料浸入太淺,會(huì)直接引起機(jī)械粘砂。
(7)砂芯涂料的高溫強(qiáng)度低。由于涂料中的粘土不足,或是溶劑太多,以致粘結(jié)劑含量減少,造成涂料高溫強(qiáng)度降低而引起機(jī)械粘砂。
(8)芯砂混制不良,使砂芯個(gè)別部位強(qiáng)度過低,在澆注時(shí)造成崩落,因而產(chǎn)生機(jī)械粘砂。
(9)砂芯清掃和修整不良時(shí),會(huì)直接造成機(jī)械粘砂。對(duì)砂芯加強(qiáng)檢驗(yàn),這類缺陷是應(yīng)該能夠避免的。
(10)砂芯在浸、噴涂料后未再次烘干。與砂芯在砂型中吸濕返潮一樣,涂層不干_易發(fā)生剝落與掉皮。
(11)芯盒不干凈,會(huì)使芯砂粘附在芯盒上,造成砂芯表面粗糙。質(zhì)量?jī)?yōu)良的砂芯有致密的表面層,芯盒不干凈_得不到具有致密表面層的_砂芯。
7、造型
(1)舂砂松軟和緊實(shí)度不均勻。在大多數(shù)情況下,舂砂緊實(shí)和緊實(shí)度均勻同樣重要。然而,有時(shí)緊實(shí)度不均勻比砂型整體松軟的危害更大。
(2)砂型修補(bǔ)不良。砂型修補(bǔ)面粗糙疏松,會(huì)引起機(jī)械粘砂;修型過度或修補(bǔ)部位水分過高,也會(huì)造成金屬液沸騰而引起機(jī)械粘砂。
(3)補(bǔ)砂不良的部位毛糙、疏松,會(huì)發(fā)生機(jī)械粘砂。
(4)砂型涂料不勻或不足。
(5)表干型的涂料干燥不勻或未充分烘干。
(6)脫模液用量過多會(huì)削弱砂型表面強(qiáng)度,促成金屬液沸騰而產(chǎn)生鑄件機(jī)械粘砂。
(7)砂型涂料的波美度太低,涂料_會(huì)被砂型吸入,因而發(fā)生涂料掉皮、掉屑或剝落而造成機(jī)械粘砂。
(8)模樣表面覆蓋的面砂量不足,這是常見的操作疏忽。
(9)冷熱材料(砂芯、砂型、芯撐、冷鐵等)接觸到一起。冷熱材料相遇,會(huì)使水分凝聚。水分能引起沸騰型機(jī)械粘砂,同時(shí)大幅增加氧化物的生成速度,隨后便會(huì)發(fā)生金屬氧化物的滲入。這是產(chǎn)生機(jī)械粘砂的一般原因,也是高壓造型產(chǎn)生機(jī)械粘砂的主要原因。
8、金屬成分
(1)易于形成流動(dòng)性好的金屬氧化物,流動(dòng)性好的金屬比表面張力高或粘稠的金屬更容易引起機(jī)械粘砂。
(2)合金中含有低熔點(diǎn)成分,如鉛青銅中的鉛_容易引起機(jī)械粘砂。因?yàn)殂U比母體金屬溫度還低很多時(shí)仍然處于流動(dòng)狀態(tài)。
(3)需要高溫澆注的合金。由于合金流動(dòng)性好,容易產(chǎn)生機(jī)械粘砂。此外,因澆注溫度高,加速了氧化物的生成速度,故更具有形成氧化性機(jī)械粘砂的傾向。
9、澆注
(1)澆注溫度過高時(shí),不但會(huì)使金屬液流動(dòng)性提高,還會(huì)使金屬液迅速氧化,因而加速了氧化性機(jī)械粘砂的發(fā)生。
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