本次疫情期间,罗通老师写了一篇关于铸件气孔、渣孔缺陷的文章,洲际铸造平台授权转载!
许多消失模铸造厂在生产加工件时特别是碳钢不锈钢件,虽然抛丸后没有什么问题外观也比较理想,可是一加工就出现渣孔气孔,而产生的位置一般在产品的中上部及侧边和浇注系统的对面,夹渣是夹杂缺陷的铁液熔渣和模样残渣。铸件上二者一般都呈黑色,大小不一,形状很不规则,有块状、片状、线条状等。一般存在于铸件内部,多见于铸件上表面的皮下和拐角处。那么泡沫模型气化分解生成大量的气体及残留物不能及时排出铸型,泡沫、涂料层填充干砂的干燥不良,在高温包围下,裂解出大量的氢气和氧气侵入铸件而形成气孔。
产生气孔渣孔的原因一般有以下几种:
1,泡沫的水分干燥不透彻就去上涂料,涂料第一遍没干透就去上第二遍,在高温的液体浇注时产生的气孔,
2,泡沫的密度过于太大使浇注时来不及气化而吐食泡沫产生的泡沫渣形成渣孔
3,钢水脱氧不良、炉台、炉内、包内除渣不净,熔化铁水时,或多或少要产生熔渣,特别是炉料锈蚀严重或采用铁屑熔炼时,产生大量的金属熔渣。在浇注时熔渣很容易随着铁水进入型腔,留在铸件内部,凝固后就形成黑色夹渣。由于夹渣的密度比铁水小,一般要浮在铸件上面,铸件拐角处对熔渣有阻碍作用,熔渣上浮时易产生滞留,所以该部位也多见夹渣缺陷。镇静时间过短,浇注过程中挡渣不力,浇注工艺不合理造成渣孔。
4,由于浇注系统设计不合理,大件小件混合搭配在一个砂型形成了纵横交错,钢水的充型速度大于泡沫气化退让及气体排出速度,造成充型前沿将气化残留物包夹在钢水中再次气化形成内壁烟黑色的分解气孔。
5,浇注温度低,充型前沿钢水不能使泡沫充分气化,未分解的残余物质来不及浮集到冒口而凝固在铸件中形成气孔。
5、内浇道开设位置不合理,充型时形成死角区,由于型腔内气体压力作用,使气化残留物积聚在死角处形成气孔,内浇道截面积过大,而且少使充型速度大于泡沫气化退让速度,吞食泡沫,在合金内部分解气化,而气体无法排出形成气孔。
6、涂料的透气性差或者负压不足,涂料目数过于太大超过了200目,涂料搅拌时间过于太长超过了二小时,使200目的涂料变成250----280目,烘干房的排湿能力不够使模型拿到现场又没有及时装箱暴露时间长造成的吸潮,在浇注过程中又有返喷现象产生气孔。
7,负压不足,真空泵功率过小连接的管路行程过于太长,使负压没有力而只有量(力量)。
8,充填砂的透气性差,粉尘含量高堵住纱网,不能及时吸排出型腔,负压管道内部堵塞造成负压度失真,使型腔周围的负压值远远低于指示负压,气化物不能及时排出涂层而形成气孔或皱皮。
7、砂箱结构不合理只有底部抽而四周没有,浇口杯过于太小钢水形成涡流浇注速度就慢,未能充满浇口杯,暴露直浇道,卷入空气,吸入渣质,形成携裹气孔和渣孔。
8、浇口杯与直浇道以及浇注系统之间的连接处密封不好,尤其是直浇道与浇口杯的连接密封不好,在负压的作用下很容易形成夹砂及气孔。
二、控制气孔渣孔缺陷的措施
1、 选择适宜的模型材料 ,白模密度在强度和光洁度保证的前提下尽可能小一些,保证泡沫模型不变形的基础上尽量轻减少发气量,球铁及碳钢和不锈钢最好使用共聚料,泡沫板材选择16--18 g/cm3,浇注系统尽量做到多点进水减少浇注的时间及多点气化, 内浇道的开设要有利于合金的顺利平稳快速充型,不形成死角区,在铸件的顶部和型腔结构复杂的设置负压架有利于减少缺陷的产生。
2,模具粘合过程中,应选用专用的热熔胶或冷胶,在保证粘牢的情况下用量越少越好,
3,壁厚不均部位设置随形冷铁,实现铸件的顺序凝固,把合金内的气体、渣质及气化残留物上浮到冒口部位,减少气孔、渣孔、缩孔产生的机率。
4,提高涂料的透气性选择200目锆铝粉加桂林五号耐火骨料配制的涂料有高低温强度好耐磨损,排气能力大,透气性好,烧结均匀开箱易脱落剥离,不与合金润湿及化学反应,一般铸件涂刷2遍,涂层厚度1-1.2mm 。厚大件可以控制在1.5---2.0 消失模涂料的质量管理十分关键。夏秋季节特别应该注意涂料的发酵酶变,可以少量加(84)消毒液,合格的铸件离不开最佳的涂料,控制涂料的质量不可轻心。
5, 浇注温度要适宜 ,由于消失模的充型过程中要放热气化泡沫,建议浇注温度较砂型铸造高30-50℃ 。(根据具体情况而定)钢水与泡沫的热辐射受浇注温度的制约,浇注温度适宜热解充分,模样的热解产物主要呈小分子气态,在负压场的作用下容易排出型腔,当浇注温度低时,模样的热解不充分,液相残留物会堵塞涂料层,热解气体排出受阻,型腔内形成反压力,充型流动性由此下降,再加上凝固速度快,合金内的气渣来不及浮集到冒口内,生成气孔的机率增大。浇注温度要与冶炼的合金相匹配,以避免因温度高而产生的其他铸造缺陷。
6, 钢水的最终脱氧和包内镇静。消失模遵循高温出炉低温快浇的原则。高温出炉是为包内镇静留下适宜的时间,钢水最终脱氧除渣是减少三孔缺陷的先决条件,出炉前取样观察钢水的收缩状况,如果试样不收缩不允许出炉,炉衬、包衬、炉台要保持清洁卫生。
7,铸件的最佳浇注位置是充型时获得良好的气化条件及排气条件,便于气化除渣,选择立浇或斜浇,也即遵循侧表面积最大化的原则,浇注系统应具备挡渣集气及补缩功能。
8,合理的浇注工艺和负压度 ,浇注工艺是以充满浇杯封闭直浇口为原则,如果浇注速度忽快忽慢,使充型造成剧烈的紊乱并在型腔内剧烈沸腾,将来不及气化的泡沫包挟在合金液体内形成气孔,特别不允许暴露直浇道使渣气侵入,理想的浇注速度是液态合金的充型速度等于或略小于模型的气化速度。
9,砂箱尽量选择槽钢五面抽气砂箱确保箱内整个都有足够的负压,确定合理的真空度。真空度过高加剧液态合金渗透性粘砂,并且造成附壁效应,不利于液相泡沫被涂层吸附生成很多气孔。适宜的负压是排气的保证,也是防治粘砂的措施,浇注过程中选择功率较大的真空泵使抽气量大于发气量,紧固干砂,保证铸件几何尺寸,缩短凝固时间,阻止气孔扩散、长大,因为浇注停止后,金属与涂层界面的液相涂沫的分解还在进行,负压作为消失模铸造的主要控制因素,
7,造型砂最好选择宝珠砂提高透气性减少粉尘,加强扒渣和档渣工作:在出炉前,铁水表面撒聚渣剂并进行扒渣,使倒入浇包内的铁水表面渣子尽可能少,铁水包液面上撒盖聚渣剂并镇静2~3min,让熔渣上浮聚合,然后充分扒净渣子再浇注。
浇注时将档渣棉放在铁水包嘴口,包口吹扫干净浇注过程中就不会有渣子流出,从而最大限度地减少浇注进渣的可能性,这是最好的档渣方法,生产碳钢和不锈钢最好采取先烧后浇并振动浇注能够有效的杜绝和减少渣孔气孔。
小结:
1,消失模所有工艺都是取决于细节,成也细节、败也细节、成与败来源于细节,我们经常说;消失模是一看就懂,一学就会、一干就废,
2,消失模生产任何产品首先要具备条件;泡沫材料选择、涂料的配置、粘接的方法、浇注系统的设计进水的方向截面积的大小和数量、砂箱的制作和抽气面、振动台的频率大小和振动电机的数量、真空泵功率的选择和匹配、真空泵的清洗和检查、造型沙子的选择和出尘处理、造型过程中的操作细节与管理、浇口杯的放置方法、钢水出炉的测温、负压大小的控制、保压的时间、翻箱的时间。消失模不要一味的做产品而做,而是是否有这个条件去做,并不是王总的附加值高马上接,李总的批量大马上定、张总的样品马上要交赶紧安排、生产过程中是否有各种管理,粘接的材料?粘接的方法?粘接以后的检查?检查以后是否有记录?涂料材料的选择?涂料配比的要求?涂料厚度的控制?烘房温度的控制?烘房排湿的方法?任何产品在做之前先考虑是否具备以上的条件然后再布置安排,各个部门的管理是否有工作记录。