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鑄鐵件冒口頸部產生縮孔該如何處理？相信這個問題是一個共性的問題，很多鑄造行業人士也遇到過，如果沒有找到好的解決方案，不妨大家一起探討一下！ 一、冒口頸縮孔產生的機理 冒口頸縮孔是指冒口中縮孔穿過冒口頸，侵入鑄件中，形成二次縮孔（內縮孔）主要的原因是冒口頸凝固的比鑄件早，堵塞了冒口至熱節的補縮通道（凝固過程中從熱節依次挪移至冒口頸、冒口的液相形成的通道），使冒口中的金屬液不能對熱節凝固時發生的體積虧損進行補償（補縮），就產生冒口頸縮孔。 二、冒口頸縮孔引起的原因分析 1、過長的凝固時間； 2、過多的補縮口； 3、澆注溫度； 4、過大的內澆口； 5、碳硅當量過高； 6、澆注系統的設計； 7、內澆口形狀。 三、解決方案 1、過多的補縮口 遇到這種情況，可以嘗試改進澆注系統，均勻進水，用一個大的冒口補縮。 2、澆注溫度 解決方法： 在生產過程中控制好澆注溫度，球鐵溫度控制在1360以上，灰鐵控制在1400度以下。 3、澆鑄系統的設計 解決方法：合理設計澆注系統，特別要注意鐵水的流速及流向球鐵澆注系統建議比例：直：橫：內=1：1.2-2.0：0.75
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灰鑄鐵件由于造型制芯時造成的主要缺陷及其原因分析與防止方法 （1）氣孔 特征及發現方法: 局部氣孔:鑄件的局部地方，出現的孔穴表面較干凈光滑的單個氣孔或蜂窩狀氣孔 用外觀檢查，機械加工或磁力探傷可以發現。 原因分析: 1.澆注系統設置不合理，使排氣不暢通或產生渦流，卷入氣體 2.砂型緊實度過高，降低了透氣性 3.砂芯排氣不良，或通氣道堵塞 防止方法: 1.澆注系統的設置應考慮型腔內排氣暢通及平穩流入鑄型 2.砂型緊實度要求均勻，不宜過緊 3.砂芯排氣要求暢通。合箱時，注意封死芯頭間隙，以免鐵液鉆人，堵塞通氣道 4.在鑄件的zui高處，可設置出氣孔或出氣片等 5.起模和修型時，不宜刷水過多 6.對于大平面鑄件，可采用傾斜澆注，出氣孔處稍高，以利排氣 7.芯撐和冷鐵必須千凈，無銹 （2）砂眼 特征及發現方法: 鑄件的孔穴內含有砂粒 用外現檢查，機械加工或磁力探傷可以發現 原因分析: 1.澆注系統位置不合適，如直對砂芯，或澆口太小，鐵液沖刷力大。破壞局部砂型 2.由于模型結構設計不夠好，發生粘模，而砂型又未修理好，或對鑄件拐彎處未搗圓角 3.濕型在澆注前的停留時間過長，使干澡部分或凸出部位脫落 4.造型和合箱時的落砂，未清砂干凈 防止方法: 1.澆注系統位置和大小合適 2.合理選擇起模斜度和圓角，手工造型時，可壓出圓角。成批生產中，模樣應涂刷分型劑,以免粘模，并往意修理好損壞部位。 3.縮短濕型在澆注前的停留時間 4.合理選用芯頭和芯座之間的間隙，以免合箱時壓碎 5.合箱前，必須將型內落砂清掃干凈，仔細合箱，并及時蓋住澆冒口，以免重新掉入砂粒 （3）夾砂 特征及發現方法: 在鑄件表面上，一層鐵和鑄件之間夾有一層型砂 用外觀檢查或機械加工可以發現 原因分析: 鐵液進人砂型后。使型面層的水分向內遷移，在離型面3~5mrn處形成高水分帶。該處強度大大降低，易引起鐵液潛入，或由于硅砂粒高溫膨脹的應力使表面層鼓起，鐵液鉆入，形成夾砂。 1.砂型緊實度過硬或緊實不均勻 2.澆注位置不當；對于水平澆注的大平面鑄件，有時由于鐵液斷續覆蓋大平面的某處而產生夾砂 防止方法: 1.砂型緊實度不宜過緊，要求均勻，并加強透氣 2.手工造型時，局部薄弱處，可插釘子加強 3.盡量使大平面朝下或置于側面，減少鐵液對上平面的烘烤面積和烘烤時間 4.對大平面鑄件，澆注系統可分散布置，并適當加大內澆口截面，縮短澆注時間或傾斜澆 （4）粘砂 特征及發現方法: 鑄件表面鐵液與砂粘在一起，形成粗糙的表面，用外觀檢查可以發現 原因分析: 1.砂型緊實度不均勻或太小 2.涂料刷得太薄 防止方法: 1.適當提高砂型緊實度，減小砂粒間隙(保證透氣性要求)，并搗實均勻 2.選用適當的涂料(多為石墨粉水涂料〕，并刷以一定的厚度，既能提高耐火性，又可以防止鐵液鉆入砂粒 （5）熱裂 特征及發現方法: 裂紋處，帶有暗色或幾乎是黑色的氧化表面 用外觀檢查，透光法，磁力探傷，打壓試驗，煤油滲透等方法發現 原因分析: 1.砂芯和砂型的退讓性差，鑄件收縮受到阻礙 2.芯骨吃砂量太小或砂箱箱帶離鑄件太近，阻礙鑄件收縮 3.內澆道設置過分集中，局部過熱，增加應力 4.鑄件的飛邊過大，飛邊處的裂紋，延伸到鑄件上 防止方法: 1 .砂型緊實度要求適宜，并在型砂中可加入適量的鋸末 2.改用較小的芯骨，使吃砂量適宜，并選用合理的砂箱 3.內澆道布置應適當分散 4.在鑄件厚、薄交界處，可增設收縮肋 5.正確選擇分型面位置，并使合箱時，盡量密合 （6）變形 特征及發現方法: 長的或扁平類鑄件在靠近壁厚的一方凹入，成彎曲形 用外觀檢查，劃線等方法發現 原因分析: 由于鑄件壁厚不均勻，冷卻有先后，從而產生熱應力，當其值大于該材質的屈服極限時，則產生變形和彎曲 防止方法: 1.厚壁處設置冷鐵或內澆口開在薄壁處，創造同時凝固條件 2.模樣上留出預變形曲率或增設加強肋 3.改善鑄件結構 （7）錯箱 特征及發現方法: 鑄件沿分型面發生相對的位移 用外觀檢查或劃線測量可以發現 原因分析: 1.模樣尺寸不對或變形 2.砂箱或分型板定位不準確 3.合箱不準 4.模樣在模板上的位置偏移 防止方法: 1.檢查并修整模樣 2.檢查、修理或改換砂箱及分型板 3.注意準確地合箱 4.檢查并調整模樣在型板上的位置 （8）多肉 特征及發現方法: 鑄件上有形狀不規到的毛刺、披縫或凸出部分 用外觀檢查發現 原因分析: 由于鐵液的壓力作用，使型腔局部脹大造成。多半出現在下型如砂型緊實度不夠或不均勻，局部太松等 防止方法: 適當提高砂型緊實度，并要求均勻搗實 （9）縮孔 特征及發現方法: 在鑄件熱節處產生形狀不規則，表面粗糙的集中孔洞 用外觀檢查，機械加工或磁力探傷可以發現 原因分析: 1.鑄件補縮不足 2.冷鐵設置不當 3.內澆口位置不當 4.砂型緊實度不夠，脹型后產生 防止方法: 1.適當加大冒口尺寸 2.在厚壁處，設置冷鐵，創造同時凝固條件或與冒口配合使用時，創造順序凝固條件 3.正確選擇澆注位置和澆注系統，以造成同時凝固或順序凝固 4 .要求砂型緊實度合適 （10）抬箱 特征及發現方法: 鑄件外形與圖樣不符，用外觀檢查發現 原因分析: 1.壓箱重量不夠 2.夾箱緊固時受力不均勻或太松 防止方法: 1.足夠的壓箱重量或用螺栓均勻緊固 2.分型面應平整，合箱時要注意密合，以免鐵液漏出 （11）鐵豆 特征及發現方法: 氣孔中有小鐵珠；用鑄件斷面檢查，機械加工可以發現 原因分析: 1.砂型潮濕 2.內澆道離鑄件zui低處太高，澆注時，造成鐵液飛濺，形成鐵豆，鐵液充滿后，又未能把鐵豆熔化，使其與氣體一塊包入鑄件中 3.砂芯透氣性差 防止方法: 1.修型時刷水不宜過多 2.合理確定澆注系統位置 3.加強砂芯的通氣 （12）渣眼 特征及發現方法: 在鑄件外部或內部的孔穴中有熔渣 用外觀檢查，機械加工或磁力探傷可以發現 原因分析: 澆注系統擋渣差 防止方法: 合理選用澆注系統，并加強擋渣措施 （13）冷隔與澆不足 特征及發現方法: 鑄件上有未完全融合的縫隙或局部缺肉，周圍呈圓邊 用外觀檢查可以發現 原因分析: 1.澆注系統設置不當，或澆口截面太小 2.鑄件局部壁太薄 3.冷鐵位置選擇不當 4.吊芯，合型時錯位使鑄件部分壁太薄，甚至完全沒有壁厚 防止方法: 1.適當加大澆注系統尺寸 2.對于長形鑄件可采用兩頭澆注；對于高大件可采用階梯澆注或分散澆口等 3.內澆道不不宜離鑄件薄壁處太遠，或可適當增加薄壁處的厚度 4.吊芯時，隨時檢查尺寸，并注意合型準確
+查看全文26 2020-03
鑄造企業在生產過程中，難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷，造成鑄件成品率低，重新回爐生產又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關心的問題。 對于減少鑄件缺陷問題，來自英國伯明翰大學的教授John Campbell，John Campbell可謂是身經百戰，對減少鑄件缺陷有著獨到的見解。早在2001年，中國科學院金屬研究所研究員李殿中，開展熱加工過程組織模擬與工藝設計，就是在John Campbell教授的指導下完成的。今天洲際傳媒就為大家整理了一份由國際鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準則，希望對鑄造行業的同仁們有所幫助。 1、好鑄件從高質量熔煉開始 一旦要開始澆注鑄件，首先要準備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求，可采用能夠接受的zui低標準。然而，更好的選擇是：準備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。 2、避免自由液面上產生湍流夾雜 這就要求避免前端自由液面（彎月面）流速過高。對于大部分金屬來說，zui大流速控制在0.5m/s。對于封閉式澆注系統或薄壁件，zui大流速會適當增加。這個要求也意味著金屬液的下落高度不能超過“靜滴”高度的臨界值。 3、避免金屬液中表面凝殼的層流夾雜 這就要求在整個充型過程，不要出現任何金屬液流的前端提前停止流動。充型前期的金屬液彎月面必須保持可運動狀態，不受表面凝殼增厚的影響，而這些凝殼會成為鑄件一部分。要想獲得這種效果，金屬液前端可以設計成連續擴展的。實際中，只有底注“上坡”能實現連續不斷的上升過程。（如重力鑄造中，從直澆道底部開始向上流）。這就意味著： 底注式澆注系統； 不要有“下坡”形式的金屬液落下或滑落； 不要出現大面積的水平流動； 不要出現由于傾倒或瀑布式流動而產生金屬液前端流動停止。 4、避免裹氣（產生氣泡） 避免澆注系統裹氣而產生的氣泡進入型腔。可以通過以下方式達到： 合理設計階梯型澆口杯； 合理設計直澆道，快速充滿； 合理使用“水壩”； 避免采用“井式”或其他開放式澆注系統； 采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片； 使用除氣裝置； 澆注過程無中斷。 5、避免砂芯氣孔 避免砂芯或砂型產生的氣泡進入型腔金屬液中。砂芯必須保證非常低的含氣量，或者采用適當的排氣以阻止砂芯氣孔產生。除非能保證完全干透，否則不能用黏土基砂芯或模具修復膠。 6、避免縮孔 由于對流影響及不穩定的壓力梯度，厚大截面的鑄件是無法實現向上補縮。所以要遵循所有的補縮規律來保證良好的補縮設計，采用計算機模擬技術進行驗證，實際澆注樣件。控制砂型和砂芯連接處的飛邊水平；控制鑄型涂料厚度（如果有的話）；控制合金及鑄型溫度。 7、避免對流 對流危害與凝固時間有關。薄壁和厚壁鑄件都能不受對流危害影響。而對于中等壁厚鑄件：通過鑄件結構或工藝來降低對流危害； 避免向上補縮； 澆滿后翻轉。 8、減少偏析 預防偏析并控制在標準范圍內，或客戶允許的成分超限區域。如果可能，盡量避免通道偏析。 9、減少殘余應力 輕合金固溶處理后不要進行水（冷水或熱水）介質淬火。如果鑄件應力看起來不大，可采用聚合物淬火介質或強制空氣淬火。 10、給定基準點 所有的鑄件都必須給定用于尺寸檢查和加工的定位基準點。
+查看全文25 2020-03
鑄造工藝規程是技術準備工作的核心，是用于指導生產的技術文件。它既是車間進行生產技術準備和科學管理的依據，也是鑄造工藝技術水平的體現和技術經驗的結晶。鑄造工藝規程編制水平的高低，對鑄件質量、生產成本和效率起著關鍵性作用。 鑄造工藝裝備是指在鑄造生產過程中所用的各種模具、工具、夾具有量具等的總稱。主要有造型（芯）、合型、澆注等工藝過程中所用的模樣、芯盒、澆冒口模、砂箱、芯骨、金屬型、烘芯板、造型平板、定位銷以及造型、下芯的夾具、樣板、磨具、量具等各種鑄造工具。工藝裝備對于順利組織生產，提高生產率和鑄件質量，降低鑄件成本和勞動強度，是十分重要的。 為了使制定的鑄造工藝便于執行、遵守和交流，制定的用于指導鑄造生產的技術文件統稱鑄造工藝規程。鑄造工藝規程分兩大類：一類是工藝守則（也稱操作規程）。特點是具有共用性。即對鑄件生產通用的生產環節如砂處理、造型（芯）、烘干、合型、熔煉、澆注、落砂清理等制定的每個鑄件普遍適用的工藝規程稱為工藝守則。它往往是用文字、表格說明工序的操作次序、方法、規范，以及所采取的材料和規格的技術文件，用于指導工序生產操作。 另一類是針對每個鑄件的特點和要求編制的工藝規程。對于大批量生產或重要鑄件的工藝規程的內容包括：擬定的鑄造工藝方案、繪制的鑄造工藝圖、鑄件圖、模樣模板圖、芯盒圖、砂箱圖、鑄型裝配圖、工藝卡片等。對于單件、小批生產的普通鑄件的工藝規程可適當簡化。 鑄造工藝規程在生產中起下述作用： 1.有利于進行工藝設計，既能選擇合理的工藝方案，又能采用先進工藝，易于獲得優質低成本的鑄件。 2.有利于生產技術準備工作，如砂箱、芯骨、模具的制備。 3.是鑄造各工藝環節上進行技術檢驗的根據，易找出造成鑄造缺陷的原因，并及時采取有效措施。 4.可不斷積累和總結經驗，有利于提高生產效率。
+查看全文24 2020-03
皮下氣孔的產生，是鑄造過程中各個環節和工序操作不當的綜合反應。形成原因復雜，影響因素很多，牽涉到每個人，每到工序，應引起大家的高度重視。 原材料方面 1、含鈦（Ti）、含鋁（AI）高的原材料以及高合金鋼、不銹鋼等禁止使用。 2、銹蝕、氧化嚴重，油污、煤泥、廢砂多的原材料，清理干凈后使用。 3、潮濕、帶水的原材料，干燥后使用。 4、小于3mm的薄鐵皮（管件）等，禁止使用。 5、原材料長度要控制在300-400mm左右。 鐵水熔煉方面 1、原材料裝爐時，一定要緊實，盡量減少空間，以減少鐵水吸氣和氧化。 2、在每爐鐵水熔化過程中，徹底清渣至少2-3次，并且，清渣后要及時覆蓋聚渣和保溫材料覆蓋鐵水，避免鐵水長時間與空氣接觸吸氣和氧化。 3、熔化好的鐵水，高溫等待時間不超過10-15分鐘，否則，鐵水質量會嚴重惡化，成為“死水”。 4、出鐵溫度不低于1540±10℃，出鐵后，要及時除渣，同時覆蓋聚渣保溫劑，防止鐵水降溫和氧化。 5、禁用不符合標準的增碳劑。 孕育劑方面 1、使用前應經300-400℃烘烤，去除其吸附的水分和結晶水。 2、孕育劑粒度5-10mm。 3、孕育劑含鋁量<1%。 澆注方面 1、大、小包一定要烘干烘透，濕包禁止使用，嚴禁用鐵水燙包代替烘干。 2、提高澆注溫度，高溫快澆。澆注原則：慢-快-慢。實踐證明，澆注溫度提高30-50℃，可使氣孔發生率大大降低。澆注時要讓鐵水始終充滿直澆道，中間不斷流，以迅速建立鐵水靜壓力，抵制界面氣體侵入。 3、小包鐵水溫度低于1350℃禁用，應回爐提溫后使用。 4、加強擋渣、蔽渣，及時清除氧化皮，防止其帶入型腔。 混砂方面 1、嚴格控制型砂水分不大于3.5%。 2、型砂透氣性控制在130-180，濕壓強度120-140KPa,緊實率35-38%，型砂表面硬度>90。 3、選用優質膨潤土和煤粉。 4、按規定配入新砂。 5、每天混砂結束，要將多余型砂回收，并徹底清理和打掃混砂機。 模具和造型方面 1、模具分型面要設排氣孔槽或排氣道及暗氣室，以減輕氣體壓力。 2、在模具上增設暗氣室，以減輕氣體壓力。 3、在橫澆道或砂芯上面灑冰晶石粉（用量多少，通過試驗后確定）。 制芯方面 1、硅砂含水要求<0.2%，含泥量<0.3%。 2、制芯工藝：混砂前，硅砂需加熱至25-35℃，先將組分1加入砂中，混制1-2分鐘，再加入組分2，繼續混制1-2分鐘。兩組分加入量各為砂的質量分數的0.75%. 3、由于聚異氰酸脂對水的敏感度較高，制好的砂芯存放時間不應超過24小時。 4、三乙胺濃度和殘留量過高，易使鑄件產生皮下氣孔。
+查看全文23 2020-03
機械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂，是由液態金屬或金屬氧化物通過毛細管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙，在鑄件表面形成的金屬和砂粒機械混合的粘附層。清鏟粘砂層時可見金屬光澤。機械粘砂表面呈海綿狀，牢固地粘附在鑄件表面，多發生在砂型和砂芯表面受熱作用強烈及砂型緊實度低的部位，如澆冒口附近、鑄件厚大截面、內角和凹槽處。 機械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質量，甚至引起報廢，因此對鑄件的機械粘砂必須引起足夠的重視，以提高產品成品率。筆者結合多年的生產實踐經驗并參閱有關資料，談談鑄件機械粘砂的產生原因及其防止措施。 1、鑄件和模樣設計 如果鑄件和模樣的結構會使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀，或具有扁薄的砂臺或砂芯，則這種設計會促進機械粘砂產生。因為這類結構的鑄件會使砂型、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生機械粘砂。對此，可在熱量集中的部位采用特殊砂型，如鋯砂或橄欖石砂，以提高其長時間受熱或受高溫輻照的能力。 2、模樣 (1)模樣的工藝設計不良，使砂型舂不緊實或緊實度不勻，會造成型腔表面粗糙或疏松，對產生機械粘砂有直接影響。模樣的工藝設計常出現以下錯誤： ①分模面選擇不當，致使上型過高，或在砂型中形成很深的型腔。 ②模樣在模底板上的位置布置不當，使凹陷處難于舂實，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，會引起鑄件產生脹砂，即使沒有明顯的脹砂，也會發生機械粘砂。由于產生缺陷的根源相同，機械粘砂和脹砂會出現在同一個鑄件上。 ③直澆道、冒口和橫澆道的位置布置不當，會出現不易舂實的凹陷部位，這與澆冒口系統的布局有關。 ④起模斜度<1.5°時，即使整個砂型的緊實度合適，也會使砂型表面撕裂，易于使金屬或金屬氧化物滲入。 (2)模樣的工藝結構不良，導致金屬液靜壓力過高。由于靜壓力的增高，砂型的負荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更緊實的造型方法，以抵擋金屬液對砂型的滲透壓力。 3、砂箱 砂箱的設計及構造不合理，致使砂型緊實度不勻或舂砂過軟。 產生這些問題的一般原因如下： (1)箱帶的位置不當，妨礙某些凹陷部位的舂實，因而導致砂型局部過軟，引起脹砂或機械粘砂。 (2)因砂箱太小造成舂砂不實。 (3)箱帶位置不當，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。又因該處必然造成熱量集中，使機械粘砂更為嚴重。因此，如直澆道或冒口的位置不能改變，則必須將箱帶割去一塊或整個去掉。 (4)上箱過高。機械粘砂通常與型腔表面的抗滲透能力及金屬液的靜壓力有關，金屬液壓力的大小，與金屬的密度和上箱高度有關。如從鑄件補縮需要出發，上箱應有一定高度，但型砂性能也一定要隨之加以改善。 4、澆冒口系統 (1)澆冒口的位置不當導致砂型局部過熱，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就更容易滲入型腔表面。 這類情況較典型的例子有下列幾種: 第yi，直澆道或冒口距型面過近，形成一個熱節區，這一熱節區的砂型如未舂實，則機械粘砂缺陷就會十分嚴重。 第二，在一定的型腔表面上流過的金屬液過多，會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，則粘砂就更為嚴重。 第三，在澆注時，凡能造成金屬液壓力過高的任何因素，均可能導致鑄件產生機械粘砂。當金屬液不僅壓力高，而且溫度也高時，情況尤為嚴重。 (2)直澆道、橫澆道和內澆道的截面比例不當，使金屬液在澆注時不斷受到氧化，增加了金屬氧化物的數量，并導致對型砂的助熔作用。在澆注過程中，澆注系統應始終充滿金屬液，否則，在澆注系統中的任何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，這是一個較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長引起的，為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固，就不得不加大頸部尺寸。如果因為冒口頸設計不當導致補縮不到，那么zui好是縮短冒口頸，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)澆口杯或直澆道設計不當，以致澆注時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引起機械粘砂。 5、型砂 (1)原砂粒度分布不均勻，會造成砂型緊實度低，原砂的粒度分布對砂型的zui大緊實度有直接影響。 (2)型砂的流動性和成型性差。 (3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄，會使型殼的局部強度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋，往往由于這種簡單的原因，使鑄件發生機械粘砂。 (4)鑄型的透氣性過高，這是型砂顆粒太粗的另一種反映。透氣性和緊實度是相互影響的兩個因素。緊實度低則透氣性好，反之亦然。 (5)型砂中碳素材料或脫氧物質不足，會產生過多的金屬氧化物，使氧化物濕潤砂粒而易于滲入。 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，對產生機械粘砂有影響。 (2)砂芯未舂實，與砂型未舂實的性質一樣，對機械粘砂有重大影響。 (3)砂芯表面粗糙或多孔，會引起機械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤了這種粗糙的或多孔的表面后就會滲入砂芯。 (4)砂芯在儲存期間吸濕。對砂芯來說，水分過多更為麻煩。因為砂芯水分過多不易察覺。有的砂芯看上去像是干的，但實際上其水分仍然很高。 (5)砂芯在搬運時操作不慎，或在涂料尚處于濕態時搬運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。涂料破損處就好像在砂芯上開了一個出氣孔一樣，造成金屬液沸騰而產生機械粘砂。 (6)砂芯涂料浸入太淺，會直接引起機械粘砂。 (7)砂芯涂料的高溫強度低。由于涂料中的粘土不足，或是溶劑太多，以致粘結劑含量減少，造成涂料高溫強度降低而引起機械粘砂。 (8)芯砂混制不良，使砂芯個別部位強度過低，在澆注時造成崩落，因而產生機械粘砂。 (9)砂芯清掃和修整不良時，會直接造成機械粘砂。對砂芯加強檢驗，這類缺陷是應該能夠避免的。 (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，涂層不干極易發生剝落與掉皮。 (11)芯盒不干凈，會使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗糙。質量優良的砂芯有致密的表面層，芯盒不干凈就得不到具有致密表面層的優質砂芯。 7、造型 (1)舂砂松軟和緊實度不均勻。在大多數情況下，舂砂緊實和緊實度均勻同樣重要。然而，有時緊實度不均勻比砂型整體松軟的危害更大。 (2)砂型修補不良。砂型修補面粗糙疏松，會引起機械粘砂;修型過度或修補部位水分過高，也會造成金屬液沸騰而引起機械粘砂。 (3)補砂不良的部位毛糙、疏松，會發生機械粘砂。 (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)脫模液用量過多會削弱砂型表面強度，促成金屬液沸騰而產生鑄件機械粘砂。 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料就會被砂型吸入，因而發生涂料掉皮、掉屑或剝落而造成機械粘砂。 (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，會使水分凝聚。水分能引起沸騰型機械粘砂，同時大幅增加氧化物的生成速度，隨后便會發生金屬氧化物的滲入。這是產生機械粘砂的一般原因，也是高壓造型產生機械粘砂的主要原因。 8、金屬成分 (1)易于形成流動性好的金屬氧化物，流動性好的金屬比表面張力高或粘稠的金屬更容易引起機械粘砂。 (2)合金中含有低熔點成分，如鉛青銅中的鉛就容易引起機械粘砂。因為鉛比母體金屬溫度還低很多時仍然處于流動狀態。 (3)需要高溫澆注的合金。由于合金流動性好，容易產生機械粘砂。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械粘砂的傾向。 9、澆注 (1)澆注溫度過高時，不但會使金屬液流動性提高，還會使金屬液迅速氧化，因而加速了氧化性機械粘砂的發生。 (2)澆包抬得過高和上箱過高一樣，會形成過高的金屬壓頭，促使金屬或金屬氧化物進入砂型的孔隙中。
+查看全文21 2020-03
消失模進砂是消失模鑄造時常見的缺陷，進砂部位可能涉及到直澆道/橫澆道/內澆道等，尤其是澆注系統與逐漸結合的部位。 消失模鑄造的夾渣缺陷 夾渣缺陷是指干砂粒、涂料及其他夾雜物在澆注過程中隨著鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在機加工后的鑄件表面上，可看到白色或黑灰色的夾雜物斑點，單個或成片分布,白色為石英砂顆粒，黑灰色為渣、涂料、泡沫模型熱解后殘留物和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂”或“夾渣”，在消失模鑄造生產中該缺陷是一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模鑄造的工廠是普遍存在的，且很難徹底根除。只有在每一道工序上采取多種措施且精心操作才能把“夾渣”降到很低，取得比較滿意的效果。 在消失模鑄件冷卻打箱后未清理前，根據鑄件及澆注系統表面狀況，即可以判定有沒有進砂和夾渣缺陷。如果澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道和澆口表面或連接處以及鑄件表面粘砂嚴重或有裂紋狀粘砂存在，則基本可以肯定鑄件有夾渣和進砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉筋，可看到斷口上有白色斑點，嚴重時斷口形成一圈白色斑點。這樣的鑄件，特別是板狀、圓餅狀鑄件機加工后加工面上就會有白色、黑灰色斑點缺陷。如果工序操作規程控制不嚴格，生產的鑄件嚴重的影響了鑄件質量和定單完成的進度。 造成夾渣和進砂缺陷的原因 經過我們在生產實踐中長期觀察證明，從澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道至鑄件，所有部位都有可能造成進砂，特別是澆注系統與鑄件的結合部位。在整個生產過程中，澆注系統白模表面的涂料脫落開裂、白模結合部位的涂料脫落開裂、泡沫塑料白模表面的涂料脫落開裂、直澆道封閉不嚴密等因素是造成夾渣、進砂缺陷的zui主要原因。其次，工藝參數的選擇，如澆注系統凈壓頭大小、澆注溫度高低、負壓度大小、干砂粒度等因素，以及模型運輸過程及裝箱操作情況等都對鑄件夾渣和進砂缺陷有很大影響。只有在這些環節采取系統的措施、精心操作，才能把鑄件的夾渣缺陷減少和基本消除，獲得優質鑄件。克服夾渣缺陷是一個系統工程。 減少和克服夾渣缺陷的方法和措施 進砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄造生產的一大難題。目前消失模鑄造生產很成功的主要是三類產品，即抗磨件、管件和箱體類鑄件，它們都是很少加工或不加工的鑄件。對于加工面多且要求高的鑄件，夾渣缺陷是一個關鍵需要解決的問題。我們的經驗是從以下幾個方面采取措施可以減少和消除夾渣缺陷： 1，涂料 消失模涂料的作用是： 1），提高鑄件表面光潔度、使鑄件粗燥度降低2－3個等級，提高鑄件表面質量和使用性能。 2）減少和防止粘砂、砂孔缺陷。 3），有利于清砂、落砂。 4），將澆注時消失模融熔的液體和氣體順利通過涂料層排出到鑄型砂中去，而且防止金屬液滲入砂型，防止鑄件產生氣孔、金屬滲透和碳缺陷。 5），提高模樣強度和剛度，防止在運輸、填砂震動造型時產生變形和破壞，有利于提高鑄件尺寸精度和成品率。消失模鑄造用涂料要求具有強度、透氣性、耐火度、絕熱性、爆熱抗裂性、耐急泠急熱性、吸濕性、清理性、涂掛性、懸浮性、不流淌性等一系列性能，防止夾渣缺陷首先要求涂料具有高的強度和耐火性能。要求涂掛于白模表面的涂料層在烘干和運輸過程中不產生裂紋和開裂，即涂料應具有足夠的室溫強度；而在澆注過程中，在高溫金屬的長時間沖刷作用下涂料層也要不脫落、不產生裂紋開裂，即有高的高溫強度。在液態金屬進入鑄型時直澆口封閉嚴密、鑄件和澆注系統表面的涂料層不脫落、不產生裂紋和開裂是防止夾渣缺陷的首要條件，如果澆道密封不嚴密，涂料層產生脫落、裂紋和開裂，大量砂粒、涂料和夾雜物就會進入金屬形成夾渣缺陷。強度和透氣性是涂料的兩個重要的性能，有時候要求澆注系統用的涂料要比鑄件涂料具有更高的耐火強度，以抵御高溫金屬長時間的沖刷作用而不脫落開裂。操作工在涂刷過程必須保證涂料的均勻性。 2．裝箱操作 在裝箱時模樣組（模型+澆注系統）表面的涂料層不允許有任何脫落、裂紋和開裂，特別是在直澆道與橫澆道結合處、橫澆道與內澆道結合處、內澆口與鑄型結合處，只要有松動、裂紋、連接不牢靠就有可能進砂。這就要求結合處強度要高、涂料要比較厚，澆注系統要有足夠的剛性，必要時需設置拉筋或加固套。模樣組放置于砂箱底砂上時應平穩，不允許懸空放置時即開始撒砂震動造型，以避免震裂涂料層。不要正對模樣猛烈加砂，應先用軟管加砂，震動振實時再用雨淋設備撒砂。開始震動造型時震動要輕微、震幅要小，等干砂埋住模樣再大幅震動。在震動造型時澆注系統特別是直澆道時不允許掰、彎，以免涂料層破裂，要嚴密封閉直澆口以免進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造型操作過程要非常仔細小心，一定要保證在澆注前模樣組涂料層沒有任何脫落、開裂和裂紋。在澆注前應再次把澆口杯清理保證沒有浮砂、塵土和雜物。 3，澆注壓頭、溫度和時間 澆注時壓頭越高對澆注系統和鑄型的沖刷越大，沖壞涂料造成進砂的可能性也越大，對不同大小的鑄件壓頭要有所不同。要選擇容量合適的澆包，澆包要盡可能降低澆注高度，包嘴盡量靠近澆口杯，應避免用大包澆小活。澆注溫度越高，對涂料性能要求就越高，就越容易產生粘砂夾渣等缺陷，應選擇合適的澆注溫度。對于灰鑄鐵件，出爐溫度可在1480℃左右，澆注溫度為1380－1420℃；球鐵鑄件出爐溫度應在1500℃以上，澆注溫度為1420－1450℃；鑄鋼件澆注溫度為1480－1560℃。一箱需鐵水300－500公斤的鑄鐵件澆注時間可控制在10－20秒左右。 4，負壓 消失模鑄造的澆注過程一般都是在真空條件下進行的，負壓的作用是緊實干砂、加快排氣、提高充型能力，在真空密封條件下澆注改善了工作環境。負壓度的大小對鑄件質量有很大影響，過大的負壓度使金屬液流經開裂、裂紋處時吸入干砂和夾雜物的可能性增加，也使鑄件的粘砂缺陷增加。過快的充型速度增加了金屬對澆道和鑄型的沖刷能力，易使涂料脫落進入金屬，也容易沖壞涂料層造成進砂。對于鑄鐵件，合適的負壓度一般0.025－0.04MPa。 5，設置擋渣、撇渣和集渣冒口 在澆注系統設置擋渣、撇渣和鑄件上設置集渣冒口和采取擋渣、撇渣措施有助于改善進砂和夾渣缺陷。 6，型砂 型砂粒度過粗、過細都影響夾渣和粘砂缺陷的產生，粒度過粗使粘砂夾渣缺陷增加。鑄鐵件一般采用粒度30/50的干石英砂（水洗砂）即可。 7，采用鐵水凈化技術 消失模鑄件的整個成型過程都要考慮鐵水凈化問題，這是消失模鑄造的關鍵技術之一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆入鑄型的全過程均要考慮凈化問題，過濾技術是其中之一。
+查看全文20 2020-03
機械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂，是由液態金屬或金屬氧化物通過毛細管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙，在鑄件表面形成的金屬和砂粒機械混合的粘附層。清鏟粘砂層時可見金屬光澤。機械粘砂表面呈海綿狀，牢固地粘附在鑄件表面，多發生在砂型和砂芯表面受熱作用強烈及砂型緊實度低的部位，如澆冒口附近、鑄件厚大截面、內角和凹槽處。 機械粘砂不僅影響鑄造鑄件的外觀質量，甚至引起報廢，因此對鑄件的機械粘砂必須引起足夠的重視，以提高產品成品率。筆者結合多年的生產實踐經驗并參閱有關資料，談談鑄件機械粘砂的產生原因及其防止措施。 1、鑄件和模樣設計 如果鑄件和模樣的結構會使砂型具有尖角、懸伸或突出的形狀，或具有扁薄的砂臺或砂芯，則這種設計會促進機械粘砂產生。因為這類結構的鑄件會使砂型、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生機械粘砂。對此，可在熱量集中的部位采用特殊砂型，如鋯砂或橄欖石砂，以提高其長時間受熱或受高溫輻照的能力。 2、模樣 (1)模樣的工藝設計不良，使砂型舂不緊實或緊實度不勻，會造成型腔表面粗糙或疏松，對產生機械粘砂有直接影響。模樣的工藝設計常出現以下錯誤： 一是分模面選擇不當，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，使凹陷處難于舂實，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，會引起鑄件產生脹砂，即使沒有明顯的脹砂，也會發生機械粘砂。由于產生缺陷的根源相同，機械粘砂和脹砂會出現在同一個鑄件上。 三是直澆道、冒口和橫澆道的位置布置不當，會出現不易舂實的凹陷部位，這與澆冒口系統的布局有關。 四是起模斜度<1.5°時，即使整個砂型的緊實度合適，也會使砂型表面撕裂，易于使金屬或金屬氧化物滲入。 (2)模樣的工藝結構不良，導致金屬液靜壓力過高。由于靜壓力的增高，砂型的負荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更緊實的造型方法，以抵擋金屬液對砂型的滲透壓力。 3、砂箱 砂箱的設計及構造不合理，致使砂型緊實度不勻或舂砂過軟。 產生這些問題的一般原因如下： (1)箱帶的位置不當，妨礙某些凹陷部位的舂實，因而導致砂型局部過軟，引起脹砂或機械粘砂。 (2)因砂箱太小造成舂砂不實。 (3)箱帶位置不當，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。又因該處必然造成熱量集中，使機械粘砂更為嚴重。因此，如直澆道或冒口的位置不能改變，則必須將箱帶割去一塊或整個去掉。 (4)上箱過高。機械粘砂通常與型腔表面的抗滲透能力及金屬液的靜壓力有關，金屬液壓力的大小，與金屬的密度和上箱高度有關。如從鑄件補縮需要出發，上箱應有一定高度，但型砂性能也一定要隨之加以改善。 4、澆冒口系統 (1)澆冒口的位置不當導致砂型局部過熱，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就更容易滲入型腔表面。 這類情況較典型的例子有下列幾種: 第yi，直澆道或冒口距型面過近，形成一個熱節區，這一熱節區的砂型如未舂實，則機械粘砂缺陷就會十分嚴重。 第二，在一定的型腔表面上流過的金屬液過多，會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，則粘砂就更為嚴重。 第三，在澆注時，凡能造成金屬液壓力過高的任何因素，均可能導致鑄件產生機械粘砂。當金屬液不僅壓力高，而且溫度也高時，情況尤為嚴重。 (2)直澆道、橫澆道和內澆道的截面比例不當，使金屬液在澆注時不斷受到氧化，增加了金屬氧化物的數量，并導致對型砂的助熔作用。在澆注過程中，澆注系統應始終充滿金屬液，否則，在澆注系統中的任何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，這是一個較為普遍的問題。這一問題常是由于冒口頸太長引起的，為了使冒口頸中金屬液不致過早凝固，就不得不加大頸部尺寸。如果因為冒口頸設計不當導致補縮不到，那么zui好是縮短冒口頸，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)澆口杯或直澆道設計不當，以致澆注時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引起機械粘砂。 5、型砂 (1)原砂粒度分布不均勻，會造成砂型緊實度低，原砂的粒度分布對砂型的zui大緊實度有直接影響。 (2)型砂的流動性和成型性差。 (3)殼型砂上樹脂的覆膜太薄，會使型殼的局部強度降低和局部砂粒未被樹脂覆蓋，往往由于這種簡單的原因，使鑄件發生機械粘砂。 (4)鑄型的透氣性過高，這是型砂顆粒太粗的另一種反映。透氣性和緊實度是相互影響的兩個因素。緊實度低則透氣性好，反之亦然。 (5)型砂中碳素材料或脫氧物質不足，會產生過多的金屬氧化物，使氧化物濕潤砂粒而易于滲入。 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，對產生機械粘砂有影響。 (2)砂芯未舂實，與砂型未舂實的性質一樣，對機械粘砂有重大影響。 (3)砂芯表面粗糙或多孔，會引起機械粘砂。熔融金屬或金屬氧化物浸潤了這種粗糙的或多孔的表面后就會滲入砂芯。 (4)砂芯在儲存期間吸濕。對砂芯來說，水分過多更為麻煩。因為砂芯水分過多不易察覺。有的砂芯看上去像是干的，但實際上其水分仍然很高。 (5)砂芯在搬運時操作不慎，或在涂料尚處于濕態時搬運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。涂料破損處就好像在砂芯上開了一個出氣孔一樣，造成金屬液沸騰而產生機械粘砂。 (6)砂芯涂料浸入太淺，會直接引起機械粘砂。 (7)砂芯涂料的高溫強度低。由于涂料中的粘土不足，或是溶劑太多，以致粘結劑含量減少，造成涂料高溫強度降低而引起機械粘砂。 (8)芯砂混制不良，使砂芯個別部位強度過低，在澆注時造成崩落，因而產生機械粘砂。 (9)砂芯清掃和修整不良時，會直接造成機械粘砂。對砂芯加強檢驗，這類缺陷是應該能夠避免的。 (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，涂層不干極易發生剝落與掉皮。 (11)芯盒不干凈，會使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗糙。質量優良的砂芯有致密的表面層，芯盒不干凈就得不到具有致密表面層的優質砂芯。 7、造型 (1)舂砂松軟和緊實度不均勻。在大多數情況下，舂砂緊實和緊實度均勻同樣重要。然而，有時緊實度不均勻比砂型整體松軟的危害更大。 (2)砂型修補不良。砂型修補面粗糙疏松，會引起機械粘砂;修型過度或修補部位水分過高，也會造成金屬液沸騰而引起機械粘砂。 (3)補砂不良的部位毛糙、疏松，會發生機械粘砂。 (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)脫模液用量過多會削弱砂型表面強度，促成金屬液沸騰而產生鑄件機械粘砂。 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料就會被砂型吸入，因而發生涂料掉皮、掉屑或剝落而造成機械粘砂。 (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，會使水分凝聚。水分能引起沸騰型機械粘砂，同時大幅增加氧化物的生成速度，隨后便會發生金屬氧化物的滲入。這是產生機械粘砂的一般原因，也是高壓造型產生機械粘砂的主要原因。 8、金屬成分 (1)易于形成流動性好的金屬氧化物，流動性好的金屬比表面張力高或粘稠的金屬更容易引起機械粘砂。 (2)合金中含有低熔點成分，如鉛青銅中的鉛就容易引起機械粘砂。因為鉛比母體金屬溫度還低很多時仍然處于流動狀態。 (3)需要高溫澆注的合金。由于合金流動性好，容易產生機械粘砂。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械粘砂的傾向。 9、澆注 (1)澆注溫度過高時，不但會使金屬液流動性提高，還會使金屬液迅速氧化，因而加速了氧化性機械粘砂的發生。 (2)澆包抬得過高和上箱過高一樣，會形成過高的金屬壓頭，促使金屬或金屬氧化物進入砂型的孔隙中。
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鑄件晶粒粗大是指經過機械工或進行斷口檢驗時，顯示出晶粒組織過分粗大而不適合應用的缺陷，這種晶粒粗大的組織，可能是遍布于鑄件整體，也可能發生于鑄件的局部。從本質上講，晶粒粗大缺陷是一種冶金缺陷。筆者根據多年的生產實踐并參閱有關資料，談談鑄件晶粒粗大缺陷產生的原因及防止措施。 1、鑄件結構和工藝設計 (1)鑄件截面差異過大，會因為較厚的截面冷卻緩慢而造成該處晶粒粗大。灰鑄鐵等對截面變化十分敏感的金屬，更容易產生此類缺陷。 防止產生這類缺陷的有效方法是避免鑄件截面尺寸過分懸殊，但這種途徑有時是鑄造工作者所無能為力的。因而就鑄造本身言，可通過采取設置冷鐵、控制澆注溫度或通過選擇合適的澆汁系統來減少這類問題的發生，降低這類缺陷的嚴重程度。采用冷鐵可加快鑄件較厚截面的冷卻速度； 澆注溫度過高，會使這類問題更為嚴重，應予以避免；通過調節、修正澆注系統設計，使溫度低的金屬熔液位于鑄件截面較厚的部位，并在鑄件的厚截面處設計zui有效的冒口，以盡可能減小冒口的尺寸。 (2)對于帶孔鑄件，工藝設計人員有時沒有采用有助于減小有效截面尺寸的型芯，使未設芯的截面過厚而產生此缺陷，因此在工藝設計時，應盡可能在較厚的截面中設置砂芯。 (3)在某些情況下，鑄件截面并不太厚，但因某一較窄的凹陷部位或型芯在鑄件中形成熱匯截面，其結果和厚大截面一樣。例如．在鑄件較深部位的一個柱狀臍子處，可能需要設置型芯，而這樣就會造成冷卻緩慢。在不能設計進行修改的情況下，除非可以降低金屬溫度，或重新沒置澆口，zui好的解決辦法是在型芯或鑄型截面處設置冷鐵。 (4)工藝設計時加工余量留得過大，不僅增加了切削加工的費用，還會把較致密的鑄件表層切削掉，并暴露出中心冷卻較慢的疏松部分。這種設計毫無可取之處，因為無論從鑄造還是從機械加工的角度來看都是不合理的，解決辦法是改變鑄件的設計。如果不允許更改設計，那么正確的方法則是采用冷鐵、控制澆注溫度及調整澆注系統。 (5)在厚截面處型芯設計不合適，型芯支撐不正確，或采用其他引起偏芯的技術，會造成鑄件截面的變化，從而引起晶粒粗大。 2、澆冒口系統 (1)未能實現順序凝固 澆注系統未能很好地實現順序凝固，通常是造成晶粒粗大的原因。對于截面變化急劇的鑄件，必須允分注意內澆口的數量和位置。為了進行補縮，在冒口的作用區保持灼熱的熔融金屬，會使厚截面的冷卻速度降低到產生粗大晶粒的程度。冒口設計不當，如冒口頸過長，冒口墊設計不當，或冒口尺寸太大，都會在較厚截面處造成過多熱量的匯集。 (2)易于造成熱匯的澆冒口分布 同樣，為了對厚截面進行補縮，常會在局部區域造成過分的熱量匯集。例如，因為側冒口會造成厚截面的過熱并減緩冷卻速度，所以有時不便于在實際操作中使用。實際生產中需通過合理的冒口設計，盡可能減小冒口的尺寸。 (3)在內澆口或冒口與鑄件連接處造成局部熱節 內澆口或冒口頸部較短，對于補縮是有利的，但卻會使橫澆道或冒口太靠近鑄件，減緩了該部位的冷卻速度。而增大冒口頸部，又會給補縮帶來問題。因此zui好的措施是采取有效的冒口設計，盡可能減少冒口的尺寸，不使橫澆道和冒口過于接近易于形成粗大品粒的關鍵截面，恰當地設置橫澆道和冒口，以實現補縮。 (4)內澆口數量不足 內澆口數量太少，不僅易于造成沖砂，同時還會造成局部熱節和粗大晶粒組織。這種現象普遍存在于所有的鑄造金屬中，即使是澆注溫度較低的鋁合金也會出現這種情況。在某些情況下，因為澆口數量太少，會導致產生縮松缺陷。這種縮松缺陷可能會掩蓋由于同樣原因造成的晶粒粗大的缺陷。實際上，當晶粒粗大缺陷嚴重惡化時，就變成了一種縮松缺陷，因而對這兩種缺陷的防治措施，常常是相同的。 3、型砂 只有當型砂使型壁產生的位移足以導致增加臨界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸時，型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一個因素。由于在厚截面處的型壁移動可能zui大，所以這種缺陷還是有可能產生的，此時所產生的品粒粗大缺陷和脹砂有關。 4、制芯 生產中應避免采用未烘透或空氣硬化的油砂芯，因為這種型芯可能會產生放熱反應，從而造成熱量過分匯集。這種情況或出現于大型鑄件，或出現于采用具有放熱性能粘接劑的厚大型芯。從某種意義來說，這種型芯起著一種***率的絕熱體的作用，并把金屬熔液的冷卻速度減緩到了危險的程度。 5、造型 (1)缺少能促使加快冷卻速度的通氣孔就較厚的鑄件截面來說，鑄件的冷卻速度與通過型砂散出熱量的速度有關。排氣充分會有助于水氣迅速排出，從而產生一種致冷的效應。 (2)未設置激冷釘或冷鐵這種情況通常是因為粗心疏忽所致。 6、化學成分 從本質上來說，晶粒粗大和金屬的化學成分與冷卻速度的配合有關，因此選擇這種配合是非常重要的。如果冷卻速度難以調節，那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學成分不當。由于金屬成分的重要性，現將每一種金屬簡述如下。 (1)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵 碳當量過高，碳和硅效應的數學計算，通常可以概括為：CE=C+1/3Si，晶粒粗大可能是因為碳過量或硅過量，或者碳硅過量所致。與硅相比，碳的效應相當其3倍，所以碳的做量變化，要比硅的同量變化危險得多。碳、硅的這種作用，既影響到可鍛鑄鐵，也影響到灰鑄鐵。對可鍛鑄鐵而言，晶粒粗大既不呈現為黑色，也不呈現出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈現，這是由于含碳或含硅量過高，或者二者均過高。磷也會對晶粒粗大產生影響。當wp=0.1％時，會加重縮孔缺陷，特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。 (2)鑄鋼 在鑄鋼的熔化和脫氧操作中，加入了一些會延緩晶粒長大的元素，因此和鍛鋼相比，鑄鋼不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件，可通過退火或正火處理得到細化。 (3)鋁合金 鐵雜質會使鑄鋁件品粒粗大，脆性增加，這類缺陷多數是由于熔化操作不當所致。在鋁合金中，特別是那些要求過熱的鋁合金，加入適量的細化品粒合金元素是必要的。 (4)銅合金 銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋。銅合金因成分變化會造成品粒粗大，但通常總是先出現針孔、氣孔或縮松。 7、熔化 熔化操作小當會對合余的品粒組織產生影響。對于不同的鑄造金屬，必須采取小同的熔化工藝。 (1)沖天爐熔化灰鑄鐵 鼓風量和焦炭不平衡，會造成過量增碳。例如，底焦高度過高和降低鼓風量會造成過量增碳。當爐襯熔蝕后，增碳會更加嚴重。因為沖天爐直徑變大后，為了保持同樣的含碳量，需增加鼓風量。在過高的溫度下熔化會增加碳量，如果采用熱風熔煉，就會遇到這種情況。根據經驗，鼓風溫度每增加55℃，就會增加0.10％的碳(質量分數)。如果采用氧氣來提高溫度，并不一定會產生同樣的問題。 出鐵液的間隔過長，或鐵液停留在爐缸中的時間過長，也會導致增碳。生產低碳鑄鐵一般都采用較淺的爐缸，并縮短出鐵液的間隔時間，盡量做到連續出鐵液。 間斷熔化會造成過量增碳，導致產生粗晶組織。另外，因停風而使熔化間斷，幾乎無一例外地導致碳和硅含量的波動。停風之后，通常需要15min，才能重新獲得原來規定的化學成分。 (2)可鍛鑄鐵 爐料稱重或配料中產生的偏差會導致化學成分的變化；爐內鼓風量沒有保證，會影響化學成分的控制；熔化過熱或火焰中充煙，都會造成增碳。 (3)黃銅和青銅 采用臟污的坩堝，以及在坩堝的底部和側壁處留有上一爐熔化時所殘余的凝殼或金屬薄層，都會造成對下一次熔化的污染，因此生產中應避免使用來源不明的廢料，防止在金屬爐料內摻入會產生氣體的原材料，如濕的、油污染的或其他臟污的材料。 (4)鋁 因熔化溫度控制不當而使鋁液過熱，是造成鋁合金晶粒粗大的常見原因。因此生產中應將過熱的鋁液緩慢地冷卻下來，使其降到較低的澆注溫度。此外，在配料過程中粗心大意或者爐料污染，也會引起晶粒粗大缺陷。 8、澆注 對所有金屬來說，澆注溫度過高都容易造成晶粒粗大缺陷。 9、其它 (1)冷卻速度過慢 除了與設計、澆注系統和金屬成分有關外，還與其他因素有關，如型砂緊密度偏低、當需要采用而沒有采用冷鐵、澆注和落砂之間的時間間隔過長，以及落砂后將灼熱的鑄件堆放在一起等。 (2)熱處理不當 也是造成某些金屬品粒粗大的主要原因之一。 (3)機械加工不當 不恰當的機械加工會使實際上致密的鑄件看上去像是具有晶粒粗大缺陷的樣子。所謂機械加工不當，是指刀具磨得不合理、刀具過鈍、切削速度或進刀控制有誤，以及粗加工方法不當等，這些都會造成帶有某種損傷的多孔外觀，這種外觀會使人們認為鑄件存在晶粒粗大的缺陷。
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一、混砂工藝標準 （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63細粒砂要求，一般選用二氧化硅含量較高的天然砂或石英砂，原砂粒度根據鑄件大小及壁厚確定，原砂的含泥質量分數應小于2%，原砂中的水份必須嚴格控制，且一般應進行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模應根據鑄件大小來確定。 （1）小砂型（芯）為加速硬化采用選用M=2.7—3.2的高模數水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可選用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生產周期長的大型砂型（芯）選用M=2.0—2.2的低模數水玻璃。 （二）混制比例（質量分數%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制時間：一般情況下混制5分鐘，室溫或水玻璃密度較大時可適當延長混砂時間。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求無塊狀或團狀，流動性較好。 二、造型工藝要點： （一）基本原則： 1、質量要求高的面或主要加工面應放在下面。 2、大平面應放在下面。 3、薄壁部分應放在下面。 4、厚大部分應放在上面。 5、應盡量減少砂芯的數量。 6、應盡量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求輪廓完整，無裂紋、無破損、無殘缺，表面光潔，尺寸符合鑄造工藝圖紙要求，并經常進行尺寸校驗。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小應根據木模規格確定，大、中型砂箱應焊接箱筋。 3、澆注系統：根據鑄件的結構特點的工藝要求，選擇適宜的澆注系統，通常采用頂注式、底注式。 （1）澆注系統設置基本原則：澆口、冒口安放位置合理，大小適宜不妨礙鑄件收縮，便于排氣、落砂和清理，應使鑄型尺寸盡量減少，簡化造型操作，節省型砂用量和降低勞動強度。 （2）內澆道位置的注意事項。 1）內澆道不應設在鑄件重要部位。 2）應使金屬液流至型腔各部位的距離zui短。 3）應不使金屬液正面沖擊鑄型和砂芯。 4）應使金屬液能均勻分散，快速地充滿型腔。 5）不要正對鑄型中的冷鐵和芯撐。 4、冒口 （1）冒口設置基本原則： 1)根據鑄件的結構和工藝要求正確選擇冒口的形狀、大小和安放位置。 2)根據冒口的有效補縮范圍合理地確定冒口數量。 （2）冒口設置基本要求： 1)對于壁厚不均勻的鑄件，每個熱節部位都必須設置冒口。 2）應盡量設置在鑄件被補縮部位的頂部或近旁。 3）當鑄件在不同高度上有熱節需要補縮時，可設置多個冒口，但各冒口的補縮區必須隔開。 4）冒口zui好不設置在鑄件重要的或受力較大的部位。 5）應盡量使內澆道通過冒口。 6）冒口應盡量不設置在鑄件應力集中處。 7）冒口zui好設置在鑄件需要機械加工的表面上。 （三）造型操作： 1、操作流程 順序是：選取合適砂箱→放置木模→填砂→緊實→放置上砂箱→安置澆冒口→填砂→緊實→起模修型→硬化 2、操作方法及質量標準 （1）根據鑄件模型的形狀和大小，選取合適的砂箱。 （2）把鑄件模型放到砂箱內的適當位置。 （3）往砂箱中加入適當造型砂，使用工具將砂箱中的造型砂緊實，緊實程度要適中。 （4）用刮板刮去高出砂箱的造型砂，使砂型表面和砂箱的邊緣平齊。 （5）用毛刷清理模型表面浮砂，覆蓋塑料薄膜并使薄膜平整。 （6）放置上砂箱，上、下砂箱箱口要對齊。 （7）在上砂箱中合適位置放置澆冒口，添加造型砂并緊實。 （8）分箱起模，修型并扎氣眼硬化。 3、砂型型腔質量要求 （1）砂型無飛邊、無毛刺、無殘缺，型腔內干凈無殘砂等異物。 （2)型腔應干燥，硬化程度高，合箱前要保證充分干燥（冬季可適當延長硬化和烘烤時間）。 （3）砂型輪廓完整、清晰，合箱箱印或記號完整清晰。 （4）澆口、冒口位置設置合理、大小符合要求；排氣孔通暢、澆注系統根據鑄件設置合理。 4、合箱 合箱就是把砂型和砂芯按要求組合在一起成為鑄型的過程。習慣上也稱拼箱、配箱或扣箱。 合箱工作一般按以下步驟進行： （1) ***檢查、清(掃、修理所有砂型和砂芯，特別要注意檢查砂芯的烘干程度和通氣道是否通暢。不符合要求者，應進行返修或廢棄。 (2) 按下芯次序依次將砂芯裝入砂型，并嚴格檢查和保證鑄件壁厚、砂芯固定、芯頭排氣和填補接縫處的間隙。 (3) 仔細清除型內散砂，***檢查下芯質量，在分型面上沿型腔外圍放上一圈泥條或石棉繩，以保證合箱后分型面密合，避免液態金屬從分型面間隙流出。隨后即可正式合上箱。 (4) 放上壓鐵或用螺栓、金屬卡子固緊鑄型。放好澆口杯、冒口圈。在分型面四周接縫處抹上砂泥以防止跑火。zui后***清理場地，以便安全方便地澆注。 三、鋼液的熔煉工藝要求： （一）操作流程 選擇爐料（廢鋼）→熔化鋼液→清理鋼液廢渣→添加金屬礦石→鋼液材質化驗分析→根據化驗分析進行鋼液材質處理→脫氧→鋼液出爐 （一）爐料的選擇要求： 1、根據準備澆鑄件材質的要求，合理選擇爐料搭配使用。產品鋼號，應在投料時就控制成份含量。出爐前半小時取爐前樣送檢分析。 2、對含有油污，污垢的爐料下爐前要進行清理。 3、對含有鍍鋅的爐料zui好不用。 4、所選用的爐料必須嚴格控制S、P有害元素的含量。 5、嚴格遵守熔煉工藝制度。盡量采用滿功率，快速溶煉。 （二）澆注前鋼液材質化驗 出爐前半小時取爐前樣送檢進行化驗分析，鋼液的材質應符合鑄件材質允許的范圍內，不符合的應進行調質，直到符合要求。 （三）脫氧 把鋼液表面的雜質處理后，進行脫氧處理： 1、脫氧劑加入順序：先加錳鐵，后加硅鐵，zui后加入純鋁。 注：脫氧劑錳鐵、硅鐵在出爐前5—8分鐘加入，純鋁在出爐時加入。鋼液1480—1500℃加錳鐵、硅鐵，1610—1630℃加純鋁。 2、脫氧劑的加入量（占鋼液質量分數%） 脫氧劑名稱 錳鐵 硅鐵 硅鈣粉 純鋁 脫氧劑用量 0.1—0.2 0.05—0.07 0.2—0.3 0.04—0.06 注：脫氧劑可分多批次加入，鋼包每次接鋼水前，應放入小塊純鋁進行終脫氧處理。 四、澆注工藝要求 (一) 澆注前的準備工作 (1) 了解澆注合金的種類、牌號、待澆注鑄型的數量和估算所需金屬液的重量。 (2) 檢查澆包的修理質量、烘干預熱情況及其運輸與傾轉機構的靈活性和可靠牲。 (3) 熟悉各種鑄型在車間所處的位置，以確定澆注次序。 (4) 檢查澆口、冒口圈的安放及鑄型的緊固情況。 (5) 清理澆注場地，保證澆注安全。 (二) 澆注操作要點 為了獲得合格鑄件，必須控制澆注溫度、澆注速度，嚴格遵守澆注操作規程。 (1) 澆注溫度 澆注溫度對鑄件質量影響很大，因此應根據合金種類、鑄件結構和鑄型特點確定合理的澆注溫度范圍。金屬液由爐中注入澆包時，溫度都會降低。根據碳鋼的型號，選擇適宜的澆注溫度，一般澆注溫度在1540—1580℃(澆包內鋼水溫度)。 (2) 澆注操作要點 1） 澆注之前需除去澆包中金屬液面上的熔渣。 2）依規定的澆注速度和時間范圍進行澆注。 3） 有冒口的鑄型，澆注后期應按工藝規范進行點注和補注。對大中型鑄件在澆注成型后，冒口要加保溫鹽進行保溫。補火要及時，大型冒口要采取多次補火，補火時間要控制在冒口內的鋼液凝固結殼前進行。 4）一般澆注大、中型鑄鋼件時，鋼水要在鋼包內靜置1—2min鎮靜后進行澆注。 5）在保證型腔內的氣體排出順暢的條件下，對要求同時凝固的鑄件可采用較高澆注速度，對要求實現順序凝固的鑄件，盡可能采用較低的澆注速度。 6）較厚大鑄件或采用底注式澆注系統時，澆注速度可先快后慢，對薄壁小件澆注速度可先慢后快。 7）溫高緩，溫低急；引流準、澆注穩，收流猛；包口近杯，不斷流，不準碰杯，注意擋渣，防止飛濺，不準半澆，允許點補（縮），遇有穿漏，迅速處理。 8） 澆注后待鑄件凝固完畢，要及時卸除壓鐵和箱卡，以減少鑄件收縮阻力，避免裂紋。 五、鑄件清理 鑄件凝固冷卻到一定溫度后，把鑄件從砂箱中取出，去掉鑄件表面及內腔中的型砂和芯砂的工藝過程稱為落砂，落砂通常分為人工落砂和機械落砂兩種。 鑄件在未完全凝固前，不準搬動鑄件，也不準在600℃以上噴水強冷。鑄件一般經自然冷卻2—3小時后進行清件。 （一）工作流程 清理鑄件表面、型腔廢砂→氣割鑄件澆口、冒口、毛刺→再次清理鑄件殘砂→焊補鑄件→打磨鑄件→質量驗收 （二）操作方法及質量標準 1、準備工作 按照要求佩戴好勞保用品，并對工作環境進行安全確認；準備好所用機器設備和工具，并認真檢查，確保機器設備、工具完好，能正常、安全運行和使用。 2、正常操作 （1）利用風鎬或水清砂機進行鑄件廢砂清理。 （2）鑄件廢砂清理完畢，按照《氣割安全技術操作規程》操作割槍，切割鑄件澆口、冒口、飛邊、毛刺。 （3）鑄件切割完畢，符合要求。按照《電焊工安全技術操作規程》操作電焊機，對鑄件殘缺部位進行焊補，確保鑄件完整。 （4）焊補完畢，復合工藝要求。利用砂輪機對鑄件切割、焊補等部位進行打磨處理，保證切割部位和焊補部位光潔、平整。 （5）打磨完畢，進行驗收，準備熱處理 六、鑄鋼件退火熱處理 鑄鋼件退火是將鑄鋼件加熱到AC3以上20-30℃，保溫一定時間冷卻的熱處理工藝。 （一）退火熱處理工藝一般要求： 1、按照熱處理工藝要求升溫、冷卻。 2、將需要熱處理的鑄件按合金種類、鑄件大小、壁厚相同的類型進行退火。 3、根據鑄件的形狀、壁厚、化學成分選擇合適的加熱速度。 （二）退火熱處理具體操作 1、退火爐的檢查 （1）爐門關閉正常、嚴密。 （2）無跑煙、跑火現象。 （3）熱電偶完好。 （4）溫度儀指示正常。 （5）鼓風機運行正常 2、工件填裝要求： （1）工件裝填不得過于嚴密，須留有一定空隙。 （2）工件碼放須穩固、整齊。 （3）工件碼放應堅持防止加熱變形的原則。 3、工件加熱、保溫、降溫冷卻要求 （1）加熱：通常以200-400℃/小時的速度加熱到860℃. （2）保溫：根據工件的厚度確定保溫時間為2-3小時左右。 （3）降溫：隨爐緩慢冷卻到500℃后出爐，空氣冷卻至正常。 （三）工件出爐 工件冷卻至正常溫度后出爐，應分類碼放整齊。 七、鑄鋼件質量驗收標準 1、外形完整、光潔；無飛邊、毛翅、殘缺，多肉；無砂眼、氣孔、縮孔等鑄造缺陷。 2、形狀、尺寸，加工量符合鑄造工藝圖紙要求。 3、各種元素含量在規定范圍內。 4、符合GB/T11352-89一般工程用碳鋼件的質量標準。
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