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鑄鐵平臺型砂膨脹會造成哪些缺陷

發表時間:2022年11月24日【

鑄鐵平臺型砂膨脹會造成哪些缺陷都是由于型砂膨脹導致的缺陷;依嚴重程度分別為鼠尾,溝槽,夾砂(膨脹結疤),最嚴重時型砂脫落而產生沖蝕結疤(此時會伴隨著鑄鐵平臺其它部位的大砂孔)。

鼠尾是一種不規則的細小溝紋,是由于大平面的砂型面受到低溫膨脹時隆起的細微皺褶造成的。
溝槽是鑄件表面的一種V型凹陷缺陷。
夾砂(膨脹結疤)是指鑄鐵平臺表面突起的粗糙金屬疤片,這些金屬疤片下方一般會有一層薄砂。
沖蝕結疤是最嚴重的脹砂缺陷,外型與夾砂類似;但因薄砂層已掉落,故僅能看到表面突起的金屬疤片,金屬疤片下方的薄砂層已完全脫落而會造成鑄件其它部位的重大砂孔。
        防止上述缺陷的決定性因素為金屬液到達砂型表面并凝固成保護性硬殼的時間的早晚;如果砂型在硬殼結成后再膨脹,就不會產生上述缺陷;反之,砂型在金屬液到達前已經膨脹突起甚至破裂,就會造成上述缺陷。
    上述缺陷幾乎都和硅砂的570℃變態時產生的膨脹有關;且因潮模砂受熱后,會形成一個強度很弱的富濕層,故這些缺陷特別容易發生在潮模砂的鑄件上。
 
缺陷成因
1)鑄鐵平臺 鑄件與模具設計
*鑄件具有無臺階的大平面,這種鑄件應該迅速澆注,要在砂型尚未破裂前使金屬液覆蓋于砂型表面。在澆注過程中,大平面會因受到強烈的熱輻射而使硅砂膨脹,甚至破裂。如果鑄件設計無法避免大平面,則可用傾斜澆注來降低缺陷的發生;或在模砂中加入木屑等可以增加模砂膨脹空間的物質。實務上,也可以在缺陷部位設計類似防裂筋的凸片,以增加模砂受熱時的膨脹空間。
*鑄鐵平臺具有大而光滑,無臺階,鍋底狀或倒置鍋底狀的表面;這種形狀容易造成局部砂型受熱而膨脹,且容易造成金屬液面上升緩慢或液流中斷,導致上型承受長時間的熱輻射。
*鑄件與模具設計造成金屬液流必須通過鑄件的薄截面處,此部位便會承受長時間的金屬液流加熱而使模砂膨脹破裂。
 
 
2)砂箱及其準備
*砂箱布置不當或箱帶(砂箱支撐筋)太靠近模具垂直面,造成舂砂不均勻,有局部硬點與軟點;此時硬點處造成結疤,軟點處出現沖砂。
 
 
3)澆冒口系統
   澆冒口設計主要因素有三:
*澆注系統不能影響澆注速度,澆注速度越慢,膨脹缺陷傾向越大。
 
 
*澆注系統不能造成澆注中斷或減緩金屬液上升速度。
*澆口分布不均勻,造成局部過熱。
4)型砂
*型砂中水分含量太高-尤其潮模砂;這里指的是自由水(或游離水),而不是型砂中的總含水量(例如水玻璃砂中必有得化合水)。
*型砂高溫退讓性不良,這是造成鑄件結疤的首要原因。
*原砂粒度分布不良(例如單一篩)會使膨脹加劇,通常最理想的粒度分布為3-4號篩的砂。
 
 
*型砂中抗膨脹材料(一般是含碳物質,例如纖維素)不足。
*混砂不均勻,造成局部水分偏高或模砂粒度分布不均。
5)制芯
*砂芯高溫退讓性不良。
*芯骨距砂芯表面太近,因芯骨與模砂本身膨脹不同,造成砂型破裂。
*砂芯緊實度不均勻,造成局部硬點。
*砂芯水分含量太高。
特殊狀況:
*涂料滲入深度不足,造成模砂膨脹時頂落涂料造成涂料結疤。
*涂料層太厚,因涂料層與模砂本身膨脹系數不同,造成受熱后涂料脫落,形成涂料疤—膨脹系數差異越大時,缺陷傾向越強。
 
PS:這兩種缺陷常發生于覆膜砂鑄件。
6)造型與合型
*砂型含水量太高。
*舂砂不均造成局部硬點。
*涂料與砂型烘烤不足—烘烤后水分返回砂型表面,就與水分含量太高有相同的結果。
*起模用筋骨太靠近砂型表面—和砂型狀況一樣。
*修型不當,造成砂模脫落-這是產生結疤的常見原因。
*涂料滲入深度不足或涂料層太厚—與砂芯狀況相同。
特殊狀況:
    涂料厚度太厚,此與水分過多同樣;且涂料與型砂膨脹系數不同,受熱后涂料破裂脫落造成涂料疤。
7)金屬成分
金屬成分一般與上述缺陷無關。
8)熔解作業
所有會降低金屬液流動性的因素都會惡化這種缺陷。例如脫氧產生的氧化鋁或氧化鈣含量過高等;但主要控制好脫氧劑量一般不會造成這方面的問題。
9)鑄鐵平臺澆注作業
*澆注速度太慢是造成膨脹缺陷的一大要因。
*澆注溫度過高會造成熱輻射更嚴重而惡化缺陷,如果澆注速度又慢,那就是雪上加霜。
*澆注是斷流。
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