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铸造冒口位置型砂为什么硬

发布时间:2022-05-28 03:43:46

⑴ 砂型铸造,型砂的紧实情况的有哪些优缺点特种铸造包括哪几种

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砂型铸造的特点:
①化学硬化砂型的强度比粘土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而,铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状,在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。
②由于所用粘结剂和硬化剂的粘度都不高,很易与砂粒混匀,混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高,砂处理工作部分可简化。
③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性,造型时型砂很易舂实,因而不需要庞大而复杂的造型机。
④用化学硬化砂造型时,可根据生产要求选用模样材料,如木、塑料和金属。
⑤化学硬化砂中粘结剂的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末状辅料,如采用粒度相同的原砂,砂粒之间的间隙要比粘土砂大得多。为避免铸造时金属渗入砂粒之间,砂型或型芯表面应涂以质量优良的涂料。
⑥用水玻璃作粘结剂的化学硬化砂成本低、使用中工作环境无气味。但这种铸型浇注金属以后型砂不易溃散;用过的旧砂不能直接回收使用,须经再生处理,而水玻璃砂的再生又比较困难。
⑦用树脂作粘结剂的化学硬化砂成本较高,但浇注以后铸件易于和型砂分离,铸件清理的工作量减少,而且用过的大部分砂子可再生回收使用。

⑵ 铝合金重力铸造冒口处硬度偏低,为什么该怎行解决》

是什么材质,一般冒口处温度高容易偏析,还有你的热处理工艺参数,铝液的变质细化以及材质成份都有关系,控制好镁,铜,含量助于提高硬度,冒口处可能比较厚,可适当延长固溶时间,这不是什么大问题我们做美国欧洲汽车厂的铝铸件要求很严也不会有问题,有问题可以再联系。 ZL107合金铜含量高,可以将铜硅控制在上限,钛的含量控制在0.15至0.2%,锶控制在0.08到0.2之间太高铝水容易氧化,固熔可加高10度,人工时效300度太高,可做试验210度应该可以了试试看应该没问题。

⑶ 为什么一些铸钢件的表面或局部硬度很高

原因与铸造过程有关,有时为改善钢的抗机械粘砂性能会在型砂中添加一定的煤粉(主要是C),在浇注过程中可能形成活性的C原子而渗入铸钢件的表面,从而得到碳含量高的高碳钢,那么硬度就可能很高了..也可能是局部冷却速度过快,得到的组织更细,其硬度也会很高的.

⑷ 砂型铸造的特点

砂型铸造的特点:
①化学硬化砂型的强度比粘土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而,铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状,在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。
②由于所用粘结剂和硬化剂的粘度都不高,很易与砂粒混匀,混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高,砂处理工作部分可简化。
③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性,造型时型砂很易舂实,因而不需要庞大而复杂的造型机。
④用化学硬化砂造型时,可根据生产要求选用模样材料,如木、塑料和金属。
⑤化学硬化砂中粘结剂的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末状辅料,如采用粒度相同的原砂,砂粒之间的间隙要比粘土砂大得多。为避免铸造时金属渗入砂粒之间,砂型或型芯表面应涂以质量优良的涂料。
⑥用水玻璃作粘结剂的化学硬化砂成本低、使用中工作环境无气味。但这种铸型浇注金属以后型砂不易溃散;用过的旧砂不能直接回收使用,须经再生处理,而水玻璃砂的再生又比较困难。
⑦用树脂作粘结剂的化学硬化砂成本较高,但浇注以后铸件易于和型砂分离,铸件清理的工作量减少,而且用过的大部分砂子可再生回收使用。

⑸ 什么是铸造型砂紧实度

就是型砂混合料造型时,被紧实的程度,可以用硬度间接的表示,B型硬度计,所测硬度值越高,说明紧实度越好

⑹ 铸造硬点问题怎么解决

没听说过铸造硬点,可以咨询下周边的铸造厂,看其他厂家是怎么处理的、

⑺ 型砂对铸造的重要性

砂型 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
粘土湿砂型 以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂,制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久,应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度,经舂实制成砂型后,即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂,使粘土湿型砂的质量大为改善。新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。以震实为主的震击压实式造型机的出现,又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高,又出现了以压实为主的高压造型机。用高压造型机制造粘土湿砂型,不但可使铸件尺寸精度提高,表面质量改善,而且使紧实铸型的动作简化、周期缩短,使造型、合型全工序实现高速化和自动化。气体冲击加压的新型造型机,利用粘土浆的触变性,可由瞬时施以0.5兆帕的压力而得到非常紧密的铸型。这些进展是粘土湿砂型铸造能适应现代工业要求的重要条件。因而这种传统的工艺方法一直被用来生产大量优质铸件。
粘土干砂型 制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。砂型制好以后,型腔表面要涂以耐火涂料,再置于烘炉中烘干,待其冷却后即可合型和浇注。烘干粘土砂型需很长时间,要耗用大量燃料,而且砂型在烘干过程中易产生变形,使铸件精度受到影响。粘土干砂型一般用于制造铸钢件和较大的铸铁件。自化学硬化砂得到广泛采用后,干砂型已趋于淘汰。
化学硬化砂型 这种砂型所用的型砂称为化学硬化砂。其粘结剂一般都是在硬化剂作用下能发生分子聚合进而成为立体结构的物质,常用的有各种合成树脂和水玻璃。化学硬化基本上有3种方式。
① 自硬:粘结剂和硬化剂都在混砂时加入。制成砂型或型芯后,粘结剂在硬化剂的作用下发生反应而导致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型,但也用于制造较大的型芯或生产批量不大的型芯。
② 气雾硬化:混砂时加入粘结剂和其他辅加物,先不加硬化剂。造型或制芯后,吹入气态硬化剂或吹入在气态载体中雾化了的液态硬化剂,使其弥散于砂型或型芯中,导致砂型硬化。气雾硬化法主要用于制芯,有时也用于制造小型砂型。
③ 加热硬化:混砂时加入粘结剂和常温下不起作用的潜硬化剂。制成砂型或型芯后,将其加热,这时潜硬化剂和粘结剂中的某些成分发生反应,生成能使粘结剂硬化的有效硬化剂,从而使砂型或型芯硬化。加热硬化法除用于制造小型薄壳砂型外,主要用于制芯。
化学硬化砂型铸造工艺的特点是:①化学硬化砂型的强度比粘土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而,铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状,在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。②由于所用粘结剂和硬化剂的粘度都不高,很易与砂粒混匀,混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高,砂处理工作部分可简化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性,造型时型砂很易舂实,因而不需要庞大而复杂的造型机。④用化学硬化砂造型时,可根据生产要求选用模样材料,如木、塑料和金属。⑤化学硬化砂中粘结剂的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末状辅料,如采用粒度相同的原砂,砂粒之间的间隙要比粘土砂大得多。为避免铸造时金属渗入砂粒之间,砂型或型芯表面应涂以质量优良的涂料。⑥用水玻璃作粘结剂的化学硬化砂成本低、使用中工作环境无气味。但这种铸型浇注金属以后型砂不易溃散;用过的旧砂不能直接回收使用,须经再生处理,而水玻璃砂的再生又比较困难。⑦用树脂作粘结剂的化学硬化砂成本较高,但浇注以后铸件易于和型砂分离,铸件清理的工作量减少,而且用过的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 为了保证铸件的质量,砂型铸造中所用的型芯一般为干态型芯。根据型芯所用的粘结剂不同,型芯分为粘土砂芯、油砂芯和树脂砂芯几种。
粘土砂芯 用粘土砂制造的简单的型芯。
油砂芯 用干性油或半干性油作粘结剂的芯砂所制作的型芯,应用较广。油类的粘度低,混好的芯砂流动性好,制芯时很易紧实。但刚制成的型芯强度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然后在200~300℃的烘炉内烘数小时,借空气将油氧化而使其硬化。这种造芯方法的缺点是:型芯在脱模、搬运及烘烤过程中容易变形,导致铸件尺寸精度降低;烘烤时间长,耗能多。
树脂砂芯 用树脂砂制造的各种型芯。型芯在芯盒内硬化后再将其取出,能保证型芯的形状和尺寸的正确。根据硬化方法不同,树脂砂芯的制造一般分为热芯盒制芯和冷芯盒制芯两种方法。①热芯盒法制芯:50年代末期出现。通常以呋喃树脂为芯砂粘结剂,其中还加入潜硬化剂(如氯化铵)。制芯时,使芯盒保持在200~300℃,芯砂射入芯盒中后,氯化铵在较高的温度下与树脂中的游离甲醛反应生成酸,从而使型芯很快硬化。建立脱模强度约需10~100秒钟。用热芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比较高,但工艺装置复杂而昂贵,能耗多,排出有刺激性的气体,工人的劳动条件也很差。②冷芯盒法制芯:60年代末出现。用尿烷树脂作为芯砂粘结剂。用此法制芯时,芯盒不加热,向其中吹入胺蒸汽几秒钟就可使型芯硬化。这种方法在能源、环境、生产效率等方面均优于热芯盒法。70年代中期又出现吹二氧化硫硬化的呋喃树脂冷芯盒法。其硬化机理完全不同于尿烷冷芯盒法,但工艺方面的特点,如硬化快、型芯强度高等,则与尿烷冷芯盒法大致相同。 砂型 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
粘土湿砂型 以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂,制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久,应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度,经舂实制成砂型后,即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂,使粘土湿型砂的质量大为改善。新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。以震实为主的震击压实式造型机的出现,又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高,又出现了以压实为主的高压造型机。用高压造型机制造粘土湿砂型,不但可使铸件尺寸精度提高,表面质量改善,而且使紧实铸型的动作简化、周期缩短,使造型、合型全工序实现高速化和自动化。气体冲击加压的新型造型机,利用粘土浆的触变性,可由瞬时施以0.5兆帕的压力而得到非常紧密的铸型。这些进展是粘土湿砂型铸造能适应现代工业要求的重要条件。因而这种传统的工艺方法一直被用来生产大量优质铸件。
粘土干砂型 制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。砂型制好以后,型腔表面要涂以耐火涂料,再置于烘炉中烘干,待其冷却后即可合型和浇注。烘干粘土砂型需很长时间,要耗用大量燃料,而且砂型在烘干过程中易产生变形,使铸件精度受到影响。粘土干砂型一般用于制造铸钢件和较大的铸铁件。自化学硬化砂得到广泛采用后,干砂型已趋于淘汰。
化学硬化砂型 这种砂型所用的型砂称为化学硬化砂。其粘结剂一般都是在硬化剂作用下能发生分子聚合进而成为立体结构的物质,常用的有各种合成树脂和水玻璃。化学硬化基本上有3种方式。
① 自硬:粘结剂和硬化剂都在混砂时加入。制成砂型或型芯后,粘结剂在硬化剂的作用下发生反应而导致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型,但也用于制造较大的型芯或生产批量不大的型芯。
② 气雾硬化:混砂时加入粘结剂和其他辅加物,先不加硬化剂。造型或制芯后,吹入气态硬化剂或吹入在气态载体中雾化了的液态硬化剂,使其弥散于砂型或型芯中,导致砂型硬化。气雾硬化法主要用于制芯,有时也用于制造小型砂型。
③ 加热硬化:混砂时加入粘结剂和常温下不起作用的潜硬化剂。制成砂型或型芯后,将其加热,这时潜硬化剂和粘结剂中的某些成分发生反应,生成能使粘结剂硬化的有效硬化剂,从而使砂型或型芯硬化。加热硬化法除用于制造小型薄壳砂型外,主要用于制芯。
化学硬化砂型铸造工艺的特点是:①化学硬化砂型的强度比粘土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而,铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状,在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。②由于所用粘结剂和硬化剂的粘度都不高,很易与砂粒混匀,混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高,砂处理工作部分可简化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性,造型时型砂很易舂实,因而不需要庞大而复杂的造型机。④用化学硬化砂造型时,可根据生产要求选用模样材料,如木、塑料和金属。⑤化学硬化砂中粘结剂的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末状辅料,如采用粒度相同的原砂,砂粒之间的间隙要比粘土砂大得多。为避免铸造时金属渗入砂粒之间,砂型或型芯表面应涂以质量优良的涂料。⑥用水玻璃作粘结剂的化学硬化砂成本低、使用中工作环境无气味。但这种铸型浇注金属以后型砂不易溃散;用过的旧砂不能直接回收使用,须经再生处理,而水玻璃砂的再生又比较困难。⑦用树脂作粘结剂的化学硬化砂成本较高,但浇注以后铸件易于和型砂分离,铸件清理的工作量减少,而且用过的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 为了保证铸件的质量,砂型铸造中所用的型芯一般为干态型芯。根据型芯所用的粘结剂不同,型芯分为粘土砂芯、油砂芯和树脂砂芯几种。
粘土砂芯 用粘土砂制造的简单的型芯。
油砂芯 用干性油或半干性油作粘结剂的芯砂所制作的型芯,应用较广。油类的粘度低,混好的芯砂流动性好,制芯时很易紧实。但刚制成的型芯强度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然后在200~300℃的烘炉内烘数小时,借空气将油氧化而使其硬化。这种造芯方法的缺点是:型芯在脱模、搬运及烘烤过程中容易变形,导致铸件尺寸精度降低;烘烤时间长,耗能多。
树脂砂芯 用树脂砂制造的各种型芯。型芯在芯盒内硬化后再将其取出,能保证型芯的形状和尺寸的正确。根据硬化方法不同,树脂砂芯的制造一般分为热芯盒制芯和冷芯盒制芯两种方法。①热芯盒法制芯:50年代末期出现。通常以呋喃树脂为芯砂粘结剂,其中还加入潜硬化剂(如氯化铵)。制芯时,使芯盒保持在200~300℃,芯砂射入芯盒中后,氯化铵在较高的温度下与树脂中的游离甲醛反应生成酸,从而使型芯很快硬化。建立脱模强度约需10~100秒钟。用热芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比较高,但工艺装置复杂而昂贵,能耗多,排出有刺激性的气体,工人的劳动条件也很差。②冷芯盒法制芯:60年代末出现。用尿烷树脂作为芯砂粘结剂。用此法制芯时,芯盒不加热,向其中吹入胺蒸汽几秒钟就可使型芯硬化。这种方法在能源、环境、生产效率等方面均优于热芯盒法。70年代中期又出现吹二氧化硫硬化的呋喃树脂冷芯盒法。其硬化机理完全不同于尿烷冷芯盒法,但工艺方面的特点,如硬化快、型芯强度高等,则与尿烷冷芯盒法大致相同。

⑻ 灰铁铸件高密度造型型砂的基本特点是什么

1、铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了信道,导致了孔壁产生缩孔和绣松。 铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因熔炼方面的原因熔炼方面的原因熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。 当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。 当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。 孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因工艺设计的原因工艺设计的原因工艺设计的原因 (1)浇注系统设计不合理 浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时,可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适,不利于顺序凝固,内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁,如果将内浇口开在铸件厚壁处,同时内浇口尺寸较厚,浇注后,内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下,铁水会经内浇口倒流回直浇道,从而使铸件产生缩孔和缩松。 (2)冒口设计不合理 冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固,都可能导致铸件产生缩孔和缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口,或冷铁使用不当,也会导致铸件产生缩孔和缩松。 (3)型砂、芯砂方面的原因 型砂(芯砂)的耐火度及高温强度太低,热变形量太大。当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下,型壁或芯壁会产生移动。使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节,导致铸件产生缩孔和缩松。这种现象对大中型铸件是很敏感的。另外,如果型砂中水分含量太高,将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加,范围扩大,从而使型壁的移动能力增加,导致缩孔及缩松的产生。 (4)浇注方面的原因 浇注温度太高,使液态金属的液态收缩量增加;太低时,又会降低冒口的补缩能力,特别是采用底注式浇注系统时更明显,铸件往往在下部产生缩孔和缩松。当冒口没有浇满或对大中型铸件没有用金属液对明冒口进行补浇时,这将降低冒口的补缩能力,引起铸件产生缩孔或缩松。 铸件的缩孔和缩松的特征铸件的缩孔和缩松的特征铸件的缩孔和缩松的特征铸件的缩孔和缩松的特征 铸件形成后,在最后凝固部位,由于收缩出现的集中孔洞称为缩孔,分散而细小的孔洞称为缩松。缩孔和缩松通常发生在铸件内部。 由于缩孔、缩松的存在,将减少铸件的有效承载截面积,甚至造成应力集中而大大降低铸件的物理和力学性能。由于铸件的连续性被破坏,使铸件的气密性、抗蚀性等性能显著降低;加工后铸件表面的粗糙度提高。所以,缩孔和缩松是铸件的主要缺陷之一,应予以防止。 金属在凝固过程中,当液态收缩与凝固收缩之和大于固态收缩时,就有可能在铸件内部留下孔洞。由于金属性质和凝固条件的不同引起的缩孔、缩松类缺陷。

⑼ 对铸造使用的型砂或芯砂性能有什么要求

型砂应具有:强度、耐火性、透气性、退让性、成型性、可塑性。
芯砂因受金属液的包围因此芯砂的性能要求一般比型砂性能高。
再看看别人怎么说的。

⑽ 关于砂型铸造的问题

砂型铸件的表面缺陷
1.1 机械粘砂和化学粘砂
砂型铸件表面的机械粘砂是金属液直接钻入砂型砂粒间孔隙,靠金属的包围和钩连作用与砂粒连结在一起,没有发生化学反应。产生化学粘砂的原因是高温金属液可能被氧化而生成金属氧化物,主要产物是氧化亚铁FeO,其熔点为1370℃。FeO与型砂的SiO2起化学反应生成硅酸亚铁(即铁橄榄石FeO•SiO2),化学反应如下:
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亚铁的熔点极低,仅有1220℃,因此流动性很好,即使铸件表面已有凝固壳,新生成的硅酸亚铁仍呈液态,易于渗透入砂型孔隙中。凝结后的硅酸亚铁对铸件和型砂都有极强的粘结性,能够将型砂牢固粘附在铸件表面上而成个化学粘砂。
用湿型砂生产铸铁件一般只形成机械粘砂,而不会形成化学粘砂。这是因为铁液中含有多量碳,不会产生大量氧化铁等金属氧化物。砂型中又含有相当多的煤粉,浇注时产生的还原性气氛能防止金属氧化物。原砂的SiO2含量较低也不是湿型铸铁件形成化学粘砂的必然条件。研究结果表明,使用SiO2含量只有82%左右的黄河风积砂,用湿型生产铸铁件并未发现有化学粘砂。
凭肉眼区别两种粘砂是比较困难的,通常可用以下方法区分:
⑴显微观查:从粘砂层上敲取一小块,用液体树脂固定并磨制成试样,用金相显微镜观察。如果是机械粘砂,可以清楚看到单个砂粒夹在金属之中。渗入的金属与砂粒间有明显的分界线,不存在任何化学反应产物。渗入的金属金相组识与铸件本体的金相组织一致(见图2)。如果是化学粘砂,则可以看见在粘砂层中有新生相将铸件和砂粒粘连(见图3)。
⑵电测:机械粘砂中连结物是金属,具有良好的导电能力。将万用电表的旋钮开到电阻测定档,用一个电极接触铸件,另一电极接触粘砂部位。如果电阻接近为零,表明粘砂是金属包裹砂粒形成的机械粘砂。如果显示有巨大电阻,表明粘砂部位已经形成不导电的硅酸亚铁,属于化学粘砂。
⑶化学鉴别:用扁铲凿下一小块粘砂块,浸入盛有浓盐酸的试管中。如果缓慢发生气泡,一夜之后液体颜色由无色透明变为棕红色。反应终了时粘砂块消失,试管底部留下少数单个砂粒,说明是机械粘砂,铁质部分已被盐酸溶解成为氯化铁。化学反应式为:
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化学粘砂,则气泡产生很少,酸液也没有明显的变化。最后的残留物是多孔性团絮状物质。
1.1.1 各种因素对机械粘砂的影响
实际生产经验表明,湿型铸件的重量一般不超过一、二百千克,壁厚大多不超过50mm,型砂中水分引起激冷效应使铸件外壳较快冷却和凝固,对型砂的加热作用并不过分严重。虽然铸铁用原砂中除了含有石英(熔点1715℃)以外,还含有相当数量熔点较低的长石(熔点1170~1550℃)、云母(熔点1150~1400℃)及其它矿物质,但同时铸铁湿型砂中含有的煤粉抑制了氧化铁的生成,因而不致引起化学反应。生产经验表明,湿型铸钢件一般也都是机械粘砂,而不是化学粘砂。这是因为湿型铸钢件都不是厚大铸件,而且所用硅砂含SiO2较高,铸件对型砂的热作用并不严重,不产生明显多的铁橄榄石。
以下将分别讨论铸件产生机械粘砂的各种影响因素:
1.1.1.1 砂型紧实程度
手工造型和震压造型的紧实程度如果较低,则砂型表面的砂粒比较疏松,砂型型腔的坑凹处和拐角处局部也都更容易出现疏松。如金属液钻入砂粒之间孔隙不深,将使铸件表面显得粗糙;钻入较深和包裹砂粒则形成机械粘砂。造型工人可以采取手指塞紧、用冲锤的尖头冲紧砂型局部。高生产率的高密度造型是否有局部疏松,则取决于型砂流动性如何,因而很多工厂尽量降低型砂紧实率来提高型砂的流动性。在填砂和压实过程中采用微震提高砂型紧实程度是十分有效的。此外,也取决于紧实装置设定液压或气压的高低。图4为一灰铁汽车铸件出现机械粘砂,使用进口静压造型机,一箱两件。但液压系统的压力调节不适当,砂箱的压实比压较低;而且两件之间和与砂箱的吃砂量仅有25mm左右。砂型平面硬度只有50~60,边缘侧面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透气性
湿型的砂粒粗细一方面要保证浇注后排气通畅,另一方面湿型砂的透气能力又不可太高,以免金属液容易渗透入砂粒之间孔隙中。手工造型生产小件的砂型上扎有较多排气孔,而且往往采用面砂,砂粒可以细些,面砂透气率40~60大约已然合适。机器造型湿型单一砂的型砂粒度大致在70/140目,透气率大多在60~90的范围内。高密度砂型比较密实,则要求型砂有较高透气能力。粒度大多在50/140或140/50目,透气率较多集中在100~140。很多工厂的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗,例如汽车发动机缸体砂芯用原砂粒度为50/100目,长期生产会有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度变粗。以致有些工厂的型砂透气率高达160以上,甚至达到200左右。除非在砂型表面喷涂料,否则铸件表面变得粗糙,甚至可能有局部机械粘砂。美国有一工厂在混制湿型砂时加入100、140目两筛细粒新砂5%来纠正型砂变粗现象,使型砂粒度维持在50/140的四筛分布。
1.1.1.3 金属液压力
金属液压力越高,机械粘砂就越严重。因此,高大铸件的底部比较容易形成机械粘砂。
1.1.1.4 浇注温度和铸件壁厚
金属液温度高,流动性好,就容易渗入砂粒之间孔隙而产生机械粘砂。但从避免铸件产生气孔、冷隔等缺陷考虑,浇注温度不可任意降低。生产复杂薄壁铸件时尤需较高浇注温度。
1.1.1.5 砂型涂料
生产重量较大的湿型铸件,可以向砂型的型腔喷刷醇基涂料,点燃后即可下芯与合型。一般上型可以不喷涂料,因为所受金属液压头比下型小。喷涂料的另一优点是提高了砂型表面耐冲刷能力。但是湿型用涂料的配方不同于砂芯用涂料,其强度不可太高,必须与砂型强度匹配,否则可能使涂层开裂翘皮,并使铸件产生夹砂缺陷。对内腔要求不高的一般铸铁的湿砂型中如果有树脂芯或油砂芯,为了防止金属液钻入砂芯,可以在硬化后的砂芯表面局部容易渗透金属液处,涂抹用机油或其他粘结剂加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料调制的涂料膏,凉干后即可下芯。当生产内腔清洁度和光洁度要求很高的铸铁件(如内燃机缸盖、机体、液压系统阀件等)时,必须对砂芯采取整体浸或浇涂料而后表面烘干。手工生产铸铁件时,常用软毛刷将土石墨粉细心涂刷在湿砂型和砂芯表面上。也有的喷土石墨与水混合液,晾干后即可浇注。石墨粉可以填塞孔隙,又不被铁液润湿,铁液难以钻入砂粒之间。美国Caterpillar铸造工厂用高压造型大量生产工程机械大型发动机汽缸体,其克服机械粘砂的措施是靠对上、下砂型全面自动喷水基涂料。然后用大火焰喷枪自动喷烤,使涂层和砂型表层干燥。这种表面烘干的型砂所用膨润土、煤粉等材料的品种和加入量,以及型砂性能控制均不同于普通湿型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
湿型铸铁件防止粘砂和改善表面光洁程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齐。一般生产中等大小铸铁件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%,主要取决于煤粉品质和对铸态表面的要求不同。为了排除煤粉品质的影响,可以只用1g型砂在900℃的发气量代表有效煤粉含量。例如普通机器造型的型砂发气量可以在20~26mL/g之间,高宻度造型的型砂发气可以是16~22mL/g范围内。国外常用测定灼减量方法估计型砂中煤粉含量是否足够多。例如有些工厂要求型砂灼减量在3.0~5.0%。在实际生产中可以观看铸件的外表形貌就可以查觉出型砂所含有效煤粉量是否合适。如果铸件表面毛糙,而型砂的透气率和砂型紧实程度都无不妥之处,可能有效煤粉不足或者煤粉品质不良。如果铸件表面有明显的蓝色,但较为粗糙,可能有效煤粉量已够,而型砂透气性偏高,或砂型紧实程度不够。
目前我国有多种煤粉代用品商品供应。其中淀粉材料的抗粘砂效果与优质煤粉基本相当。但只适合用来生产灰铁铸件,如用于生产球铁件有可能产生皮下气孔缺陷,因为不能产生足够还原性气氛。还有些“煤粉代用品”商品,其真实的具体配方不详,使用效果也有很大差异。用户应当靠浇注试验来判断其实际抗粘砂效果。可用同样的原砂(不可用旧砂,以免干扰试验结果)和膨润土、水,再分别加入不同抗粘砂材料混制型砂。应设法保持型砂透气率相同或接近,造型硬度相同,浇注温度相同。比较铸件表面光洁程度,然后即可做出选用决定。
国外生产抗粘砂商品主要有两类:①增效煤粉(高效煤粉):在煤粉中加入20~40%高软化点石油沥青,使其光亮碳含量提高到12~20%,抗粘砂能力大为提高。现在我国也有几家公司供应增效煤粉。②混合附加物:是优质膨润土与优质煤粉的混合物,也可再根据需要加入淀粉、木粉等材料。大型铸造工厂一条生产线中的产品特征接近,膨润土与煤粉的比例不需经常改变。采用混合附加物易于控制管理,设备简化。配方由供需双方的工程师根据铸件生产条件共同制定。用散装罐车运送到车间,气力输送进材料罐。用户混砂时只加一种附加物即可。
单一砂混砂时煤粉的补加量首先取决于煤粉本身的品质优劣如何,同时也受砂/铁比、铸件厚度、浇注温度、冷却时间、清理方法、对铸件表面光洁度具体要求等等因素的影响。德国有些工厂表示煤粉补加量的单位为每100kg铁水和每1%光亮碳形成物(即有效煤粉)的煤粉补加量kg。例如Mettmann铸造工厂统计生产中光亮碳形成物(煤粉)补加量在0.14~0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg铁。德国南方化学公司的实例中砂/铁比为10:1,浇注每吨铁的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即浇注每吨铁水用10吨型砂,型砂中补加18kg ECOSIL煤粉,折合混砂时煤粉补加量为0.18%,如果按照我国大多数工厂砂/铁比6:1左右,则ECOSIL煤粉混砂加入量应为0.30%。根据铸造手册“造型材料”(第2版103~104页)介绍,我国东风汽车公司、一汽铸造有限公司、中国一拖集团公司、上海汽车发动机公司和南京泰克西铸铁有限公司的高密度造型线湿型单一砂配方14种。混砂时煤粉加入量最高者3~4%,最低者0.3~0.5%。另外一汽、泰克西、上海发动机厂的震击造型单一砂4种。混砂煤粉加入量最高者3~5%,最低者1~1.25%。上述我国工厂中大多数的煤粉补加量绝大多数的煤粉补加量高的原因在于这些工厂所用煤粉品质低。笔者由近几年我国个别工厂使用优质煤粉和增效煤粉的经验表明,一般湿型铸铁件单一砂的混砂煤粉补加量在0.15~0.3%之间,个别厚大件为0.5%。抚顺某厂的气冲线砂铁比平均为11:1,同一车间内的挤压线砂铁比平均为7.5:1,两条线共用砂处理系统混砂的增效煤粉加入量仅为0.08~0.12%。由此可见,即使优质和增效煤粉价格稍高(不到普通煤粉的两倍),但消耗量仅为普通煤粉的几分之一。使用后不仅生产成本大幅度下降,还节省了贮存和运输费用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降,韧性、透气率、起模性得到提高。不但铸件表面光洁,而且气孔、砂孔等缺陷必然明显减少。
1.2 爆炸粘砂
在机械化铸造工厂的浇注流水线上,经常看到浇注后,几乎每一个砂箱与小车台面之间都会发生爆炸,这并不会发生铸件缺陷。但是有时偶尔还可以看到另一种在型腔内部发生能够引起铸件表面粘砂的爆炸,称为爆炸粘砂。高密度造型的铸件可能会出现这种爆炸粘砂缺陷,与通常机械粘砂出现在浇注位置的下表面和热节处不同,爆炸粘砂大多发生在铸件浇注位置的上表面。爆炸产生原因是开始浇注时砂型的水分蒸发凝聚在温度较低的型腔上表面,当金属液面上升与型腔上表面接触时水分骤然蒸发而发生爆炸,产生的巨大气体压力迫使金属液钻入砂型表面而成粘砂。有时爆炸相当猛烈,金属液甚至从冒口喷出直冲房顶。型砂含水量和紧实率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通气条件不良和浇注速度过快时较易发生爆炸粘砂。
1.3 热粘砂
热粘砂是比较少见的粘砂。有以下几种现象:
⑴铸铁件湿型砂用原砂的SiO2含量较低,例如是黄河风积砂和一些当地河砂或山砂的SiO2含量只有80%左右,原砂本身的烧结温度较低。浇注厚大件时,铸件表面被一厚层砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉,烧结砂层容易脱落被清理掉,不出现机械粘砂。
⑵河北省有一家用挤压造型机生产灰铸铁汽车件工厂,平日铸件落砂后大部分表面都能显露出来,经过短时间抛丸清理后铸件表面相当清洁。但是有一次突然发现铸件落砂后表面被一层砂子包裹。铸件抛丸清理后能够较容易地露出表面,表明铁液并未钻入砂型中,不属于机械粘砂。所出现的异常现象属于“热粘砂”缺陷。产生原因不会是原砂二氧化硅降低,因为该厂一直使用品质稳定的内蒙砂。铁液浇注温度也未过高。怀疑是膨润土公司处理活化膨润土时加入碳酸钠配料量过高引起的。碳酸钠本身是冶金用熔剂,能够降低硅砂和膨润土的烧结点和熔点而引起热粘砂。

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