鑄鐵平臺(tái)生產(chǎn)過程中鑄造缺陷防止與解決方案下
2019年09月17日
新聞詳情
氣孔的形成來源于氣體。消失模鑄造鑄鐵平臺(tái)上的氣孔主要是由泡沫汽化產(chǎn)生的氣體侵入金屬液析出而形成的侵入性氣孔，以及鋼液中帶入的析出性氣孔。
1.侵入性氣孔的成因
侵入性氣孔是消失模鑄造鑄鐵平臺(tái)鑄件氣孔產(chǎn)生的主要形式，其形成原因有以下幾方面。
（1）澆注過程中，澆注時(shí)間過短，充型過快，泡沫塑料模樣不能被迅速汽化，裂解的液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)入金屬液中，鑄件凝固后，氣體不能被排出，而在鑄件中形成氣孔。
（2）泡沫塑料模樣的發(fā)氣量隨澆注溫度的升高而急劇zengda，圖2為澆注時(shí)氣體壓力隨澆注時(shí)間的變化，可以看出，澆注的瞬間氣體壓力急劇升高，由于鑄鋼澆注溫度較高，澆注時(shí)瞬間發(fā)氣量很大，氣體不能被及時(shí)排出， 別是鋼液在紊流狀態(tài)時(shí)將氣體卷入其中，形成氣孔。
（3）粘接泡沫塑料模樣用粘結(jié)劑使用不當(dāng)是形成侵入性氣孔的重要原因。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鑄鋼件在泡沫塑料模樣粘接處往往產(chǎn)生大量的氣孔。如果用插接或鋼釘連接泡沫塑料模樣，該處 不會(huì)產(chǎn)生氣孔。這是由于連接處使用了較多的粘結(jié)劑，無論用851膠還是AB膠，其密度是泡沫塑料的幾倍甚至幾十倍，其汽化速度遠(yuǎn)比泡沫塑料慢且汽化溫度高，當(dāng)膠還沒有汽化時(shí)金屬液上升而將膠裹住，在隨后的冷卻過程中不斷汽化，從而在鑄鐵平臺(tái)鑄件中形成氣孔。
（4）水分也是形成鑄鐵平臺(tái)氣孔的因素之一，澆注時(shí)水分的來源主要有以下幾方面：一是涂料沒有烘干，或是由于水基涂料中含有CMC、聚乙烯醇、白乳膠、淀粉等youji粘結(jié)劑，如果掛有涂料的模樣烘干后不能及時(shí)澆注， 會(huì)吸收空氣中的水分。另外，涂料的膨潤土等懸浮劑多含有結(jié)構(gòu)水和結(jié)合水，由于模樣烘干溫度一般只有40℃左右，其結(jié)構(gòu)水和結(jié)合水一般仍存留于涂料中，這部分水分在高溫鋼液的作用下汽化；二是泡沫塑料模樣由于干燥不充分，泡沫粒珠中仍殘留較多的水蒸氣；三是來自型砂中的水分。
2.析出性氣孔的成因
析出性氣孔是指在熔煉過程中金屬液吸氣，在金屬凝固過程中，多金屬中析出而形成氣孔。當(dāng)金屬液吸入水蒸氣時(shí)，在高溫金屬液的熱作用下，水裂解產(chǎn)生氫氣，氫氣溶解后裂解成氫原子，這些原因在金屬液的凝固過程中重新聚合，生成氫氣，無法排出， 形成了析出性氣孔缺陷。這種氣孔 點(diǎn)：氣壁比較光滑，有金屬光澤，氣孔比較小但數(shù)目較多。
二、解決鑄鐵平臺(tái)（鑄鐵平板）氣孔的措施
由以上分析可知，澆注過程中，澆注時(shí)間過短，充型過快，泡沫塑料模樣不能被迅速汽化，粘接泡沫塑料模樣用粘結(jié)劑使用不當(dāng)，是造成鑄鐵平臺(tái)鑄件氣孔的主要原因。另外，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，還有模樣、涂料及澆注等方面的因素。
1.減少泡沫塑料模樣的發(fā)氣量，降低發(fā)氣速度
（1）在保證模樣強(qiáng)度、剛度的前提下，盡量減少模樣的密度，從而減少發(fā)氣量；將直澆道、冒口及厚大部位做成空心塑料模樣（目前我廠采用的泡沫塑料密度為0.018~0.020g/cm3）。
（2）減少澆注系統(tǒng)的尺寸，降低澆注速度從而降低聚苯乙烯的發(fā)氣速度，使產(chǎn)生的氣體通過涂料層得以及時(shí)排出而不進(jìn)入鋼液。模樣充足的汽化時(shí)間也使其汽化率提高，減少了聚集在鋼液與涂料層界面的液態(tài)殘留物，避免在輪緣的側(cè)面形成氣孔。
2.使用發(fā)氣量低的粘結(jié)劑
粘結(jié)劑用量越少越好，好冒口與產(chǎn)品整體一次成形，或使用插接或鋼釘連接，或粘結(jié)劑與鋼釘聯(lián)合使用。
3.保證涂料質(zhì)量
（1）選用高溫透氣性好的涂料，增加涂層的透氣性和潤濕性，降低氣隙空腔的氣壓，以保證鑄鐵平臺(tái)金屬液平穩(wěn)充型。在干砂消失模鑄造中，由于使用干砂造型，干砂透氣性遠(yuǎn)高于涂料的透氣性，涂料的透氣性主要取決于涂料透氣性的大小。當(dāng)涂料透氣性較小時(shí)，涂料的透氣性遠(yuǎn)小于模樣的熱解速度，合金液流前的氣隙中的壓力很高，合液態(tài)金屬流動(dòng)前沿很不穩(wěn)定，造成卷氣與吸氣。
（2）涂料掛涂要均勻，具有高的高溫強(qiáng)度，以減少涂層厚度，一般控制在0.5~1mm即可。
（3）涂層應(yīng)充分烘干，烘干的模樣應(yīng)及時(shí)澆注，避免受潮。
4.選擇正確的澆注工藝
（1）澆注位置應(yīng)盡量使重要的大表面處于豎直或傾斜狀態(tài)，有利于金屬液的平穩(wěn)充型和塑料模樣的逐漸汽化，使氣隙壓力較小及保持平衡。
（2）澆注系統(tǒng)優(yōu)先選用封閉式的底注、階梯澆注或側(cè)注，保證金屬液的平穩(wěn)流動(dòng)及避免澆注過程中大量空氣進(jìn)入型腔。
（3）提高金屬液的澆注溫度，減小澆注速度，有利于泡沫塑料模樣的充分汽化和迅速地排出。實(shí)踐證明提高澆注溫度可youxiao地減小氣孔等一系列鑄造缺陷。鑄鋼件澆注溫度應(yīng)在1600℃以上，此時(shí)應(yīng)保證涂料有較高的高溫強(qiáng)度，否則會(huì)導(dǎo)致較嚴(yán)重的粘砂。
（4）堅(jiān)持“慢-快-慢”的澆注原則。先用小流量金屬液點(diǎn)通直澆道，在用大流量快速充滿澆口杯封閉直澆道，保證真空度，直到澆口杯金屬液不在下沉?xí)r為止。由澆入的鋼液量估計(jì)液面快達(dá)到鑄件頂面時(shí)，放慢澆注速度，減少金屬液流量，保證金屬液中的或可能侵入的氣體逸出涂層或從金屬液析出。
5.澆注前應(yīng)對(duì)鋼液進(jìn)行充分除氣
（1）清潔爐料， 別是鐵銹嚴(yán)重的爐料應(yīng)經(jīng)除銹處理。
（2）快速熔煉，縮短高溫熔煉時(shí)間。
（3）充分脫氧，用鋁量一般為0.04～0.06，不超過0.15。
另外，型砂要干燥，不使用含水分或潮濕的型砂。鑄鐵平臺(tái)的真空負(fù)壓度一般應(yīng)控制在0.05～0.06MPa為宜。
通過以上綜合措施的實(shí)施，不但基本解決了鑄鐵平臺(tái)的氣孔缺陷，同時(shí)還減少其他品種鑄鐵件氣縮孔現(xiàn)象，成品率達(dá)90以上。
