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解决精密铸件缩孔问题的一些措施和技巧总结

来源:s  发表时间:2024/2/1 9:04:10  点击次数:【1541】

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缩孔、缩松是由于补缩不良形成的孔洞或凹陷,是影响铸件强度和品质的主要原因之一,也是精密铸件报废的最常见缺陷。不锈钢由于体收缩系数较大,形成缩孔、缩松的倾向比一般碳钢和铸铁更大。因此,减少或避免缩孔、缩松,一直是制定工艺的过程中最关注的问题。


避免缩孔、缩松缺陷,最关键的是设计合理的浇冒口系统。但因精铸件一般尺寸较小,并且是组树、制壳、脱蜡后热壳浇注,因此在设计浇冒口时,必须综合考虑到工艺出品率、方便制壳操作和型壳干燥、方便脱蜡、方便插壳浇注和铸串放置、方便切割浇冒口等储多因素,因此设置浇冒口和放置冷铁要慎重,使得精铸工艺设计具有很大的局限性。根据生产经验,探索出防止精铸件产生缩孔、缩松缺陷的一些技巧和措施,以期为生产提供参考。


1 从结构上减小热节


如果铸件上某个孔位于热节部位,在不铸出此孔时就会增大此处热节,则应尽量将此孔铸出,以减小热节,消除缩孔倾向。


如果铸件上某个孔的内壁是孤立的热节点,直接将此孔铸出时,孔内壁会产生缩孔或缩松,则可以不铸出,可经加工个钻出。


对某些分散的无法正常补缩的孤立热节,在不影响产品使用功能的前提下,征得客户同意,做出适当的工艺孔,以减小或消除此处热节。


如果铸件某处有盲孔或深腔,制壳后被砂浆灌满,浇注后无法散热而形成人为热节时,可以考虑把此盲孔或内腔的底部或侧面打开合适的窗口,以便凝固时加快散热速度,从而减小热节,消除缩孔,管子外壁上有三条筋板,不开窗时,筋板根部有缩孔,在管壁上打开窗口后,减少了缩孔现象。


从铸件结构上分析有4种情况尽量减少热节:①避免尖角过渡,铸件拐角处要尽量做出合适的圆角,以减小热节倾向,见图5;图6为不同类型结构的改进。②避免壁厚突变,遇有这种情况,可将突然过度改为逐渐过渡,见图6a;③避免丁字相交的两个壁厚相差太大,遇有这种情况,可征求客户同意,将两个壁厚改为尽量接近,或改为逐渐圆滑过渡,见图6b;④避免十字筋,遇有十字筋结构,应尽量将十字筋错开,改为丁字筋,而且筋板厚度尽量接近或相同;


2改变铸件结构增加补缩能力


某些铸件在远离内浇道的位置有孤立热节,而且这个热节与内浇道之间有薄壁相连,补缩通道狭窄,无法得到正常补缩,又无法设置辅助浇冒口,或者设置辅助浇冒口会造成工艺出品率大大降低时,可在内浇道和此热节之间设置工艺筋(补缩通道),见图7。某些铸件有孤岛式的热节,远离内浇道,无法得到补缩。这种情况,可增加工艺补缩通道,方便钢水流入补缩,见图8。


某些铸件边缘处极薄,且薄壁处还有小热节,遇有这种情况,组树时可将薄壁处相互靠近(即密集组树),制壳完成后,型壳几乎粘连成一个整体。浇注后,型壳保温效果良好,钢水流道通畅,而且铸件之间互相烘烤,延缓冷却,从而保证薄壁处的良好充型与补缩。该方法既可以解决某些薄壁产品的缩孔或缩松,也可以解决冷隔和浇不足,见图9。


有些铸件有远离浇口的热节,补缩通道狭窄时,可以采取为补缩通道保温的办法,让补缩通道延缓冷却,以保证远端热节的补缩。如脱蜡后,用保温棉缠绕补缩通道外面的型壳。图10为某圆盘铸件,直径为320 mm,被6个筋条分成均等的6个弧形,由于弧形区域壁薄、面积大,筋条根部得不到补缩而形成缩孔。解决办法是:脱蜡后,用弧形保温棉布,粘贴在每个弧形区域的型壳外壁,起到保温作用,延长对筋条根部的补缩时间。


3 改变温度场分布,促使顺序凝固


浇注系统的设置,应尽量遵循顺序凝固的原则,即让远离内浇道的热节最先凝固,而后是补缩通道、内浇道、主浇口(模头)和浇口杯逐次凝固。但如果因铸件结构的限制,或者因工艺出品率的要求,无法完全满足上述原则时,则可以采取如下措施。


(1)用平模头组树  让远离内浇道的热节部位处于浇注姿态的最下边。浇注后,迅速将组树放入浅水中,使下端的的热节部位强制冷却。


(2)铸件内腔有分散的热节  采用平模头组树,让内腔的开口处于浇注姿态的最下边,浇注后,迅速将组树放到钢制的格栅板上,并在格栅板下面用鼓风机吹风,使铸件下端和内腔的热节强制冷却。图13为某圆筒形铸件,内部的螺旋根部都是热节,浇注后,立即放到格栅板支架上,下面用鼓风机吹风强制冷却,可消除螺旋根部的缩孔。


另外,某些铸件的局部有无法正常补缩的孤立热节,可在浇注后往此处冲水,促使此处热节快速凝固,见图14。


(3)设置内冷铁 对于无法通过正常方法达到顺序凝固的热节,可以加内冷铁使热节强制冷却,具体步骤是:①制作模具时,在铸件热节部位做出冷铁芯头座(处于分型线位置);②压蜡前,将预制好的同材质冷铁置入模具中;③压好蜡型后,冷铁随蜡件一起组树、制壳、脱蜡;④脱蜡后,冷铁留置于型壳中;⑤熔炼浇注后冷铁即可起到对热节强冷却的作用。


4 改变温度场分布,促使同时凝固


某些面积比较大的薄壁铸件,有无法正常补缩的分散热节,如果采取上述所有措施,都无法造成顺序凝固时,可以人为改变温度场,促使其同时凝固。如某铸件不容易补缩,见图16,此铸件中部壁薄,两端有许多分散热节。如果内浇道放在两端,则两端热量集中,反而会促使那些分散热节处产生缩孔或缩松。所以把内浇道放在中部薄壁处两侧,让浇口杯和横浇道的钢水长时间烘烤中部区域,促使中部区域与两端温度达到均衡,使中部与两端同时凝固,从而消除两端分散热节的缩孔现象。


改变温度场,促使同时凝固


综上,对于某些特殊结构的铸件(尤其是薄壁多热节铸件),内浇道并非一定要设置在厚大处或热节处,有时恰恰要设置在薄壁处或非热节处。


5 结语


在制定熔模铸造产品生产工艺时,遵循工艺出品率最大化、方便组树、方便制壳和型壳干燥、方便脱蜡、方便浇注与铸串放置、方便切割等原则的基础上,还可以根据具体情况,采取相应的措施和技巧,使热节减少或减小,使热节部位得到充分补缩,从而消除缩孔、缩松等缺陷。

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