铸件浇不足和冷隔缺陷的成因及防止措施.pdf

《铸件浇不足和冷隔缺陷的成因及防止措施.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铸件浇不足和冷隔缺陷的成因及防止措施.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、! ! ! ! ! !铸! ! 造 !#$%& ! ! ! !# # #!# # # !# 年第 $% 期&热处理 锻压 铸造 !# #$%&()# $*# $ 热加工 铸件浇不足和冷隔缺陷的 成因及防止措施 九江职业大学九江职业大学! !（ 江西江西! #$! #$）! ! 王王! ! 荣荣! ! 王维昌王维昌 ! !【 摘要】! 浇不足和冷隔是铸件中相当普遍的缺陷，其产生原因几乎存在于铸造的每一道工序中。本文 对这类缺陷产生的原因进行了分析，并提出了相应的防止措施，对铸造工作者有一定的借鉴作用。 ! ! 浇不足和冷隔是铸造中相当普遍的缺陷，在很多情 况下，这两类缺陷在完全报废铸件中占第一位

2、或第二 位。浇不足是指金属液未能充满铸型型腔而形成不完整 的铸件，这类缺陷的特点是铸件壁上具有光滑圆边的穿 孔，或者铸件的一个或多个末端未充满金属液；冷隔是 指在两股金属汇聚处，因其未能完全熔合而存在明显的 不连续性缺陷的铸件，这类缺陷的外观，常呈现为带有 光滑圆边的裂纹或皱纹。这两类缺陷的特点：一是在铸 件检验中比较容易发现；二是除了清理工序外，其产生 原因几乎存在于铸造的每一道工序中。 下面笔者结合多年的生产实践并参阅有关资料，谈 谈铸件浇不足和冷隔的产生原因及其防止措施。 $ 铸件和模样设计 （ $）因铸件截面厚薄不均造成金属流间断! 在某些 铸件设计中，薄截面位于金属液难以达到的部位，

3、很难 恰当地设置浇注系统。在可能的情况下，应对这类设计 进行修改，当无法更改设计时，则需采用相当复杂的浇 注系统，以避免产生这类缺陷。 （ %）铸件截面相对过薄! 这种设计没能考虑到金属 流动和凝固的规律。如果设计者不能加厚这一截面的 话，惟一的补救办法是提高金属的浇注温度，或者修改 金属的化学成分，以改善其流动性。还有一个较好的弥 补办法是采用不会产生急冷的铸型 （ 型芯） ，但这会使 生产成本增加，因此在可能的情况下应更改设计。 ! 模样 （ $）模样或芯盒磨损造成铸件截面过薄! 型砂是磨 损力相当强的材料，会造成模样磨损，进而造成铸件截 面减薄，导致产生浇不足和冷隔缺陷。有效的预防措施

4、是建立正规的检查制度，把有缺陷的模样检查出来。 （ %）模样强度差! 在造型或制芯的压力下，模样由 于强度不够而产生变形，这样的模样和芯盒会造成铸型 和型芯变形。这样既会造成金属液未能按预期设想流 动，又会形成铸件截面过薄。改正的方法是加固模样。 （ &）模样或芯盒定位不准! 其产生原因是定位销和 销套已经磨损，定位销数量过少或定位销尺寸过小都容 易产生磨损。在上下模底板上按中心线安装分成两半的 模样时，也会出现错位的缺陷。如果不试浇样品铸件， 则很难证实分装在上、下模底板上的两半模样是否对 准。防止产生这类缺陷的首要措施就是加强检验。 ( 砂箱及其准备 （ $）上下箱错箱造成铸件过薄! 造成

5、这种缺陷的原 因包括：定位销磨损、定位销弯曲、销套磨损，或在箱 耳座内有外来杂物。由于错箱是造成铸件缺陷的主要根 源之一，因而必须定期对这些部件进行维修和保养。 （ %）模样安装不当! 这种情况一般是安装模样的工 人操作疏忽所造成的。模样和模底板上的对准中心线必 须非常明显，以便安放时易于检查。 （ &）薄平铸件浇注时倾斜度不够! 对某些较薄的铸 件来说，要使砂箱在浇注时能保持一个倾斜度，否则会 形成封闭气体，造成金属液流间断。砂箱倾斜后，上箱 要保持足够的高度，使浇口位置超过铸件的顶点。 （ ）砂箱刚度不够或加固不当! 也会使砂型变形而 ! ! ! !#$%& 铸! ! 造! ! ! ! !

6、 ! 热加工 热处理 锻压 铸造! #$ 年第 %& 期 !# # #!# # # !# #$%&()# $*# $ 产生浇不足或冷隔，因此必须使用具有足够强度的砂 箱，对于使用时间较长的砂箱应加固后再使用。 （ $）上箱太浅! 可能会造成上型下垂，从而使铸件 截面变窄、变薄，以致产生浇不足的缺陷。在浇注较厚 的铸件时，上箱太浅会因为金属压力不足而导致产生缩 松和侵入气孔；而在浇注较薄铸件时，其后果则是产生 掉砂或浇不足的缺陷。 ( 浇冒口系统 （ %）内浇道、横浇道和直浇道截面尺寸不当! 为了 避免产生金属液流间断的现象，应按以下要求设计浇注 系统，即必须使直浇道和横浇道具有足够的尺寸，以保

7、 证平稳地向所有内浇道输送金属液。另外，为保证金属 液流动时能够始终完全充满浇注系统，可减小浇道面积 来建立压头。浇注系统设计的基本原则是确保金属液流 动平稳，并能够充满浇注系统，防止金属液流间断。 （ &）内浇道位置不当! 内浇道的位置完全取决于铸 件结构。因此必须分析铸型型腔是如何被金属液充满 的，根据金属液充满型腔的流动模式设置内浇道。 （ ）内浇道分布不当或不均衡! 这是由于没能正确 地预测金属液流动的实际情况而造成的。除了要考虑金 属液在一般情况下的流动状态，还应考虑金属液对型壁 的摩擦、金属液的冷却情况和金属液的流动性。金属液 充型的确切过程通常很难预测，但可以通过试验探索出 金属

8、液的流动模式。例如，某一铸件通常要 &() 的浇注 时间，我们可分别按 $)、%()、%$) 浇注同样的铸型，对 这三个没有浇满的铸件进行落砂和清理，并仍使其带着 内浇道，这样就可显示出金属液实际的流动模式，以这 些参数作为依据来重新设计出最佳的浇注系统。 （ *）压头太低! 这也是造成浇不足的一个原因。 )( 型砂 （ %）型砂水分太高! 会造成金属液沸腾而失去流动 性，导致产生浇不足和冷隔。 （ &）型砂中挥发物太多! 过量的挥发物在金属液流 之前充满型腔，会使金属液难以完整地充满型腔，从而 有可能造成气隔或气隔缝，即使金属液流到了正常部 位，也会因此而难以熔合，导致产生冷隔和浇不足。 （

9、 ）背砂强度低! 不管是因为箱带不足还是背砂强 度太低而引起的上型下沉，都会使较薄的型腔截面变得 更薄，从而使金属液难以充满铸件薄壁。 （ *）透气性太差!砂型紧实度过高会造成透气性 差，则可能产生气隔。此外，型砂紧实度高还会加快从 熔融金属液中吸走热量，在金属液未来得及充满铸型型 腔之前就可能使铸件冷凝了。 （ $）造型材料导热性过高! 造型材料吸取热量和冷 凝金属的速度各有差异，如金属型和砂型之间的差异， 石英砂和锆砂之间的差异，都会对冷隔缺陷的产生有不 同的影响。 *( 制芯 （ %）砂芯过硬! 金属液通常很难平静地流到较硬的 砂芯近旁，而常会在该处出现翻腾的情况，这样会形成 过早的冷凝

10、。 （ &）排气不够充分! 任何被包封的气体，都会造成 铸件气隔缝。对于会使金属液流产生任何程度间断的浇 注系统而言，这一问题则更为严重。 （ ）型芯尺寸不正确或放置不当! 型芯移位会使铸 件截面减薄，如果金属液的流动能力不够高，则会产生 浇不足或冷隔。 （ *）漂芯或砂芯下沉! 这和下型拱起、上型下沉的 后果完全一样，都会使铸件截面变得过薄。 （ $）偏芯造成铸件截面过薄! 这是漂芯或砂芯下沉 的另一种表现形式。 （ +）砂芯变形! 因粘结剂的热塑性而引起砂芯的变 形是造成铸件变形的一个原因。因变形引起的翘曲，在 浇注过程中和偏芯的作用一样，都会使铸件截面减薄。 （ ,）芯骨距砂芯表面过近!

11、 这样设置的芯骨对金属 起着激冷作用，因而迟滞了金属液的正常流动，降低了 金属液的流动性。 （ -）型芯材料导热性过高! 其后果和造型材料导热 性过高一样。 &( 造型 （ %）舂砂过实降低了透气性。 （ &）舂砂不均时，将造成型砂紧实度的变化，使局 部砂型透气性过低，这样会改变金属液的流动，或者形 成局部截面受激冷，从而导致产生冷隔。 （ ）舂砂过松导致上型下沉，使铸件截面变薄。 （ *）修型或修补过度，其后果和形成金属液的翻腾 或改变型砂导热性一样。 （ $）芯撑尺寸错误引起漂芯，会造成铸件截面过 ! ! ! ! ! !铸! ! 造 !#$%& ! ! ! !# # #!# # # !#

12、年第 $% 期&热处理 锻压 铸造 !# #$%&()# $*# $ 热加工 薄，使金属熔液很难完满充型。 （ $）芯撑过小或芯撑数量过少，造成漂芯。 （ %）型芯或铸型的涂料涂层过厚，都会使铸件的较 薄截面变得更薄。 # 金属成分 （ &）铸铁! 碳当量对金属液的流动性有影响。一般 来说，低碳当量的金属液会因其流动性差而容易产生冷 隔和浇不足；但碳当量过高又会产生石墨漂浮缺陷。 （ ）铸钢! 钢的成分由低碳到高碳，如果添加各种 合金元素，可以调整其流动性。钢具有较高的热幅射 性，热量损失较快，这种特性使钢液与冷的或湿的铸型 接触时，会很快降低其流动性。 （ (）铜合金! 由于铜合金品种较多，

13、流动性差别很 大，因此改进流动性的方法取决于所采用的合金类型。 （ )）铝合金! 在铝合金成分中增加硅或铁的含量， 会使其较低的流动性得到改善。含气或被污染的铝合 金，特别易于产生冷隔。 （ *）镁合金! 可以通过将成分调整到接近于共晶成 分而改善其流动性。 ( 熔炼 （ &）因称重或加料不严格导致成分错误。 （ ）金属液熔化温度过低或流动性太差。无论是哪 一种金属，其温度过低是造成浇不足的基本原因。 （ (）金属液氧化或含气。这可能是由于耐火材料太 湿、湍流所造成的，无论是何种金属，氧化或含气金属 液的流动性都会降低；熔炼操作不当，特别容易使有色 金属吸附气体；熔炼灰铸铁时，冲天炉底焦高度太

14、低， 也会产生同样的后果。 （ )）金属液还原过分。会因为吸氢而产生问题，在 所有的金属中这都是应予以考虑的因素，对铝合金而言 尤为重要。 （ *）浇包内添加料过量。这些添加料都具有直接降 低温度的作用，因而也就降低了金属液的流动性。 （ $）浇包内添加物潮湿，会造成温度损耗，导致金 属液温度过低。 $ 浇注 浇注被认为是造成浇不足缺陷的主要原因之一，以 下因素可能是浇注过程中导致产生缺陷的成因。 （ &）浇注温度过低。 （ ）间断浇注会造成金属液充型不均衡，当重新开 始浇注后，则易于产生氧化薄膜或吸收气体，这都会妨 碍熔融金属的熔合。 （ (）过快减慢浇注速度，会降低金属液完全充满铸 型型腔

15、所需的压力，当上箱中有凸台或上箱太浅时，过 快减慢浇注速度铸成的铸件，其缺陷尤为严重。 （ )）金属液沸腾。流槽、内衬、浇包嘴太湿，或浇 包内有废渣，都会造成金属液沸腾，既降低了熔融金属 的温度，又降低了其流动性。 （ *）水平浇注薄平铸件，未使其有一个倾斜度，都 容易造成冷隔缺陷。 （ $）因跑火降低了浇注压力，会造成浇注间断，其 后果和过快降低浇注压头一样。 （ %）熔渣、脏物或浇包耐火材料堵住内浇口，其后 果与间断浇注或过快减慢浇注速度一样。 （ +）若浇注的金属液短缺，会降低熔融金属的输送 压力。上箱较浅时，浇注的熔融金属稍有短缺，会使压 力水平低于铸件的最高点，这样即便不会造成浇不足

16、， 也容易形成侵入气孔或缩松。实际上，上箱凸台部位产 生侵入气孔，通常都和浇不足有关，当浇注短缺是其成 因时，这两种缺陷很可能不易识别。 （ ,）浇注过慢，会使内浇道不能保持有充分的金属 液，不能较快地充满铸型来防止冷隔。浇注过慢还是造 成膨胀缺陷的主要原因，上型膨胀的倾向会进一步加大 形成冷隔的可能。 （ &-）未能保持直浇道、横浇道和内浇道充满熔融 的金属液，其结果和间断浇注或压力头不足一样。此 外，还会造成包封空气，因而降低了金属液的流动性， 在一些合金 （ 如铸钢中）会快速地形成氧化膜。 $ 其他 （ &）冷铁和芯撑过大时，其后果和激冷一样，使金 属液流动性降低而产生冷隔。冷隔很可能出现在芯撑或 距芯撑很近的部位。 （ ）因铸型压铁过重等原因使铸件截面减薄。若压 铁重量超过铸型能够承担的负荷时，会发生塌型。即使 截面尺寸改变很小，也可能导致产生浇不足缺陷。 （ (）铸型型腔的薄截面处产生水气凝聚，这会降低 金属液的流动性，同时还会造成包封气体。 （ -+-)-$）