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      如何防止呋喃樹脂砂鑄件常見不良缺陷

      來源:互聯網 瀏覽次數: 日期:2017年10月19日 10:53

      1.氣孔與針孔

      呋喃樹脂砂透氣性很好,但比各種無機類鑄型的發氣量高,綜合看來較易發生氣體類缺陷。

      1)原砂粒度偏細,透氣性降低(要求粒度是30/70,原砂水分的質量分數低于0.2%)。

      2)涂料質量不良或干燥不充分,使砂型(芯)殘留水分較高。

      3)舊砂再生不良,使系統中砂的灼減量失控,微粉含量超標,造成發氣量增大,透氣性降低。

      4)澆注時鑄型(芯)尚未充分硬化。

      5)工藝設計不當。如澆注系統設計不良,澆注速度慢,壓頭過低,砂芯出氣方案不當等。

      6)操作不當引起。如造型(芯)時未考慮砂芯排氣,合型時未將砂芯出氣道與砂型排氣孔連通,或出氣口未封好,澆注時鐵液鉆入,上涂料時局部堆積嚴重,以致干燥不充分,芯頭被涂料封死,影響砂芯排氣,澆注速度過慢或斷流,使澆注系統未被金屬充滿。

      防止措施:

      1)樹脂和固化劑加入量要附合標準,要選用糠醇含量高,尿素含量少的低N樹脂。根據季節不同,選用合適的固化劑品種,千方百計降低黏結劑加入量。充分硬化后,合型澆注,尤其是舊砂再生回用條件下,鑄鋼件樹脂wN)控制在1%以下,鑄鐵件也應控制在2%以下。在混砂前的樹脂中加入占樹脂質量2%0.3%的硅烷,可有效地提高黏結強度,從而降低樹脂用量。

      2)使用濃度較低的揮發性涂料,點火干燥后,鑄型中有殘留醇分的危險。總之,涂料的濃度調整到“30”波美以上。另外,揮發性涂料溶劑中可能有變質酒精或含水分較高的酒精,點火干燥不徹底,使鑄型內有殘留水分,這是產生氣孔的重要原因,故要求涂料中溶劑含水分不大于5%。除了應注意涂料的溶劑質量外,合箱前還應對鑄型進行噴火干燥處理。

      3)造型后硬化所需時間隨氣溫、濕度、固化劑加入量、固化劑種類等因素的不同而變化,一般要經過十幾個小時以后才能反應完全,未反應完全的鑄型發氣量較高,在冬季尤其應注意砂芯最好能做到隔天使用,外型也起碼應保持68 h以上再澆注,起模時間最好不少于20min,硬化后也不宜久放,否則起模困難。

      4)有機再生砂的灼減量與鑄型的發氣量成正比,與氣體缺陷有密切關系,鑄鐵的灼減量應低于3%,而微粉含量應控制0.8%以下。另外,盡量降低砂鐵比“S/M”,為此,對批量重復生產的鑄件可采用專用砂箱,減少吃砂量,或采用鋼板焊制各種形狀中空箱框或隔板,安放在砂箱轉角或代替型砂充填在箱內,也可在距型腔一定距離處埋入舊砂塊或泡沫塑料塊等,一般將“S/M”比控制在3以下為宜。

      5)澆注時應掌握好速度,決不能中途斷流,澆注開始后還應點火引氣等。

      6)造型工藝要注意下列情況:樹脂砂的宏觀透氣性很好,但澆注時有機物發氣速度較快,只靠分散出氣還來不及,為及時排除型腔氣體要適當增加上型出氣,在上型的大平面及凸起部位,應設置出氣孔,或在造型前在木模上放好出氣銷。同時,設計澆注系統要注意直、橫、內澆道的封閉性,注意直澆道的形狀,防止金屬液發生紊流,將空氣卷入,使呋喃樹脂燃燒產生更多氣體,原則上采用底注較為安全合理。

      2.機械粘砂

      1)原砂粒度較粗,分布過于集中,造成砂粒間隙大,金屬液容易滲入砂型中去,呈鐵夾砂狀態的機械粘砂。

      2)涂料層不良引起。涂料的波美濃度要大于“30”。受熱嚴酷的厚大部位,可采用雙層涂料,底層涂料有一定滲透深度,面層涂料建立一定涂層厚度。

      對于鑄鐵而言,石墨涂料仍不失為防粘砂性能優秀的涂料,但為了提高熱沖擊的抵抗力,骨料中最好配入20%以上的鋯英粉。

      3)型(芯)的緊實度不夠,使型(芯)表面疏松,穩定性差,對機械粘砂的抵抗力差。

      4)新砂的比例高時,抗粘砂能力較再生砂差。

      5)影響砂型表面穩定性的其他因素,如使用了超過使用時間的型砂,砂溫過高等,均降低了抵抗機械粘砂的能力。

      3.脈紋

      由于石英砂的SiO2含量高,其膨脹系數較高,新砂的熱膨脹系數和涂料熱膨脹系數低不一樣,澆注受熱時,砂型的熱膨脹將涂層拉裂導致鐵液鉆入砂中與砂凝固在一起,形成脈狀條紋缺陷,并常伴有機械粘砂,脈紋較易鏟除,克服辦法是舊砂再生回用比例高一些,使膨脹系數降低,使型砂熱膨脹系數接近涂料層。

      4.裂紋

      呋喃樹脂砂型鑄件的熱裂傾向比水玻璃砂和黏土砂型的鑄件大,這可能是由于樹脂砂型剛性好,熱膨脹系數大,加上鑄件冷卻速度慢等因素造成的。鑄鋼件發生熱裂傾向更嚴重。結構復雜、壁厚差大的鑄件以及收縮阻力較大的部位,出現裂紋的可能性較大。另外,使用磺酸類固化劑,能引起表面滲硫,在鑄件表面引起微裂紋成為龜裂的特點。

      防止辦法:

      1)提高型(芯)退讓性,如在型砂中添加2%3%的木粉等潰散劑。

      2)造型(芯)時,背砂中埋入發泡聚苯乙烯塊,盡量減薄型(芯)的吃砂量,做空心芯等。

      3)在易發生裂紋的部位用鋯砂和鉻鐵礦砂代替硅砂,可明顯減輕裂紋,這是因為這二種材料熱膨脹系數低。

      4)改變澆注系統,使鑄件達到同時凝固。

      5)在允許條件下,對鑄件結構作合理修改。

      6)適當降低澆注溫度,對減少裂紋有明顯效果。

      7)在易發生裂紋處設置防裂筋。

      8)特殊情況下,以磷酸代替硫酸類固化劑。

      9)合理使用冷鐵和其他激冷措施。

      5.夾渣

      主要是金屬液與粘結劑反應生成的渣,以及因澆注時間長型(芯)頂被高溫金屬液烤壞產生的結疤。前者多發生在開始流入型內的那部分前期鐵液中,并常伴有氣孔缺陷,后者則常發生在型腔上部和上側面。

      防止措施:

      1)在設計澆注系統時,按照快、穩、封閉、底注,保證壓頭,處理鐵液的原則,并在有條件的鑄件頂面設置溢流冒口,將澆注中的冷、臟鐵液導入溢流冒口中,并使其溢出。

      2)使用強度高、耐熱性好、發氣性低的涂料。

      3)大平面的平板鑄件澆注時最好采用傾斜澆注,并在澆口杯對面設置適當數量的溢流冒口,可有效地防止大平面上出現夾渣缺陷。

      6.硬度不足

      呋喃樹脂砂鑄型導熱性差,金屬液冷卻凝固速度慢,會導致鑄件硬度偏低。需要注意的是樹脂砂鑄件表層(3 mm)硬度比內部低1015 HB,所以在測定硬度時,需除去表層(>3 mm)后才能測出正確的硬度值。

      防止措施:

      1)適當降低鐵液的CE 值,以防止鐵素體的產生。

      2)添加少量穩定珠光體元素,如:CrCu

      3)提高鑄件冷卻速度,如采用合適的冷鐵和使用碲粉涂料等。

      4)適當降低澆注溫度。

      5)適當提早開箱時間。

       

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