鑄鐵平臺生產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上的氣孔主要是由泡沫汽化產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(cheng)因(yin)
侵入(ru)性氣(qi)(qi)孔是消失模鑄(zhu)(zhu)(zhu)造鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵平臺鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)氣(qi)(qi)孔產生的(de)主要形式，其形成原因有以下幾方面(mian)。
（1）澆(jiao)注(zhu)過(guo)程中(zhong)，澆(jiao)注(zhu)時間(jian)過(guo)短(duan)，充型過(guo)快，泡沫塑(su)料模樣(yang)不(bu)能(neng)被(bei)迅速汽化，裂(lie)解的液態產物進入(ru)金屬液中(zhong)，鑄(zhu)件凝固后，氣體不(bu)能(neng)被(bei)排出，而在(zai)鑄(zhu)件中(zhong)形成氣孔。
（2）泡沫塑料模樣的(de)(de)(de)發氣(qi)(qi)(qi)量隨(sui)澆(jiao)注溫度的(de)(de)(de)升高而急劇(ju)zengda，圖(tu)2為澆(jiao)注時氣(qi)(qi)(qi)體壓力隨(sui)澆(jiao)注時間(jian)的(de)(de)(de)變化，可以(yi)看(kan)出，澆(jiao)注的(de)(de)(de)瞬間(jian)氣(qi)(qi)(qi)體壓力急劇(ju)升高，由于鑄(zhu)鋼(gang)澆(jiao)注溫度較高，澆(jiao)注時瞬間(jian)發氣(qi)(qi)(qi)量很大，氣(qi)(qi)(qi)體不能被(bei)及時排出， 別是鋼(gang)液(ye)在(zai)紊流(liu)狀態時將(jiang)氣(qi)(qi)(qi)體卷(juan)入其中，形成氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)。
（3）粘接(jie)泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)(su)料模(mo)樣用(yong)(yong)粘結劑使(shi)用(yong)(yong)不(bu)當(dang)(dang)是(shi)形(xing)成(cheng)侵入性(xing)氣(qi)孔的(de)(de)(de)重要(yao)原(yuan)因。實際(ji)生產中發現，鑄鋼件(jian)在泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)(su)料模(mo)樣粘接(jie)處往往產生大量的(de)(de)(de)氣(qi)孔。如果用(yong)(yong)插接(jie)或鋼釘連(lian)接(jie)泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)(su)料模(mo)樣，該處 不(bu)會產生氣(qi)孔。這是(shi)由于連(lian)接(jie)處使(shi)用(yong)(yong)了較多的(de)(de)(de)粘結劑，無(wu)論(lun)用(yong)(yong)851膠(jiao)還是(shi)AB膠(jiao)，其密度(du)是(shi)泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)(su)料的(de)(de)(de)幾倍甚至幾十倍，其汽(qi)化速度(du)遠比泡(pao)(pao)沫塑(su)(su)(su)(su)料慢且汽(qi)化溫度(du)高，當(dang)(dang)膠(jiao)還沒有汽(qi)化時金屬液上升而將膠(jiao)裹(guo)住，在隨后的(de)(de)(de)冷卻過程中不(bu)斷(duan)汽(qi)化，從而在鑄鐵平(ping)臺鑄件(jian)中形(xing)成(cheng)氣(qi)孔。
（4）水(shui)分(fen)也是(shi)(shi)形成(cheng)鑄鐵平臺(tai)氣孔的(de)因(yin)素(su)之一(yi)，澆注時(shi)水(shui)分(fen)的(de)來(lai)源主要有(you)(you)以(yi)下幾方(fang)面：一(yi)是(shi)(shi)涂(tu)料沒(mei)有(you)(you)烘干，或是(shi)(shi)由(you)于(yu)水(shui)基涂(tu)料中含(han)有(you)(you)CMC、聚乙烯醇、白乳膠、淀(dian)粉等youji粘結(jie)(jie)劑(ji)，如果掛有(you)(you)涂(tu)料的(de)模樣烘干后不(bu)能及時(shi)澆注， 會吸收空氣中的(de)水(shui)分(fen)。另(ling)外，涂(tu)料的(de)膨(peng)潤(run)土等懸浮(fu)劑(ji)多含(han)有(you)(you)結(jie)(jie)構水(shui)和結(jie)(jie)合水(shui)，由(you)于(yu)模樣烘干溫度一(yi)般只(zhi)有(you)(you)40℃左右，其結(jie)(jie)構水(shui)和結(jie)(jie)合水(shui)一(yi)般仍(reng)存留于(yu)涂(tu)料中，這(zhe)部分(fen)水(shui)分(fen)在高溫鋼液的(de)作用下汽化；二是(shi)(shi)泡沫塑(su)料模樣由(you)于(yu)干燥不(bu)充分(fen)，泡沫粒(li)珠中仍(reng)殘(can)留較多的(de)水(shui)蒸氣；三是(shi)(shi)來(lai)自型砂中的(de)水(shui)分(fen)。
2.析出(chu)性氣孔的成因
析出性(xing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)是指在熔煉過程(cheng)中(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)(ye)吸(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，在金(jin)屬(shu)(shu)凝(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)中(zhong)，多(duo)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)析出而形(xing)成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)。當金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)(ye)吸(xi)入水蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)時，在高溫(wen)金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)(ye)的(de)熱作用(yong)下，水裂(lie)解產生(sheng)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶解后(hou)裂(lie)解成(cheng)氫(qing)(qing)原(yuan)子，這(zhe)(zhe)些原(yuan)因(yin)在金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)(ye)的(de)凝(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)中(zhong)重(zhong)新(xin)聚(ju)合，生(sheng)成(cheng)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，無法排出， 形(xing)成(cheng)了(le)析出性(xing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)缺陷。這(zhe)(zhe)種氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong) 點：氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)壁(bi)比較(jiao)光滑，有金(jin)屬(shu)(shu)光澤，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)比較(jiao)小(xiao)但數目較(jiao)多(duo)。
二、解決鑄鐵平臺（鑄鐵平板）氣孔的措施
由(you)以上分(fen)析可知，澆(jiao)注(zhu)過程中，澆(jiao)注(zhu)時間(jian)過短(duan)，充型過快(kuai)，泡沫(mo)塑(su)料(liao)模樣(yang)(yang)(yang)不(bu)(bu)能被迅速汽化，粘(zhan)接泡沫(mo)塑(su)料(liao)模樣(yang)(yang)(yang)用(yong)粘(zhan)結劑使用(yong)不(bu)(bu)當(dang)，是造成鑄鐵平臺鑄件氣孔的(de)主要(yao)原因(yin)。另外，澆(jiao)注(zhu)系統(tong)設(she)計不(bu)(bu)合理(li)，還有模樣(yang)(yang)(yang)、涂料(liao)及(ji)澆(jiao)注(zhu)等方(fang)面的(de)因(yin)素。
1.減少泡沫塑料(liao)模(mo)樣的發氣(qi)量，降低發氣(qi)速度(du)
（1）在保證模樣強度(du)、剛度(du)的前提下(xia)，盡量減少模樣的密(mi)度(du)，從而減少發氣量；將直澆(jiao)道、冒(mao)口及厚大部位做成(cheng)空心塑料(liao)模樣（目(mu)前我(wo)廠采用的泡沫(mo)塑料(liao)密(mi)度(du)為0.018~0.020g/cm3）。
（2）減少(shao)澆注(zhu)系統(tong)的尺寸，降低澆注(zhu)速(su)度從而(er)降低聚苯乙(yi)烯的發氣(qi)(qi)速(su)度，使(shi)(shi)產生的氣(qi)(qi)體通過(guo)涂料層得以及時排出而(er)不進入鋼液(ye)。模樣充足的汽(qi)化時間也使(shi)(shi)其(qi)汽(qi)化率提高，減少(shao)了聚集在(zai)鋼液(ye)與涂料層界面(mian)的液(ye)態殘(can)留(liu)物，避免在(zai)輪(lun)緣的側面(mian)形成氣(qi)(qi)孔。
2.使(shi)用發氣量低的粘結劑
粘結劑(ji)用量越(yue)少越(yue)好，好冒口與產品(pin)整體(ti)一(yi)次成形(xing)，或使用插接(jie)或鋼釘(ding)連接(jie)，或粘結劑(ji)與鋼釘(ding)聯合使用。
3.保(bao)證涂(tu)料質量
（1）選用(yong)高(gao)溫透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)好的(de)(de)涂(tu)料(liao)(liao)，增加(jia)涂(tu)層的(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)和潤濕性(xing)(xing)，降低氣(qi)(qi)隙空腔的(de)(de)氣(qi)(qi)壓，以保證(zheng)鑄(zhu)鐵平(ping)臺(tai)金(jin)屬(shu)液(ye)平(ping)穩充型(xing)。在干砂消失(shi)模(mo)鑄(zhu)造(zao)中，由(you)于(yu)使(shi)用(yong)干砂造(zao)型(xing)，干砂透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)遠(yuan)高(gao)于(yu)涂(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)，涂(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)主要取決于(yu)涂(tu)料(liao)(liao)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)的(de)(de)大小(xiao)(xiao)(xiao)。當(dang)涂(tu)料(liao)(liao)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)較小(xiao)(xiao)(xiao)時，涂(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)透氣(qi)(qi)性(xing)(xing)遠(yuan)小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)模(mo)樣的(de)(de)熱解速度，合金(jin)液(ye)流前的(de)(de)氣(qi)(qi)隙中的(de)(de)壓力很高(gao)，合液(ye)態金(jin)屬(shu)流動前沿很不(bu)穩定，造(zao)成卷(juan)氣(qi)(qi)與吸氣(qi)(qi)。
（2）涂料掛涂要均(jun)勻，具(ju)有高(gao)的高(gao)溫強度，以(yi)減(jian)少涂層厚(hou)度，一(yi)般控制在0.5~1mm即可。
（3）涂層應(ying)充分(fen)烘(hong)(hong)干，烘(hong)(hong)干的模樣應(ying)及時澆注，避免受潮。
4.選擇正確(que)的澆注工藝
（1）澆(jiao)注位置應盡量使重要的(de)(de)大表面處于豎直或傾斜狀態(tai)，有利(li)于金(jin)屬液的(de)(de)平穩充型和塑料模樣的(de)(de)逐漸汽化，使氣隙(xi)壓力較(jiao)小(xiao)及保持平衡。
（2）澆(jiao)注(zhu)系統優(you)先選用封閉式的底注(zhu)、階梯澆(jiao)注(zhu)或側注(zhu)，保證金屬液的平穩流(liu)動(dong)及(ji)避(bi)免澆(jiao)注(zhu)過程中大量空氣進入型(xing)腔。
（3）提(ti)高金屬液的澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)，減小(xiao)澆(jiao)(jiao)(jiao)注速度(du)，有利于泡沫塑(su)料(liao)模樣的充分汽化和迅速地(di)排(pai)出。實踐(jian)證(zheng)明提(ti)高澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)可(ke)youxiao地(di)減小(xiao)氣孔等一(yi)系列鑄造(zao)缺陷。鑄鋼件(jian)澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)應在1600℃以(yi)上，此時應保證(zheng)涂料(liao)有較高的高溫(wen)(wen)強度(du)，否(fou)則會導致(zhi)較嚴重的粘砂。
（4）堅持“慢-快(kuai)(kuai)(kuai)-慢”的(de)澆注原則。先(xian)用小流量(liang)金屬(shu)液(ye)(ye)點(dian)通直(zhi)澆道，在用大流量(liang)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)充滿澆口(kou)杯(bei)封閉直(zhi)澆道，保證真空度(du)，直(zhi)到澆口(kou)杯(bei)金屬(shu)液(ye)(ye)不在下(xia)沉時為止(zhi)。由澆入(ru)(ru)的(de)鋼液(ye)(ye)量(liang)估(gu)計液(ye)(ye)面快(kuai)(kuai)(kuai)達到鑄(zhu)件頂面時，放(fang)慢澆注速(su)度(du)，減少(shao)金屬(shu)液(ye)(ye)流量(liang)，保證金屬(shu)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)或可能侵入(ru)(ru)的(de)氣體逸出(chu)涂層或從(cong)金屬(shu)液(ye)(ye)析出(chu)。
5.澆注(zhu)前(qian)應對鋼液進(jin)行充分除氣
（1）清潔爐料， 別是鐵銹嚴重的爐料應經(jing)除銹處理。
（2）快(kuai)速熔煉，縮短高溫熔煉時(shi)間。
（3）充分脫(tuo)氧，用(yong)鋁量一般為0.04～0.06，不超過0.15。
另外(wai)，型砂要(yao)干燥(zao)，不使用含(han)水分或潮(chao)濕(shi)的型砂。鑄鐵平臺的真空(kong)負壓度(du)一般應控(kong)制在0.05～0.06MPa為宜。
通過以上(shang)綜(zong)合措(cuo)施的(de)實施，不但基(ji)本解(jie)決(jue)了鑄鐵(tie)平臺的(de)氣(qi)孔缺陷(xian)，同(tong)時(shi)還減少其他品種鑄鐵(tie)件氣(qi)縮孔現象，成品率達(da)90以上(shang)。
