要讓
HT250 灰口鑄鐵實現(xiàn)無氣孔、砂眼,需從 “源頭控制(原材料)→過程管理(造型、熔煉、澆注)→工藝優(yōu)化(排氣、補(bǔ)縮)” 全鏈條發(fā)力,核心是消除氣體生成、避免砂粒卷入,并確保金屬液能充分填充型腔、補(bǔ)縮缺陷。
原材料中的水分、油污、硫含量是產(chǎn)生氣孔的主要誘因,砂料質(zhì)量則直接影響砂眼,需從源頭嚴(yán)格篩選。
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金屬爐料控制:
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生鐵、廢鋼需提前烘干,含水量≤0.5%,避免熔煉時水分受熱分解產(chǎn)生 H?,形成皮下氣孔。
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廢鋼需去除表面油污、銹蝕,油污燃燒會產(chǎn)生 CO?,銹蝕中的 Fe?O?與碳反應(yīng)會生成 CO,均易形成氣孔。
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控制硫含量,爐料總硫(S)≤0.06%,硫過高會與鐵反應(yīng)生成 FeS,降低金屬液流動性,間接導(dǎo)致氣孔、砂眼。
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造型材料控制:
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型砂選用高純度石英砂,含泥量≤3%,泥量過高會降低型砂透氣性,阻礙氣體排出,同時易形成粘砂,后續(xù)清理時可能殘留砂粒導(dǎo)致砂眼。
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型砂水分控制在 3.5%-4.5%,水分過低型砂強(qiáng)度不足,易掉砂形成砂眼;水分過高則會在澆注時產(chǎn)生大量水蒸氣,形成氣孔。
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粘結(jié)劑(如樹脂、粘土)需均勻混合,避免局部粘結(jié)劑過多導(dǎo)致型砂透氣性差,或過少導(dǎo)致型砂松散掉砂。
造型環(huán)節(jié)的型腔質(zhì)量、透氣性、緊實度,直接決定是否產(chǎn)生砂眼和氣孔,需重點把控三個要點。
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提高型腔表面質(zhì)量:
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模具表面需光滑(Ra≤1.6μm),避免型砂粘在模具上導(dǎo)致型腔表面粗糙,澆注時金屬液包裹松散砂粒形成砂眼。
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造型時采用高壓緊實(緊實度≥85%),確保型砂緊實均勻,避免局部緊實度不足,澆注時金屬液沖擊型砂導(dǎo)致砂粒脫落,形成砂眼。
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增強(qiáng)型砂透氣性:
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在型腔上表面、冒口根部等氣體易聚集的位置,扎直徑 2-3mm 的透氣孔,孔距 50-80mm,深度貫穿型砂層,便于氣體排出。
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對于復(fù)雜型腔(如帶深腔、盲孔的鑄件),在型腔內(nèi)部放置透氣性好的砂芯(如樹脂砂芯),并在砂芯上開設(shè)排氣通道,避免氣體被困在型腔內(nèi)部形成氣孔。
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避免砂芯缺陷:
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砂芯需烘干至水分≤1.5%,防止?jié)沧r砂芯水分蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣;砂芯表面涂覆耐火涂料(如鋯英粉涂料),增強(qiáng)表面強(qiáng)度,避免砂芯被金屬液沖蝕掉砂。
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砂芯裝配時需定位準(zhǔn)確,與型腔間隙≤0.5mm,間隙過大易導(dǎo)致金屬液滲入,形成砂芯偏移或砂眼。
熔煉時的氣體含量、澆注時的金屬液流動性和補(bǔ)縮能力,是控制氣孔、砂眼的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
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熔煉過程控氣:
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采用中頻感應(yīng)電爐熔煉,熔煉時向爐內(nèi)通入惰性氣體(如氬氣),隔絕空氣,減少金屬液氧化和吸氣(主要吸 N?、O?)。
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熔煉溫度控制在 1420-1450℃,溫度過低金屬液流動性差,易裹入氣體和砂粒;溫度過高則會增加金屬液吸氣量,且易導(dǎo)致鑄件收縮過大,形成縮孔(易與氣孔混淆)。
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加入除氣劑(如稀土合金,加入量 0.1%-0.2%),稀土元素可與金屬液中的氣體結(jié)合形成化合物,上浮至液面排出,減少內(nèi)部氣孔。
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澆注工藝優(yōu)化:
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澆注系統(tǒng)采用底注式或階梯式,避免金屬液從頂部直沖型腔,減少沖擊型砂導(dǎo)致的砂眼,同時減緩金屬液流速(0.4-0.8m/s),便于氣體排出。
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澆注前在澆口杯內(nèi)加入擋渣劑(如珍珠巖,加入量為金屬液質(zhì)量的 0.5%),過濾金屬液中的夾渣和砂粒,防止其進(jìn)入型腔形成砂眼。
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控制澆注溫度,根據(jù)鑄件壁厚調(diào)整:薄壁件(≤20mm)1380-1400℃,厚壁件(≥50mm)1350-1370℃,保證金屬液有足夠流動性填充型腔,同時避免溫度過高導(dǎo)致收縮缺陷。
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合理設(shè)置冒口與冷鐵:
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在鑄件厚大部位(如法蘭、筋板)設(shè)置冒口,冒口體積需為鑄件熱節(jié)體積的 1.5-2 倍,確保金屬液能持續(xù)補(bǔ)縮鑄件收縮,避免因補(bǔ)縮不足形成縮孔(易被誤判為氣孔)。
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在鑄件薄壁與厚壁過渡處放置冷鐵(如鑄鐵冷鐵),加快局部冷卻速度,使鑄件凝固順序合理(從薄壁到厚壁,最后冒口凝固),減少收縮缺陷和氣體滯留。
通過檢測確認(rèn)缺陷是否消除,并持續(xù)優(yōu)化工藝,確保穩(wěn)定性。
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鑄件檢測:
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外觀檢查:每件鑄件需目視檢查表面,無明顯氣孔(直徑≥1mm)、砂眼(直徑≥2mm);關(guān)鍵部位用放大鏡(10 倍)復(fù)檢。
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內(nèi)部檢測:對重要鑄件(如機(jī)床床身、發(fā)動機(jī)缸體),用超聲波探傷儀檢測內(nèi)部,不允許存在直徑≥3mm 的內(nèi)部氣孔或砂眼。
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工藝驗證:
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每批次生產(chǎn)前先試澆 1-2 件,檢測缺陷情況,根據(jù)試澆結(jié)果調(diào)整工藝(如調(diào)整型砂水分、澆注溫度),再批量生產(chǎn)。
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記錄每批次的原材料參數(shù)、工藝參數(shù)和缺陷率,建立數(shù)據(jù)庫,逐步優(yōu)化工藝,降低缺陷風(fēng)險!
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