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消失模铸造件浇口、冒口下出现渣气孔是什么原因造成的?
原材料及模型方面
泡沫模型问题:泡沫模型气化分解会产生大量气体及残留物,如果不能及时排出铸型,就会侵入铸件形成气孔。比如模型的密度过大,发气量就会增多,增加气孔产生的几率.
钢水质量问题:钢水脱氧不良、炉内炉台包内除渣不净、镇静时间过短等,会使钢水中杂质和气体含量过高,在浇注时易形成渣孔.
工艺设计方面
浇注系统不合理:浇注系统设计若不合理,金属液充型速度大于泡沫气化退让及气体排出速度,会使充型前沿将气化残留物包夹在金属液中再次气化,形成分解气孔。内浇道开设位置不当,如形成死角区,或截面积过大,也会导致气孔产生.
冒口设置问题:冒口的数量、大小以及与铸件的连接方式不当,会影响冒口的补缩效果,使渣质和气体不能有效上浮到冒口中,从而在冒口下出现渣气孔.
操作过程方面
浇注温度过低:浇注温度低,充型前沿金属液不能使泡沫充分气化,未分解的残余物质来不及浮集到冒口就凝固在铸件中,易形成气孔.
浇注速度不当:浇注速度太慢,未能充满浇口杯,暴露直浇道,会卷入空气,吸入渣质,形成携裹气孔和渣孔;而速度过快则可能导致金属液紊流,将气体和渣质卷入铸件内部.
涂料及型砂问题:涂料的透气性差或者负压不足,充填砂的透气性差,不能及时排出型腔内的气体及残留物,会在充型压力下形成气孔.
设备及环境方面
浇口杯问题:浇口杯容量太小,金属液易形成涡流,侵入空气生成气孔;其与直浇道以及浇注系统之间的连接处密封不好,尤其是直浇道与浇口杯的连接密封不良,在负压作用下很容易形成夹砂及气孔.
型砂质量问题:型砂的粒度太细,粉尘含量高,透气性差,负压管道内部堵塞造成负压度失真,使气化物不能及时排出涂层,进而形成气孔或皱皮.
为预防消失模铸造件浇口下出现渣气孔,可从以下方面入手:
模型与原材料控制
优化泡沫模型:选用质量好、密度合适的泡沫材料制作模型。一般来说,控制泡沫密度在合适范围,如16 - 22kg/m³,可减少发气量。同时,确保模型干燥,避免因模型潮湿导致浇注时产生过多水汽。
净化钢水:采用合理的脱氧工艺,如使用硅钙、铝等脱氧剂进行充分脱氧。在熔炼过程中,保证足够的镇静时间,让钢水中的杂质和气体充分上浮排出。并且,要彻底清除炉内、包内的渣质,可使用除渣剂等辅助材料来提高除渣效果。
工艺设计优化
合理设计浇注系统:设计浇注系统时,要使金属液的充型速度与泡沫的气化速度相匹配。内浇道的位置应避免产生死角,尽量让金属液平稳地进入型腔。同时,合理控制内浇道的截面积,避免金属液流速过快。例如,根据铸件的大小和形状,通过计算流体力学模拟来确定最佳的浇注系统参数。
正确设置冒口:冒口的大小、数量和位置要根据铸件的结构和凝固方式来确定。冒口应能有效地收集渣质和气体,保证补缩通道畅通。一般来说,冒口的体积要足够大,位置要设置在铸件的最高处或热节部位。
规范操作过程
控制浇注温度:选择合适的浇注温度,一般情况下,浇注温度应比普通砂型铸造高30 - 50℃,确保泡沫模型能够充分气化。但也要避免浇注温度过高导致铸件产生其他缺陷,如粘砂等。
调整浇注速度:保持合适的浇注速度,避免浇注速度过慢或过快。可以采用定量浇注的方式,通过控制浇注时间来保证浇注速度均匀。在浇注开始时,先以较慢的速度浇注,待浇口杯充满后,再适当加快速度,使金属液平稳地充满型腔。
保证涂料和型砂质量:选择透气性良好的涂料,涂料的透气性指标应符合铸造工艺要求。同时,型砂的透气性也要良好,粒度分布合理,例如可以选用粒度为40 - 70目的硅砂作为充填砂。在造型过程中,要保证涂料均匀地涂覆在模型表面,涂层厚度适中,一般控制在0.5 - 1.5mm之间。
设备及环境维护
改进浇口杯设计:使用容量合适的浇口杯,避免金属液在浇口杯中形成涡流。同时,要确保浇口杯与直浇道、浇注系统之间的连接紧密,防止空气进入。可以采用密封胶等材料来加强连接处的密封性。
监控型砂质量和负压系统:定期检查型砂的质量,避免型砂粒度变细和粉尘含量增加。对负压系统进行维护,确保管道畅通,负压度稳定。例如,设置负压监测装置,实时监测负压度,当负压度出现异常时及时调整。