当前位置

铸件气孔缺陷的成因及防止措施

问题描述

铸件气孔缺陷的成因及防止措施
1个回答

摘要:系统地分析和探讨了铸件气孔缺陷的产生原因,提出了相应的防治方法,对铸造工作者有一定的借鉴作用。气孔是一种常见的铸件缺陷,其形状一般为球形、扁圆形或长条形。气孔形成的原因是在金属液凝固时,铸件某一部位的局部气体压力超过了金属液的压力。气体总是顺着阻力最小的通路流动,通常都朝着铸件的上部移动。侵入气体或析出气孔也会使铸件的表面呈现凹囊状孔洞或形成皮下气孔。针孔、气疤以及某些形式的疏松都是侵入气体或析出气孔的变态。识别气孔比较容易,阐明气孔的成因则较为困难。气孔和缩孔在外表上极为相似,经常容易混淆。一般来说,气孔的内壁是平滑的,而缩孔的内壁则枝状结晶的末梢状。这种简单的鉴别方法,在大多数情况下是可行的,但有时也会引起误解,致使判断错误而蒙受经济损失。以下两种情况容易产生混淆,需要进行细致的分析。一是气孔出现在产生了缩孔的部位;二是缩孔和气孔出现在相同的部位,二者都容易发生在铸件最后凝固的部位,即铸件截面最厚处或厚薄截面交接处。气孔虽有多种不同形态,但仍可将其归并在一起讨论。于结合多年的生产实践并参阅有关资料,对气孔的产生原因及其防止措施进行分析和探讨。

1.铸件和模样设计对所有的气孔缺陷来说,有两种可行的解决方法:一是减少发气量或降低气体压力;二是在发气量不变的情况下,采取措施使气体容易逸出,如提高压力,在气体产生缺陷之前使气体从出气孔中排出去。如果铸件或模样的结构,妨碍造型工采取上述措施而产生了气孔缺陷,则应从模样或铸件的结构设计上找原因。芯头或出气孔不足芯头设计的太小,使砂芯排气不畅,会造成气孔。如果制模工未在模样的芯头上做出合适的砂沟,芯头上的出气孔可能会被金属液堵塞而出现气孔。铸件设计不合理造成金属液压头不够在厚薄不均的铸件中,因为厚截面处存在补缩不良的危险,容易产生气孔。气体汇聚在分型面上,会在分型面处产生气孔,产生原因是气体汇聚在上下型之间,不能很快从分型面排出,生产中可以在分型面上开出几条通气槽,以使气体逸出砂型,避免这类缺陷的产生。

2.砂箱及其准备箱带距型面过近若箱带距型面过近,会使靠近箱带处型腔表面的排气能力降低,致使出现气孔。如果箱带是潮湿的,或刷过泥浆水,由于在箱带处会产生大量的气体,则问题更为严重。箱壁距型面过近与上述的箱带距型面太近的情况相似,箱壁距型面过近也会产生同样的问题,这种情况十分普遍,人们都希望在砂箱里尽可能多的布置些铸件,但铸件排列过密,会妨碍气体流动,使大量气体聚集在靠近箱壁的型腔内而容易产生气孔。热砂与冷砂箱相遇会产生水蒸气凝聚,造成该部位砂型中的水分过多。上箱太浅产生气孔缺陷的一个常见原因是上箱高度不够。金属液在凝固时对铸型和砂芯的压力与补缩铸件的金属液柱高度成正比,即与直浇道或冒口的高度成正比。如果金属液的压力小于型壁气体压力,就可能产生侵入气孔。直浇道和冒口距箱带或箱壁过近这会产生和上述和相同的问题。离心铸造用金属型壁上的出气孔不够气疤是金属液压力低于气体压力而形成的一种特殊形态的气孔。这里的金属液压力与转速(离心力)有关。离心铸造用金属型壁的出气孔不够,会产生气孔,生产中可采用更高的转速以迫使气体排出。

3.浇冒口系统压头太低即使已选好了高度适宜的上箱,能够满足直浇道和冒口的高度要求,也会存在金属液压力太低的问题。如果内浇道的设计不合理,在铸件完全凝固之前,内浇道先凝固了,尽管直浇道高度适宜,还是不能维持液体金属的静压力。直到铸件的硬壳有因此,在设计浇注系统时,最重要的是应使浇注系统始终保持足够的金属液压力,了一定的硬度,足以抵挡气体的压力而不致受到破坏。引起湍流的浇注系统系统。上述情况都会造成湍流,能造成断流的浇注系统应避免使用无锥度的和没有浇口窝的直浇道,以及急转弯的横浇道和内浇道并将空气卷入金属液内。卷入的空气随后被带入型腔而在铸件中形成气孔。倘若直浇道或横浇道的截面积太小,就不能使所有的内浇道都始终保持充满状态,便会造成断流。使不能保证足够的静压力,从而使铸件产生各种气冒口的高度或尺寸不够孔缺陷。当金属液流经冒口或由冒口注入时,这部分液流就决定了静压头的大小。此外,只有当金属呈液态使才能维持静压头。如果内浇道的入口处很快凝固(如压边浇道),那么冒口便成了在静压下补充液体金属的唯一来源。因此,冒口的高度和尺寸对金属液阻止型壁材料析出气体的能力有影响。直浇道或内浇道设计不当会使空气或型腔中的气体被卷入金属液,因此应尽量避免设计圆形的浇口杯,因为这种浇口杯会产生漩涡,浇口杯的底孔直径至少应和直浇道的顶端直径一样大,;直浇道下面应有浇口窝,横浇道上应避免急转弯,否则均会将空气卷入金属液中。

4.型砂型砂中水分过高这是铸件产生气孔缺陷的一个主要原因。过高的水分是指超出某一种型砂所需的水量,必须严格控制型砂中的水分,以免产生大量的水蒸气,其压力不能超过金属液的压力。造型材料的透气性差砂型的透气性差通常是由于型砂中细砂太多或粒度不均匀所造成的。在实际生产中,必须确定是什么原因造成了透气性差,如果原砂的粒度分布分散,那么其透气性一定会变差。原砂中加入细砂会降低透气性,如果筛除细砂后还不能增加其透气性,应加入大量(40@之间。湿型修型或修补过度过度的修型会使型面过硬,水分会移向表面,使该部位的透气性降低,因而产生气。用水分过高的型砂进行修补或在修补时使用海绵或水笔蘸水,也是产生气孔的根源。封箱泥条太湿或距型腔太近在分型面上用的泥条、湿粘合膏或湿粘土,尤其当用量过多时就如同在砂钩上过多刷泥浆的效果一样,会产生气孔。浇口杯和浇注系统太潮湿如果浇口杯舂的过硬或过于潮湿,会使进入其中的金属液沸腾,把气体卷入型腔而产生针孔。砂箱中填砂不足有时型砂和砂箱均合适,但砂箱中的型砂不足,也可能产生气孔。加高砂箱中的型砂可建立较高的静压头,使金属液的压力超过气体的压力。(D脱模剂用量过多脱模剂是产生气体的一个来源,如用量过多就会造成气孔。多余的脱模剂可用抹布或压缩空气吹管将其从模样上除去。

(12)砂型的涂料或涂膏抹得过厚或未烘干涂料涂刷次数太多,或涂膏抹得过厚均会引起气孔,因为有过多的水分或挥发物留在型面上。

7.金属成分凡能改变金属液中气体溶解度的因素,都是与气孔缺陷有关的主要因素。金属液中的气体溶解度比固体金属中的溶解度大得多。

当金属凝固时,这部分气体要从金属中逸出,或以过饱和状态留存在金属中,在正常情况下,这部分气体向外逸出是不成问题的,但若砂型产生的外部压力过高,从金属液中逸出气体就会受到限制,气体就会以气泡的形式留在铸件里而产生针孔。

金属中的金属杂质、炉料中未经清理的废钢,以及钢中硅与铝的残留量不当,都会影响气体在熔融金属中的溶解度。8.熔炼在熔炼过程中,会有大量的气体进入金属液,增加了产生气孔缺陷的倾向。

钢金属液在炉中进行长时间和剧烈的沸腾,能使金属液中的气体逸出。溶解于金属中的各种气体在沸腾期以扩散方式进入向液面上升的一氧化碳和二氧化碳气泡流中,从而把气体排出。

由于氧气的扩散速度最快,最先逸出,其他气体则按其扩散速度的顺序相继逸出。脱氧要在包中进行,除气不当的钢液,会造成针状微气孔。

铸铁因气孔而报废的铁铸件,其中大多数是由于浇入砂型的铁液温度过低造成的。在铸造生产中,熔化是容易引起铸件缺陷的重要工序之一,产生的气孔大多位于铸件的表皮下,加工前不容易发现。

这种缺陷通常是由于浇注温度低造成的。低温铁液和流动性下降表示铁液可能已经被氧化或从耐火材料中吸收了氧化物。有色金属大多数有色金属都很能吸气。

而大部分铸造车间在明焰炉中熔化有色金属,火焰直接接触金属液,从而使金属液进一步吸气。为防止在铸件中产生微气孔(疏松),一定要注意配置好附有多种除气剂的覆盖剂,也可以加入特制的除气剂,如向金属液中吹入氮气等惰性气体以扩散的方式除去卷入的气体。

9.浇注使用冷的、潮湿的或未烘烤过的坩埚或浇包。金属液浇注温度低。浇注时断流。浇注时浇包或坩埚抬得过高。浇注缓慢。

浇注和气孔之间的关系与熔炼大致相同。断流与浇包抬得过高的浇注方式,会把能溶解于金属液的各种气体引入砂型。缓慢浇注会使金属液在砂型中冷却,其产生的影响与低温浇注相同。

10.其他使用生锈、镀锌不良、已氧化或吸湿返潮的冷铁、芯撑、芯铁丝等。离心铸造中离心力不够、转速低。

相关问题

Top