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铸件缺陷-夹疤 时间:2015-07-21 点击量:
缺陷特征
        不规则形状的、小范围或较大区域的金属壁厚增加,通常厚度增加几毫米。这种缺陷的表面通常会平行于铸件表面,缺陷表面比较粗糙。缺陷边缘经常出现所谓的“根切”。带有夹疤的铸件通常会带有砂眼缺陷。
 
缺陷发生条件
        当浇注湿型砂砂型时,夹疤可能发生在所有铸件表面。其主要发生在型腔的顶部,夹疤也会在砂型底部以鼠尾形式发生。高度紧实的型腔部位也会出现夹疤。夹疤会在型腔受到辐射加热时产生,也会因为流入型腔的液体金属直接接触加热型腔时发生。
缺陷形成机理说明
        浇注过程中,型腔表面附近的型砂被快速加热。一层几毫米厚的干态砂壳在过度潮湿层(冷凝层)上面形成。当石英在300℃-575℃快速膨胀时,会造成砂壳内部较高的压应力,在冷凝区域湿拉强度较低的情况下,会导致砂壳从冷凝层上面分离。
 
 
可能的工艺原因
 
粘土砂
•膨润土含量过低,或膨润土质量较差
•型砂中微细石英颗粒成分过高
•型砂粒度过细
•膨润土活化不足
•型砂耐火度过低
•型砂中过多的盐分
 
造型车间
•过度或不均匀的紧实
 
浇注系统和浇注
•型砂受到金属液过度加热,并且长时间暴露于辐射加热
 
 
解决办法
 
粘土砂
•提高型砂膨润土含量
•使用具有高粘结能力的膨润土
•减少微细石英颗粒的含量
•砂处理循环过程中,减少粉尘含量,如果必要,使用高蒙脱石含量的膨润土
•使用粗些的型砂
•提高膨润土活性;延长型砂混制时间;提前润湿旧砂
•如果可行,减少新砂加入量以提高型砂耐火性
•提高混砂用水的质量;由使用井水改为使用自来水;执行部分脱盐
 
造型车间
•降低型砂紧实,降低紧实压力
•保证砂型均匀分布和均匀的紧实
 
树脂砂
•提高砂芯强度。增加型砂粘结剂含量
•更均匀和有效地紧实砂芯芯砂;如果必要,更均匀地注入气体
•避免错芯
 
浇注系统和浇注
•避免过快的浇注速度和金属液冲击砂型。改进浇注系统以避免因过多的金属液流过而造成局部过热
•减少浇注时间,从而减少型砂暴露于热辐射的时间
 
背景信息
        夹疤通常发生在膨润土砂型的铸件上面。流入型腔的金属液加热型腔上表面。蒸发的水分凝结在型腔表面的下边,削弱了过度潮湿区域的型砂粘结力。同时,在过度加热的砂层内的压应力因石英砂的膨胀而增大,造成砂壳层与冷凝层间的脱离。此种缺陷发生的趋势随着压应力的增大而加强,随着型砂湿拉强度的提高而削弱。
 
       众所周知:压应力随着石英砂的堆积密度的增大而升高。当型砂中的微细石英砂的含量增加时,压应力会显著增大。相关文献详细描述了湿拉强度并被认为是夹疤缺陷的首要决定因素。
 
       已经有人研究各种型砂添加物对砂壳层形成的影响。通常来讲,夹疤的风险可以通过使用提高湿拉强度和降低压应力的材料来减小。
 
        相关文献探讨了钙基膨润土、木粉、煤粉、惰性粉尘、糊精以及碳粉,明确确定了使用钠基膨润土可以明显降低夹疤的风险。相关文献还强调了加入低软化点的碳载体可以明显降低砂壳层的形成。文献还报道了各种煤粉对膨胀压力和湿拉强度的影响。研究表明使用含有10-35%的挥发物的沥青煤会造成压强度的显著升高。当加入含有低软化点的碳载体的煤粉时,应力会降低。
 
       当使用膨润土粘土砂时,夹疤的形成会通过提高膨润土含量、减少微细石英粉含量和使用粗砂来减少。当此种缺陷发生时,还应检查型砂的混砂程度。类似地,混砂用水中过多的盐也会造成夹疤。在一定情况下,此种缺陷可以通过部分除盐工艺避免
       当型砂的堆积密度较高时,小幅度提高紧实率可以抵消缺陷的形成。类似地,砂壳层可以通过改进浇注系统来避免。
 
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