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铸造缺陷—角形气孔 时间:2015-07-21 点击量:
缺陷特征
        在厚壁铸件的拐角处的孔洞,孔洞内壁表面光滑或含有枝晶。
 
缺陷发生条件
        缺陷通常发生在砂型拐角处,也会发生在砂块处。在砂芯和砂型位置都会产生。
 
缺陷形成机理说明
       在过度加热的砂型拐角处,金属液长时间保持液态。在此处,因金属体积收缩而生成缩孔。砂芯或砂型中的气体因缩孔形成的真空而被吸入到孔洞中。如果缩孔对孔洞的形成影响较大,孔洞内表面会带有枝晶;如果被吸入的气体对孔洞的形成影响较大,孔洞表面会比较光滑。
 
可能的工艺原因
 
粘土砂
•过多生成的气体
•气体生成过快
•透气性不好
 
造型车间
•型腔拐角处过尖
 
树脂砂
•砂芯气体排出不畅
•砂芯产生过多气体
 
浇注系统和浇注
•浇注温度过高
•金属液二次收缩补缩不好
 
解决办法
粘土砂
•减少或减慢气体的生成;减少含水量;如果必要,减少膨润土含量;减少光亮碳生成物的含量
•提高透气性;减少惰性粉尘的含量;使用高岭土含量高的膨润土;使用粗的芯砂
 
造型车间
•增大模具过渡圆角以避免浇注过程中的热节
 
树脂砂
•使用粗砂以提高透气性,减少粘结剂含量;更有效地除去砂芯产生的气孔;使用发气较慢的粘结剂
•避免砂芯、砂型上尖的拐角(见“造型车间”部分)
 
浇注系统和浇注
•降低浇注温度
•在高风险的热节区,提高金属液二次收缩的补缩能力
 
背景信息
 
        在热节处(砂型拐角处),金属液保持较长时间的液态。在凝固过程中,金属材料被从残留的液态金属区域吸入到固态区域。同时,来自砂型的被加热的气体也作用到此热节区域。取决于气体压力,热节处产生带有枝晶表面的缩孔或带有光滑表面的气孔。
 
        产生热节的主要原因是由于型砂较低的导热系数。对于石英砂,随着温度上升,其导热系数 下降;而对于锆砂和铬矿砂,随着温度上升,其导热系数上升。型砂导热系数可以通过加入铁的氧化物或其它物质来改善。为了减少热节区的角形气孔,减少气体的生成和改善排气也非常重要。使用粗砂和减少细砂的用量可以降低角形气孔的风险。
 
        型壁移动(膨胀)也会增加热节区域缩孔或气孔的风险。防止措施见“铸造缺陷-铸件胀大”。
 
        模具设计对此缺陷也有很大影响。如果模具过渡圆角过小,强烈的加热会造成尖角位置起到通道作用,气体会长时间地由此被排入到金属液中。
 
        在制芯过程中也要避免尖角。砂芯的排气性也可以通过使用粗砂得到改善。在关键的热节区,型/芯砂的导热性也可以通过使用铬矿砂或铁的氧化物得到改善。
 
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