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化学反应造成的铁水粘砂及其防制措施 时间:2015-08-06 点击量:
缺陷特征
       紧密粘附的砂团或金属瘤,在砂型过热或紧实不好的位置。
 
缺陷发生条件
       与仅仅因为铁水钻入型砂而造成的机械粘砂不同,这种钻砂被认为是由于化学反应造成,因为金属液和型砂砂粒之间产生了强烈的化学反应(烧结) 。 
 
       金属或型砂团块紧密地粘附在铸件上面。容易出现缺陷的位置是型腔或砂芯的拐角,由于铸件形状的原因,金属液很长时间保持液态,造成极度过热。除了拐角位置,紧实不好的型芯过热区域也容易发生此问题。和铸铁件相比,根据型砂和金属液之间反应,这种缺陷更经常地发生在铜合金铸件上。 
 
可能的工艺原因
 
粘土砂
•型砂紧实率过高
•型砂粒度过粗
•型砂耐火度过低
•光亮碳发生物过少
 
造型车间
•不均匀或不好的型砂紧实
 
树脂砂
•型砂粒度过粗
•不好的型砂紧实
 
浇注系统和浇注
•浇注温度过高
•型芯局部过热
•金属液静压头过高
 
 
解决办法
 
粘土砂
•减小型砂紧实率,这可以提高型砂紧实的均匀性
•使用较细的型砂;如果必要,使用较细的芯砂;使用惰性粉尘(焦炭粉等)
•提高型砂耐火度;如果必要,添加新砂以减小烧结;不使用含有杂质的石英砂
•增加型砂中光亮碳发生物以提高焦炭残余量和光亮碳生成量;如果必要,使用含有高焦碳产能的光亮碳载体
 
造型车间
•改善型砂紧实;如果必要,提高紧实压力
•改善型砂加入过程以便得到更加均匀紧实的型砂
 
树脂砂
•使用较细的芯砂;更加均匀有效地紧实砂芯
•将砂芯全部位置或在风险高的位置施加涂料;如果必要,施加更厚些的涂料;使用低开裂可能性的涂料
 
浇注系统和浇注
•降低浇注温度和浇注速度
•改善浇注系统以避免型芯局部过热
•降低金属液静压头
 
 
背景信息
 
       机械粘砂和由于化学反应引起的粘砂无法确切地辨别。后者往往由于机械粘砂引起。对于机械粘砂,其造成的主要影响是在金属压头作用下金属液渗入型砂。金属液和型砂之间的反应几乎不会发生。但是,在机械粘砂的条件下,较厚的硅酸盐层会在砂粒表面形成。由于石英砂与金属液之间的反应,金属液的表面张力显著降低,金属液深入地渗透到型砂里。砂型表面较小的孔洞也会充满金属液。坚硬、紧密地附着在铸件上的砂块、渣块和金属块便形成了。
 
       对于铜锡合金,化学反应生成的粘砂因低熔点的铅成分和铅化合物而引发。对于使用膨润土粘土砂铸造的合金铸件,富含的铅化合物进一步加剧了金属液与型砂之间的反应。除了铜合金,金属粘砂也经常发生在铸钢件上面,主要是锰钢。生成的锰氧化物熔渣非常具有侵蚀性。使用铬矿砂而不是石英砂对问题解决有帮助。
 
       这种缺陷在灰铁铸件上也会发生。理论上讲,用于预防机械粘砂的措施也可用在预防化学粘砂上,因为此种缺陷是由金属液或熔渣渗入造型材料引发的。
 
       较细的型砂可以阻碍金属液渗透的趋势。加入粉尘也会有效。型砂不应含有低熔点杂质,因为这会加剧型砂和熔渣之间的反应,造成低熔点的夹渣。加入光亮碳发生物会产生有利影响,因为其会防止反应性氧化物和夹渣的生成。光亮碳的生成也会防止型砂颗粒的润湿。
       金属液也会快速地深入紧实不好的砂型位置,造成这些位置强烈过热,导致造型材料发生化学反应,使金属液往更深层渗入。
       获得好的砂芯紧实效果也非常重要。在有金属液粘砂风险的位置,有必要选择较细的型砂。小心地型芯涂料也非常重要,因为金属粘砂会在涂料开裂的位置发生。
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