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無錫國勁合金有限公司
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閱讀：3109發布時間：2019-11-26
消失模鑄造夾渣的原因及解決方案
消失模鑄造的夾渣缺陷
夾渣缺陷是指干砂粒、涂料及其他夾雜物在澆注過程中隨著鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在加工后的鑄件表面上，可看到白色或黑灰色的夾雜物斑點，單個或成片分布,白色為石英砂顆粒，黑灰色為渣、涂料、泡沫模型熱解后殘留物和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂”或“夾渣”，在消失模鑄造生產中該缺陷是一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模鑄造的工廠是普遍存在的，且很難**。只有在每一道工序上采取多種措施且精心操作才能把“夾渣”降到很低，取得比較滿意的效果。
在消失模鑄件冷卻打箱后未清理前，根據鑄件及澆注系統表面狀況，即可以判定有沒有進砂和夾渣缺陷。如果澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道和澆口表面或連接處以及鑄件表面粘砂嚴重或有裂紋狀粘砂存在，則基本可以肯定鑄件有夾渣和進砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉筋，可看到斷口上有白色斑點，嚴重時斷口形成一圈白色斑點。這樣的鑄件，特別是板狀、圓餅狀鑄件機加工后加工面上就會有白色、黑灰色斑點缺陷。如果工序操作規程控制不嚴格，生產的鑄件嚴重的影響了鑄件質量和定單完成的進度。
造成夾渣和進砂缺陷的原因
經過在生產實踐中長期觀察證明，從澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道至鑄件，所有部位都有可能造成進砂，特別是澆注系統與鑄件的結合部位。在整個生產過程中，澆注系統白模表面的涂料脫落開裂、白模結合部位的涂料脫落開裂、泡沫塑料白模表面的涂料脫落開裂、直澆道封閉不嚴密等因素是造成夾渣、進砂缺陷的主要原因。其次，工藝參數的選擇，如澆注系統凈壓頭大小、澆注溫度高低、負壓度大小、干砂粒度等因素，以及模型運輸過程及裝箱操作情況等都對鑄件夾渣和進砂缺陷有很大影響。只有在這些環節采取系統的措施、精心操作，才能把鑄件的夾渣缺陷減少和基本消除，獲得鑄件。
減少和克服夾渣缺陷的方法和措施
進砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄造生產的一大難題。目前消失模鑄造生產很成功的主要是三類產品，即抗磨件、管件和箱體類鑄件，它們都是很少加工或不加工的鑄件。對于加工面多且要求高的鑄件，夾渣缺陷是一個關鍵需要解決的問題。從以下幾個方面采取措施可以減少和消除夾渣缺陷：
1.涂料
消失模涂料的作用是：
①提高鑄件表面光潔度、使鑄件粗燥度降低2－3個等級，提高鑄件表面質量和使用性能。
②減少和防止粘砂、砂孔缺陷。
③有利于清砂、落砂。
④將澆注時消失模融熔的液體和氣體順利通過涂料層排出到鑄型砂中去，而且防止金屬液滲入砂型，防止鑄件產生氣孔、金屬滲透和碳缺陷。
⑤提高模樣強度和剛度，防止在運輸、填砂震動造型時產生變形和破壞，有利于提高鑄件尺寸精度和成品率。
防止夾渣缺陷首先要求涂料具有高的強度和耐火性能。要求涂掛于白模表面的涂料層在烘干和運輸過程中不產生裂紋和開裂，即涂料應具有足夠的室溫強度；而在澆注過程中，在高溫金屬的長時間沖刷作用下涂料層也要不脫落、不產生裂紋開裂，即有高的高溫強度。在液態金屬進入鑄型時直澆口封閉嚴密、鑄件和澆注系統表面的涂料層不脫落、不產生裂紋和開裂是防止夾渣缺陷的首要條件，如果澆道密封不嚴密，涂料層產生脫落、裂紋和開裂，大量砂粒、涂料和夾雜物就會進入金屬形成夾渣缺陷。強度和透氣性是涂料的兩個重要的性能，有時候要求澆注系統用的涂料要比鑄件涂料具有更高的耐火強度，以抵御高溫金屬長時間的沖刷作用而不脫落開裂。操作工在涂刷過程必須保證涂料的均勻性。
2.裝箱操作
在裝箱時模樣組（模型+澆注系統）表面的涂料層不允許有任何脫落、裂紋和開裂，特別是在直澆道與橫澆道結合處、橫澆道與內澆道結合處、內澆口與鑄型結合處，只要有松動、裂紋、連接不牢靠就有可能進砂。這就要求結合處強度要高、涂料要比較厚，澆注系統要有足夠的剛性，必要時需設置拉筋或加固套。模樣組放置于砂箱底砂上時應平穩，不允許懸空放置時即開始撒砂震動造型，以避免震裂涂料層。不要正對模樣猛烈加砂，應先用軟管加砂，震動振實時再用雨淋設備撒砂。開始震動造型時震動要輕微、震幅要小，等干砂埋住模樣再大幅震動。在震動造型時澆注系統特別是直澆道時不允許掰、彎，以免涂料層破裂，要嚴密封閉直澆口以免進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造型操作過程要非常仔細小心，一定要保證在澆注前模樣組涂料層沒有任何脫落、開裂和裂紋。在澆注前應再次把澆口杯清理保證沒有浮砂、塵土和雜物。
3.澆注壓頭、溫度和時間
澆注時壓頭越高對澆注系統和鑄型的沖刷越大，沖壞涂料造成進砂的可能性也越大，對不同大小的鑄件壓頭要有所不同。要選擇容量合適的澆包，澆包要盡可能降低澆注高度，包嘴盡量靠近澆口杯，應避免用大包澆小活。 澆注溫度越高，對涂料性能要求就越高，就越容易產生粘砂夾渣等缺陷，應選擇合適的澆注溫度。對于灰鑄鐵件，出爐溫度可在1480℃左右，澆注溫度為1380－1420℃；球鐵鑄件出爐溫度應在1500℃以上，澆注溫度為1420－1450℃；鑄鋼件澆注溫度為1480－1560℃。一箱需鐵水300－500公斤的鑄鐵件澆注時間可控制在10－20秒左右。
4.負壓
消失模鑄造的澆注過程一般都是在真空條件下進行的，負壓的作用是緊實干砂、加快排氣、提高充型能力，在真空密封條件下澆注改善了工作環境。 負壓度的大小對鑄件質量有很大影響，過大的負壓度使金屬液流經開裂、裂紋處時吸入干砂和夾雜物的可能性增加，也使鑄件的粘砂缺陷增加。過快的充型速度增加了金屬對澆道和鑄型的沖刷能力，易使涂料脫落進入金屬，也容易沖壞涂料層造成進砂。對于鑄鐵件，合適的負壓度一般0.025－0.04MPa。
5.設置擋渣、撇渣和集渣冒口
在澆注系統設置擋渣、撇渣和鑄件上設置集渣冒口和采取擋渣、撇渣措施有助于改善進砂和夾渣缺陷。
6.型砂
型砂粒度過粗、過細都影響夾渣和粘砂缺陷的產生，粒度過粗使粘砂夾渣缺陷增加。鑄鐵件一般采用粒度30/50的干石英砂（水洗砂）即可。
7.采用鐵水凈化技術
消失模鑄件的整個成型過程都要考慮鐵水凈化問題，這是消失模鑄造的關鍵技術之一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆入鑄型的全過程均要考慮凈化問題，過濾技術是其中之一。
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