近目前我國鑄造新技術、新工藝的應用主要表現(xiàn)在:先進造型線、制芯中心數(shù)量越來越多,樹脂砂工藝得到大量應用,鑄鋼VOD熔煉,消失模鑄造,計算機模擬技術、快速成形技術的應用等。在鑄造技術水平方面的提高主要得益于幾方面:
出口鑄件對質量的嚴格要求,
2、國內對高品質鑄件的需求迅速增加,如汽車行業(yè)的快速發(fā)展,風力發(fā)電行業(yè)的興起等,
3、外資獨資、合資鑄造企業(yè)帶來的先進成熟工藝技術。
其中過濾技術在鑄造中的應用近幾年發(fā)展很快,這項技術對減少夾雜類、氣孔類缺點,提高鑄件機械性能、加工性能有顯著作用,得到越來越多鑄造企業(yè)的重視。在上世紀五十年代我國就有過使用過濾技術的報道。過濾技術也經歷了一個發(fā)展過程:六十年代開始應用玻璃纖維過濾網,七十年底出現(xiàn)了多孔型過濾器,78年出現(xiàn)泡沫陶瓷過濾器,八十年代出來蜂窩型過濾器,過濾技術的應用是生產高品質鑄件一個非常主要的工藝手段,在西方發(fā)達國家得到普遍應用,我國對其重要性的認識也越來越深刻。
鑄件中的夾雜物
眾所周知,夾雜是鑄造缺點中非常重要的一種類型,約占到缺點總量的一半以上,在所有的鑄件中都可能存在這種缺點,只是嚴重程度不同,對夾雜缺點控制的標準主要依據(jù)鑄件性能、用途而定,越是精密的鑄件、工作條件苛刻的鑄件對夾雜缺點的限制越嚴格,如汽車鑄件、發(fā)動機鑄件、風電鑄件、汽輪機鑄件、機床鑄件……
鑄件主要夾雜物有:含有碳酸鈣及鐵、錳、鋁的氧化物的熔渣,未熔的孕育劑顆粒,硫化物,硅酸鎂,殘余的溶劑,砂子等。
夾雜物的來源和消除方法
夾雜物的產生可以追溯到鑄造生產的多個環(huán)節(jié):
1、爐料:如果爐料銹蝕嚴重或存放不當就會使金屬液夾雜含量超標;
2、熔化、溶液處理:在孕育處理、球化處理、精煉處理等過程中,如工藝參數(shù)不當、操作不當會造成渣子進入金屬液;
3、型、芯砂強度:如果型芯砂強度不足以抵抗高溫金屬液的沖擊,就會造成沖砂;
4、二次氧化:由于鑄件結構的原因或澆注系統(tǒng)設計不當,在澆注過程中金屬液激烈飛濺形成二次夾雜。
針對夾雜產生的原因,相應的消除這種缺點的方法主要有:
使用合格的清潔爐料,避免露天存放;
2、制定合理的熔化、中間處理工藝并嚴格照章操作;
3、保證足夠的型芯強度,可以采用樹脂工藝,在受熱沖擊強烈部位使用特種材料;
4、合理設計澆注系統(tǒng),避免金屬液飛濺,增加集渣包,延長澆道;
5、使用過濾器等。
6、其中過濾器是減少消除夾雜、氣孔缺點最有效的措施。 鑄造生產中常用過濾器
鑄造中常用的過濾器有以下幾種:
1、玻璃纖維過濾網:由耐高溫玻璃纖維布經特殊處理而成,過濾效果差,價格便宜。
2、直孔過濾器:過濾效果較好,性價比高,應用廣泛。
3、泡沫陶瓷過濾器:由泡沫塑料做骨架,涂敷上陶瓷漿料燒制而成,過濾效果最好,廣泛應用。常用于不同金屬過濾的耐火骨料。
4、大型鑄件用硅膠泡沫陶瓷過濾器;
5、硅膠泡沫陶瓷過濾器是最新出現(xiàn)的一種過濾器,比常規(guī)泡沫陶瓷過濾器有更好的高溫性能,制作的尺寸可以更大,過濾大型鑄鋼、鑄鐵件,蓄熱系數(shù)更低,對頭股金屬液降溫小。中國熱加工網——鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、工業(yè)爐、檢測儀器
過濾器過濾機理
以泡沫陶瓷過濾器為例,說明過濾機理:
1、機械過濾:金屬液流經過濾器時,大于孔徑的夾雜被擋在過濾器上。
2、整流作用:金屬液在澆注時一般都呈紊流狀態(tài),當通過過濾器后金屬液趨于層流狀態(tài),有利于夾雜物上浮,減少對造型的沖擊,減少沖砂和二次氧化夾雜。
3、濾餅:隨著過濾的進行,過濾器孔會逐漸被平雜堵塞而變小,從而對更小的夾雜物起到過濾作用。
4、吸附:泡沫陶瓷過濾器有很大的表面積,而過濾器材料對夾雜物有很強的吸附作用,在金屬液流過這些彎曲通道時,微小的夾雜物很容易被吸附到過濾器通道壁上。
過濾器使用原則
過濾器原則上可以安放在澆注系統(tǒng)的任何位置,但越靠近鑄件過濾效果越好,為防止高溫鐵水高壓沖碎過濾器,盡量避免安放在直澆道下方。由于過濾器對金屬液的阻流作用和過濾過程中部分網孔被堵塞,過濾面積應是原澆道面積的3-4位。
1、減少夾雜缺點:能有效減少夾雜物數(shù)量,減少、消除此類廢品。
2、提高機械性能:眾多試驗、研究表明,由于夾雜物的減少,鑄件的機械性能得到提高,尤其是塑性
3、提高加工性能:金屬基體中夾雜物數(shù)量的減少,可以明顯提高切削刀具的壽命。
4、提高工藝出口率:過濾的有效作用允許簡化原來為消除夾雜物而設計的復雜澆注系統(tǒng),提高工藝出品率。
中國熱加工網——鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、工業(yè)爐、檢測儀器
(來源:中國熱加工網)