近目前我國(guó)鑄造新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用主要表現(xiàn)在:先進(jìn)造型線、制芯中心數(shù)量越來(lái)越多,樹(shù)脂砂工藝得到大量應(yīng)用,鑄鋼VOD熔煉,消失模鑄造,計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、快速成形技術(shù)的應(yīng)用等。在鑄造技術(shù)水平方面的提高主要得益于幾方面:
出口鑄件對(duì)質(zhì)量的嚴(yán)格要求,
2、國(guó)內(nèi)對(duì)高品質(zhì)鑄件的需求迅速增加,如汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的興起等,
3、外資獨(dú)資、合資鑄造企業(yè)帶來(lái)的先進(jìn)成熟工藝技術(shù)。
其中過(guò)濾技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用近幾年發(fā)展很快,這項(xiàng)技術(shù)對(duì)減少夾雜類(lèi)、氣孔類(lèi)缺點(diǎn),提高鑄件機(jī)械性能、加工性能有顯著作用,得到越來(lái)越多鑄造企業(yè)的重視。在上世紀(jì)五十年代我國(guó)就有過(guò)使用過(guò)濾技術(shù)的報(bào)道。過(guò)濾技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展過(guò)程:六十年代開(kāi)始應(yīng)用玻璃纖維過(guò)濾網(wǎng),七十年底出現(xiàn)了多孔型過(guò)濾器,78年出現(xiàn)泡沫陶瓷過(guò)濾器,八十年代出來(lái)蜂窩型過(guò)濾器,過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件一個(gè)非常主要的工藝手段,在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到普遍應(yīng)用,我國(guó)對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深刻。
鑄件中的夾雜物
眾所周知,夾雜是鑄造缺點(diǎn)中非常重要的一種類(lèi)型,約占到缺點(diǎn)總量的一半以上,在所有的鑄件中都可能存在這種缺點(diǎn),只是嚴(yán)重程度不同,對(duì)夾雜缺點(diǎn)控制的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)夾雜缺點(diǎn)的限制越嚴(yán)格,如汽車(chē)鑄件、發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件、風(fēng)電鑄件、汽輪機(jī)鑄件、機(jī)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(lái)源和消除方法
夾雜物的產(chǎn)生可以追溯到鑄造生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié):
1、爐料:如果爐料銹蝕嚴(yán)重或存放不當(dāng)就會(huì)使金屬液夾雜含量超標(biāo);
2、熔化、溶液處理:在孕育處理、球化處理、精煉處理等過(guò)程中,如工藝參數(shù)不當(dāng)、操作不當(dāng)會(huì)造成渣子進(jìn)入金屬液;
3、型、芯砂強(qiáng)度:如果型芯砂強(qiáng)度不足以抵抗高溫金屬液的沖擊,就會(huì)造成沖砂;
4、二次氧化:由于鑄件結(jié)構(gòu)的原因或澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng),在澆注過(guò)程中金屬液激烈飛濺形成二次夾雜。
針對(duì)夾雜產(chǎn)生的原因,相應(yīng)的消除這種缺點(diǎn)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(yán)格照章操作;
3、保證足夠的型芯強(qiáng)度,可以采用樹(shù)脂工藝,在受熱沖擊強(qiáng)烈部位使用特種材料;
4、合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),避免金屬液飛濺,增加集渣包,延長(zhǎng)澆道;
5、使用過(guò)濾器等。
6、其中過(guò)濾器是減少消除夾雜、氣孔缺點(diǎn)最有效的措施。 鑄造生產(chǎn)中常用過(guò)濾器
鑄造中常用的過(guò)濾器有以下幾種:
1、玻璃纖維過(guò)濾網(wǎng):由耐高溫玻璃纖維布經(jīng)特殊處理而成,過(guò)濾效果差,價(jià)格便宜。
2、直孔過(guò)濾器:過(guò)濾效果較好,性?xún)r(jià)比高,應(yīng)用廣泛。
3、泡沫陶瓷過(guò)濾器:由泡沫塑料做骨架,涂敷上陶瓷漿料燒制而成,過(guò)濾效果最好,廣泛應(yīng)用。常用于不同金屬過(guò)濾的耐火骨料。
4、大型鑄件用硅膠泡沫陶瓷過(guò)濾器;
5、硅膠泡沫陶瓷過(guò)濾器是最新出現(xiàn)的一種過(guò)濾器,比常規(guī)泡沫陶瓷過(guò)濾器有更好的高溫性能,制作的尺寸可以更大,過(guò)濾大型鑄鋼、鑄鐵件,蓄熱系數(shù)更低,對(duì)頭股金屬液降溫小。中國(guó)熱加工網(wǎng)——鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、工業(yè)爐、檢測(cè)儀器
過(guò)濾器過(guò)濾機(jī)理
以泡沫陶瓷過(guò)濾器為例,說(shuō)明過(guò)濾機(jī)理:
1、機(jī)械過(guò)濾:金屬液流經(jīng)過(guò)濾器時(shí),大于孔徑的夾雜被擋在過(guò)濾器上。
2、整流作用:金屬液在澆注時(shí)一般都呈紊流狀態(tài),當(dāng)通過(guò)過(guò)濾器后金屬液趨于層流狀態(tài),有利于夾雜物上浮,減少對(duì)造型的沖擊,減少?zèng)_砂和二次氧化夾雜。
3、濾餅:隨著過(guò)濾的進(jìn)行,過(guò)濾器孔會(huì)逐漸被平雜堵塞而變小,從而對(duì)更小的夾雜物起到過(guò)濾作用。
4、吸附:泡沫陶瓷過(guò)濾器有很大的表面積,而過(guò)濾器材料對(duì)夾雜物有很強(qiáng)的吸附作用,在金屬液流過(guò)這些彎曲通道時(shí),微小的夾雜物很容易被吸附到過(guò)濾器通道壁上。
過(guò)濾器使用原則
過(guò)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(guò)濾效果越好,為防止高溫鐵水高壓沖碎過(guò)濾器,盡量避免安放在直澆道下方。由于過(guò)濾器對(duì)金屬液的阻流作用和過(guò)濾過(guò)程中部分網(wǎng)孔被堵塞,過(guò)濾面積應(yīng)是原澆道面積的3-4位。
1、減少夾雜缺點(diǎn):能有效減少夾雜物數(shù)量,減少、消除此類(lèi)廢品。
2、提高機(jī)械性能:眾多試驗(yàn)、研究表明,由于夾雜物的減少,鑄件的機(jī)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(guò)濾的有效作用允許簡(jiǎn)化原來(lái)為消除夾雜物而設(shè)計(jì)的復(fù)雜澆注系統(tǒng),提高工藝出品率。
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