1.澆注球墨鑄鐵件時(shí)負(fù)壓值的高、低、保壓時(shí)間對(duì)質(zhì)量的影響。
在采用真空負(fù)壓鑄造法生產(chǎn)普通(孕育)鑄鐵或鑄鋼時(shí),主要是控制一定真空負(fù)壓來完成鑄型成型,并針對(duì)不同的鑄件采取不同的真空負(fù)壓進(jìn)行澆注、以及保壓的高、低和時(shí)間的長短,從而獲得合格的鑄件。
一般澆注壁厚15-20㎜鑄鋼件或鑄鐵件時(shí),充型完畢后,5分鐘后即可由高負(fù)壓改為低負(fù)壓,保壓一定的時(shí)間后即可解除真空負(fù)壓、保溫、直至落砂。
由于高溫的金屬液澆入鑄型后,與它直接接觸的薄膜被熔融,燒失,并形成薄膜導(dǎo)前燒失區(qū)。因此鑄型的密封性受到某種程度的破壞,使鑄型砂胎和型腔內(nèi)的壓力都發(fā)生很大的變化,表現(xiàn)為型腔中的壓力下降,鑄型砂中的壓力升高,使鑄型和型腔之間的壓力差變小。因此鑄型剛度降低,同時(shí),由于球墨鑄鐵的凝固形式不同于孕育鑄鐵和鑄鋼,凝固期間存在石墨化膨脹階段,石墨化膨脹對(duì)型壁的作用力較大,如果負(fù)壓偏低,鑄型的剛度無法滿足要求,就會(huì)因型壁較大的遷移而造成鑄件塌砂、(漲砂)。甚至抬砂造成鑄件報(bào)廢。
過早解除高負(fù)壓導(dǎo)致砂型硬度下降而發(fā)生型壁遷移至使鑄件體積膨脹及應(yīng)力變形而報(bào)廢。
因此澆注時(shí)要求有合適的負(fù)壓,維持鑄型所需的真空度。但過高又會(huì)惡化鑄件表面的光潔度,也是澆注過程中應(yīng)加以控制的工藝因素。為了保證鑄型的強(qiáng)度和硬度,要為了防止缺陷的產(chǎn)生, 除了要保證真空泵有足夠的抽氣量來補(bǔ)償鑄型的漏氣之外,在工藝上調(diào)整了在鑄型上開設(shè)的通氣口,合理的分布,降低了壓力差的變化。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,由于在充型時(shí)負(fù)壓值發(fā)生變化,導(dǎo)致鑄型強(qiáng)度下降,出現(xiàn)鑄型脹箱,塌砂。冷卻后金屬液充滿分型面.有時(shí)厚度達(dá)10㎜。因而導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。
針對(duì)上述鑄造缺陷, 結(jié)合球墨鑄鐵液凝固時(shí)石墨化膨脹這一特性,我們通過了實(shí)踐,調(diào)負(fù)壓值,同時(shí)采取二次振實(shí),提高鑄型砂的密度,取得了成功。
在其它相同條件時(shí),掌握球墨鑄鐵凝固其特性,采用合理的負(fù)壓值 ,是完全可以獲得健全的鑄件條件之一。
在生產(chǎn)實(shí)踐中我們對(duì)負(fù)壓數(shù)據(jù)逐以進(jìn)行記錄分析一些數(shù)據(jù),(見表1)可以看出負(fù)壓變化對(duì)鑄型的質(zhì)量的影響。
上箱負(fù)壓(-Mpa) | 下箱負(fù)壓-Mpa) | 上箱保壓-Mpa) | 下箱保壓-Mpa) | 高保壓間(分) | 低保壓時(shí)間(分) | 鑄件狀態(tài) |
0.048 | 0.055 | 0.038 | 0.04 | 5 | 30 | 漲砂、塌砂 |
0.040 | 0.042 | 0.032 | 0.038 | 5 | 30 | 漲砂、塌砂 |
0.055 | 0.050 | 0.030 | 0.018 | 5 | 30 | 漲砂、塌砂 |
0.053 | 0.052 | 0.015 | 0.030 | 5 | 30 | 漲砂、塌砂 |
0.067 | 0.068 | 0.050 | 0.055 | 15 | 30 | 完整 |
0.065 | 0.065 | 0.050 | 0.052 | 15 | 30 | 完整 |
0.064 | 0.065 | 0.050 | 0.055 | 15 | 30 | 完整 |
0.067 | 0.062 | 0.050 | 0,053 | 15 | 30 | 完整 |
負(fù)壓值對(duì)鑄件質(zhì)量的影響(表1)
從表1可見,澆鑄過程中真空負(fù)壓與鑄件質(zhì)量的關(guān)系。只有合適的負(fù)壓值,合理的高壓、保壓時(shí)間、和低壓保壓時(shí)間是獲得合格的鑄件的因素之一。
澆注完畢后的真空負(fù)壓的控制,是獲得完美鑄件的至要環(huán)節(jié)。因?yàn)閂法鑄造工藝的特殊性,砂子里不添加任何的附加物粘接。所以,鑄型仍然要以真空負(fù)壓來維持,但其不同的鑄件負(fù)壓度值的工藝參數(shù)是不同的。只有當(dāng)鑄件冷凝到規(guī)定的工藝標(biāo)準(zhǔn)時(shí),方能解除真空負(fù)壓。
鑄件在解除負(fù)壓控制后,必須靜止保溫一段時(shí)間。如條件許可可在砂箱內(nèi)靜止保溫足夠時(shí)間,也可吊在它處落砂后鑄件放在軟砂上保溫至冷卻。
2.充型時(shí)間對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
同樣生產(chǎn)實(shí)踐中,在相同的條件下澆注時(shí)間的長短對(duì)鑄件的質(zhì)量有著較大的影響。由于澆注時(shí)間較長,高溫的金屬液注入鑄型后,與它直接接觸的薄膜被熔融,燒失,并形成薄膜導(dǎo)前燒失區(qū)擴(kuò)大。同樣使鑄型的密封性受到某種程度的破壞增大,使鑄型砂內(nèi)和型腔內(nèi)的壓力都發(fā)生很大的變化,型腔中的壓力下降過快。在縮短充型時(shí)間后,由于型腔內(nèi)氣體往往排不及,是在充型過程中,型腔內(nèi)發(fā)出強(qiáng)烈的轟鳴聲;甚至澆注過程中鐵液從通氣孔急速噴出。因此,此別強(qiáng)調(diào)的是,縮短充型時(shí)間并非是要快澆,實(shí)踐證明,不恰當(dāng)?shù)目焖俪湫头炊斐?a href="http://zhujian.www.usllm.cn/" class="keyword_link" title="查看更多“鑄件”信息!" target="_blank">鑄件的鑄造缺陷。(見表2)
充型時(shí)間(秒) | 高壓保壓時(shí)間(分) | 低壓保壓時(shí)間(分) | 鑄件狀態(tài) |
109 | 5 | 30 | 漲箱 |
105 | 5 | 30 | 漲箱 |
110 | 5 | 30 | 漲箱 |
98 | 5 | 30 | 漲箱 |
67 | 15 | 30 | 完整 |
65 | 15 | 30 | 完整 |
70 | 15 | 30 | 完整 |
69 | 15 | 30 | 完整 |
49 | 15 | 30 | 氣孔、漲砂 |
47 | 15 | 30 | 氣孔、漲砂 |
45 | 15 | 30 | 氣孔、漲砂 |
42 | 15 | 30 | 氣孔、漲砂 |
充型時(shí)間對(duì)鑄件質(zhì)量影響(表2)
由表2可見由于合適充型時(shí)間,鑄型型腔內(nèi)的壓力降低得較少,這是因?yàn)槌湫蜁r(shí)間合適,鑄型中的壓力來不及發(fā)生大的變化,充型即已結(jié)束,型腔內(nèi)的壓力也下降不多,鑄型的強(qiáng)度仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。型腔內(nèi)的所產(chǎn)生的氣體也隨著金屬液的金融而迅速排出。因此在其它條件大致相同的情況下,合適的充型時(shí)間更能獲的健全的鑄件。
3、澆注溫度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
真空密封鑄造工藝的整個(gè)環(huán)節(jié)中,澆注完畢后的真空負(fù)壓控制是獲得完美鑄件品質(zhì)的把關(guān)環(huán)節(jié)。由于真空密封鑄造的特殊性,型砂不含水分和不添加任何粘結(jié)物質(zhì),干的砂粒之間是以點(diǎn)或類似點(diǎn)的狀態(tài)向接觸,有加上砂粒間空氣稀薄,而熱量只能靠砂粒間極小接觸面的熱傳導(dǎo)和熱輻射來傳導(dǎo)熱的擴(kuò)散能力較差,從而降低了鑄件的冷卻速度。因?yàn)檎婵赵煨偷膫鳠岜绕胀裥鸵?。所以充型后真空造型?a href="http://zhujian.www.usllm.cn/" class="keyword_link" title="查看更多“鑄件”信息!" target="_blank">鑄件比濕型法的鑄件其冷卻速度也要慢,較高的澆注溫度至使鑄件的凝固時(shí)間延長。要知道,鑄件結(jié)構(gòu)與材質(zhì),對(duì)于澆注溫度的控制極其重要。在相同負(fù)壓值、高、低保壓時(shí) 間下,由于澆注溫度偏高,鑄件不能完全凝固,因型壁遷移導(dǎo)致鑄件漲砂、塌箱、而報(bào)廢。
因此,真空造型鑄造工藝的整個(gè)環(huán)節(jié),在澆注過程中,適當(dāng)?shù)某湫蜏囟瓤s短了鑄件的凝固時(shí)間,同時(shí),滿足了生產(chǎn)能力,提高了經(jīng)濟(jì)效益。見表3
澆注溫度(℃) | 高壓保壓時(shí)間(分) | 低壓保壓時(shí)間(分) | 鑄件狀態(tài) |
1399 | 5 | 15 | 塌箱、漲箱 |
1380 | 5 | 15 | 塌箱、漲箱 |
1386 | 5 | 15 | 塌箱、漲箱 |
1390 | 5 | 15 | 塌箱、漲箱 |
1361 | 15 | 30 | 完整 |
1364 | 15 | 30 | 完整 |
1358 | 15 | 30 | 完整 |
1360 | 15 | 30 | 完整 |
澆注溫度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響(表3)
通過生產(chǎn)過程的不斷探索,解決了采用真空負(fù)壓鑄造法生產(chǎn)球墨鑄鐵件存在的質(zhì)量問題,同時(shí),外觀光潔度有了大大得提高,生產(chǎn)的鑄件質(zhì)量達(dá)到供貨商的要求。