消失模铸铁件夹杂类缺陷.docx

消失模铸铁件夹杂类缺陷消失模铸造是液态金属把泡沫实型模样气化，取代模样所占据的空间而凝固形成铸件，该工艺金属液充型过程比普通砂型铸造复杂的多，同时存在多种物理、化学反应，并直接影响铸件的内在质量，本文以生产轴瓦铁套为例，结合消失模铸造的工艺过程，分析夹渣、夹砂等夹杂类缺陷产生的原因和防治方法。消失模铸造工艺过程是用泡沫塑料制作模样，烘干定型后粘接浇冒口，模样浸刷耐火涂料，干燥后模样组束放入专用抽气砂箱内，均匀地填埋并振实干砂，用塑料薄膜覆盖砂箱上口，浇注之前对砂箱抽真空形成负压，使砂子进一步紧固成铸型，浇注时金属液自浇口杯注入，泡沫模样受高温铁水作用迅速气化，产生的气体通过涂层和型砂的间隙被抽走，铁水取代模样形成铸件。消失模铸造同砂型铸造过程的根本区别在于省去了混砂、起模、修型、下芯、合箱等工序和由此产生的质量问题，可以得到表面光洁、尺寸精准的铸件，但消失模铸造工艺采用实型模样，浇注时边充型边气化，存在着复杂的物理、化学反应，如果工艺控制不当，就会产生铸造缺陷。夹杂缺陷主要分为夹渣和夹砂，它们产生的原因既有相似之处，又有不同特点，但对铸件的危害基本是一致的。下面分别分析两种缺陷产生的原因和防止的方法。轴瓦铁套是工程车辆的关键部件，要求不能有任何气孔、夹渣等影响强度和渗漏的缺陷，其加工表面要占铸件的 85%以上。初期，我们采用消失模工艺生产时，铸件毛坯加工后发现夹杂缺陷严重，废品率高达 70%。正是通过此产品的生产攻关，逐步摸索了夹杂类缺陷产生的原因和防治方法。1 夹渣缺陷产生的原因及防止夹渣是夹杂缺陷的一种，又称渣眼。消失模铸件夹渣缺陷包括：铁液熔渣和模样残渣。铸件上二者一般都呈黑色，大小不一，形状很不规则，有块状、片状、线条状等。一般存在于铸件内部，多见于铸件上表面的皮下和拐角处。通常铸件外观良好，加工去除表面金属后才能发现，对生产和质量危害很大。1.1 金属熔渣缺陷的产生和防止熔化铁水时，或多或少要产生熔渣，特别是炉料锈蚀严重或采用铁屑熔炼时，会产生大量的金属熔渣。在浇注时熔渣很容易随着铁水进入型腔，留在铸件内部，凝固后就形成黑色夹渣。由于夹渣的密度比铁水小，一般要浮在铸件上面，铸件拐角处对熔渣有阻碍作用，熔渣上浮时易产生滞留，所以该部位也多见夹渣缺陷。消失模铸造是在负压条件下浇注，铁水充型时存在较强的附壁效应，即铁水优先沿着型壁填充，所以通常情况下，消失模铸件表面很少见到渣眼，夹渣多存在于铸件皮下。熔渣的主要成分是金属氧化物、碳化物等，铁水熔渣是消失模铸件夹渣的主要来源。根据夹渣产生的原因及易产生的部位，结合消失模铸造金属充型的特点，制定防止铸件铁水熔渣的主要措施如下：（1）加强扒渣和档渣工作：在出炉前，铁水表面撒聚渣剂并进行扒渣，使倒入浇包内的铁水表面渣子尽可能少，铁水包液面上撒盖聚渣剂并镇静 23min，让熔渣上浮聚合，然后充分扒净渣子再浇注。（2）采用茶壶包浇注：浇注时将铁水包壶嘴出铁口内的渣子扒出，包口吹扫干净，接下来在浇注中就不会有渣子流出，从而最大限度地减少浇注进渣的可能性，这是最好的档渣方法，要特别关注浇包的打结质量，不能造成包衬材料掉落进入铸件。（3）设置底注式浇道和聚渣冒口：底注式浇道能使铁水自下而上平稳充型，有利于泡沫模样的充分有序气化和渣子的上浮，铸件顶部设置聚渣冒口，便于渣子的收集和去除。对于重要的铸件采用底注浇道并设置聚渣冒口是非常必要的工艺手段。（4）采用过滤网：过滤网对细小的熔渣都有很好的过滤作用，特别是浇注初期效果明显，但常发生在浇注后期过滤网被烧穿，使档渣失败，要求过滤网有足够的耐火度和抗冲刷性。如果能够控制洁净的铁水，就没必要采用过滤网；如果铁流中夹渣多，即使采用过滤网也要失败。1.2 模样残渣缺陷的产生和防止消失模铸造在浇注时，泡沫塑料模样与高温铁液发生强烈的物理化学反应，其中以泡沫模样剧烈的热解气化为主，产生的气体被真空泵抽走。实践也证明，任何泡沫塑料热解反应后并不能全部气化，最终要产生微量的固态残余物，俗称残渣，其主要成分为碳。铁水充型时固态残余物如不能及时排出，就会残留在铸件内部，形成消失模特有的黑色块状夹渣。模样残渣形成的部位同金属熔渣基本相同，有时两种夹渣会同时交错出现，由于颜色相似很难分辨。消失模固态残余物的多少，同泡沫模样的密度、粘接胶用量、涂料和型砂的透气性、浇注温度等工艺因素有关。根据模样夹渣产生的原因和易形成的部位，制定防止铸件产生残渣缺陷的措施如下：（1）控制泡沫模样的密度：模样密度越低，热解气化反应越迅速、固态残余物越少，越有利于铸件的浇注成型，减少铸件产生夹渣的机会。一般情况下，要求 EPS 模样密度控制在1823 g/cm3，如果模样本身不易变形，外观成型良好，尽可能将密度控制在下限。（2）减少粘结胶的用量：粘接模样和浇口要使用粘结胶，各种胶的发气量和残留