熔模铸件缺陷浅析

2021-02-22 11:06:50

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　熔模铸造具有工艺过程复杂、工序多、影响铸件质量的工艺因素及原辅材料种类多等特点，不易控制其质量的好坏，不同程度的影响铸件质量。

1 铸件尺寸超差

　影响铸件尺寸变化的因素主要有铸件形状、大小和结构、压型、制易熔模、型壳、浇注工艺等。

1.1 制模工艺对铸件尺寸的影响

(1)压注时间。压注时间包括充型、压实和保压3个时间段。

(2)压蜡温度。压注时间短时，压蜡温度上升收缩率增大，但压注时间延长时，随着压蜡温度上升蜡模收缩率反而变小。

(3)压注压力。压力增大收缩率略有减小，压蜡温度高时压力增大的效果会更明显。

(4)流动速度。改变压蜡机模料流速的设定，如改变注蜡口截面积，对蜡模收缩率有一定影响。

(5)压注设备。压蜡机冷却系统对蜡模收缩率可能产生0.3％的影响。压型温度高，蜡模冷却慢，收缩大。

　　为了减少熔模尺寸偏差对铸件尺寸的影响，应注意以下几个方面：采用线收缩小的模料，且注意保持模料的工艺性能。根据熔模结构、形状、大小，正确选择合理的压注工艺参数。

1.2 制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响

　　型壳热膨胀影响铸件尺寸，而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。

1.3 浇注条件对铸件尺寸的影响

　　浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置均会影响铸件尺寸。

2 铸件表面粗糙

　　铸件表面粗糙是指熔模铸件表面粗糙度达不到要求。

2.1 影响熔模表面粗糙度的因素

(1)熔模表面粗糙度与压型表面粗糙度及压制方式的关系。

(2)压制工艺参数。采用糊状模料压制熔模时，模料温度、压型温度、压注压力、保压时间等都会对熔模表面粗糙度产生很大的影响。

(3)提高熔模表面质量的方法：①讲究压型制作质量并对使用和保存加强管理；②根据熔模结构，大小，形状的不同，合理选择压制工艺参数；③注蜡道尺寸应根据熔模大小合理设计。

2.2 影响型壳表面粗糙度的因素

(1)涂料的湿润性。为使涂料能很好地湿润熔模，应注意以下几个方面：①对熔模表面应清洗干净，去除油等物质；②对水基粘结剂水玻璃、硅溶胶的涂料加入适量的润湿剂；③面层涂料配制好后不能马上使用，要经过12h左右的回性使粘结剂与耐火粉料充分湿润后再用。

(2)面层涂料粉液比对型壳致密性的影响。硅溶胶和硅酸乙酯水解液粘结剂本身粘度小，故配制的面层涂料粉液比较高。

(3)面层干燥硬化条件对型壳表面粗糙度的影响。

2.3 金属液精确复型的影响因素

　　足够高的型壳温度、适宜的浇注湿度及合格的钢水。

2.4 其他影响铸件表面粗糙度的因素

　　浇注和金属液凝固过程中，铸件表面会因氧化而造成铸件表面粗糙。

3 铸件缺陷分析

3.1 粘砂缺陷

(1)特征。粘砂是熔模铸造中常见的一种表面缺陷。它的特征是在铸件表面上粘附一层金属与型壳的化合物或型壳材料。

(2)形成原因。面层为硅砂粉的型壳，浇注铸钢件时，由于型壳中存有氧化性气氛，使金属表面氧化生成氧化亚铁，其与硅酸粉中的主要矿物成分石英作用发生反应生成的硅酸亚铁熔点仅1205℃，在高于熔点温度时，有很好的流动性，能湿润溶解石英，型壳表面被硅酸亚铁腐蚀后，颗粒间孔隙则不断扩大，凝固后将砂粒和铸件粘结在一起，形成了化学粘砂。

(3)防止措施。严格控制面层涂料及撒砂中的杂质含量。正确选择型壳耐火材料，做高锰钢和高温合金钢铸件时，面层涂料、撒砂应选用中性耐火材料为宜。

3.2 缩孔缺陷

(1)特征。铸件内部存在的表面粗糙、形状不规则的粗大且集中的孔洞。

(2)形成原因。合金在液态收缩和凝固时，铸件某部位不能及时得到液体金属的补缩，而形成缩孔。如热节过多过大、浇冒口设计不当，不利于顺序凝固，使铸件热节处得不到金属液补充、浇注温度过高，散热条件差造成局部过热。

(3)防止措施。改进铸件结构，力求壁厚均匀，减少热节，有利于顺序凝固。合理设置浇冒口系统以保证顺序凝固。

3.3 裂纹缺陷

　　热裂是中碳钢、合金钢中最常见和危险较大的缺陷之一。

(1)特征。外裂，裂口从铸件表面开始，逐渐延伸到内部呈表面宽而内部窄，裂纹被氧化而变色。内裂，通常产生在铸件最后凝固的地方，有时出现在缩孔的下部，不规则、有分叉。

(2)产生原因和影响因素：①铸件结构的影响；②铸造合金性质的影响；③合金液体中气体和夹杂物的危害；④浇注系统和冷却速度的影响。

(3)防止措施。改进铸件结构，减少壁厚差，平滑圆角过度，减小应力集中。

3.4 变形缺陷

(1)特征。铸件铸态的几何形状与图样不一样，称为变形或铸态变形。