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河鑄重工告訴您：呋喃樹脂砂鑄件常見缺陷及防止措施

來(lái)源：河鑄重工發(fā)布時(shí)間：2013/9/17 15:05:38

呋喃樹脂砂鑄件質(zhì)量一般比黏土砂鑄件好 , 但如果原材料選擇、工藝設(shè)計(jì)、造型和制芯操作不當(dāng) , 也會(huì)產(chǎn)生氣孔、粘砂、脈紋、裂紋、夾渣、硬度不足、滲碳、滲硫和球化不良等鑄造缺陷 . 對(duì)這些缺陷的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析 , 并提出了相應(yīng)的防止措施

氣孔與針孔
呋喃樹脂砂透氣性很好, 但比各種無(wú)機(jī)類鑄型的發(fā)氣量高, 綜合看來(lái)較易發(fā)生氣體類缺陷。氣體來(lái)源有以下幾方面:
( 1) 目前國(guó)外_指標(biāo)樹脂加入量( 質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.6%～0.8%, 國(guó)內(nèi)為0.8%～1.0%, 但也有不少?gòu)S家樹脂和固化劑加的很多, 樹脂w(N)量過(guò)高, 加上型( 芯) 未全硬化即行澆注等因素, 使發(fā)氣量增大, 引起氣孔類缺陷。
( 2) 原砂粒度偏細(xì), 透氣性降低( 要求粒度是30/70, 原砂水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.2%) 。 ( 3) 涂料質(zhì)量不良或干燥不充分, 使砂型( 芯)殘留水分較高。
( 4) 舊砂生不良, 使系統(tǒng)中砂的灼減量失控,微粉含量_標(biāo), 造成發(fā)氣量增大, 透氣性降低。
( 5) 澆注時(shí)鑄型( 芯) 尚未充分硬化。
( 6) 工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)。如澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良, 澆注速度慢, 壓頭過(guò)低, 砂芯出氣方案不當(dāng)?shù)取?#160;( 7) 操作不當(dāng)引起。如造型( 芯) 時(shí)未考慮砂芯排氣, 合型時(shí)未將砂芯出氣道與砂型排氣孔連通, 或出氣口未封好, 澆注時(shí)鐵液鉆入, 上涂料時(shí)局部堆積嚴(yán)重, 以致干燥不充分, 芯頭被涂料封死, 影響砂芯排氣, 澆注速度過(guò)慢或斷流, 使?jié)沧⑾到y(tǒng)未被金屬充滿。防止措施:
( 1) 樹脂和固化劑加入量要附合標(biāo)準(zhǔn), 要選用糠醇含量高, 尿素含量少的低N樹脂。根據(jù)季節(jié)不同,選用合適的固化劑品種, 千方百計(jì)降低粘結(jié)劑加入量。充分硬化后, 合型澆注, 尤其是舊砂生回用條件下, 鑄鋼件樹脂w(N)控制在1%以下, 鑄鐵件也應(yīng)控制在2%以下。在混砂前的樹脂中加入占樹脂質(zhì)量2%～0.3%的硅烷, 可有效地提高粘結(jié)強(qiáng)度, 從而降低樹脂用量。
( 2) 使用濃度較低的揮發(fā)性涂料, 點(diǎn)火干燥后,鑄型中有殘留醇分的危險(xiǎn)?？傊? 涂料的濃度調(diào)整到“30”波美以上。另外, 揮發(fā)性涂料溶劑中可能有變質(zhì)酒精或含水分較高的酒精, 點(diǎn)火干燥不_, 使鑄型內(nèi)有殘留水分, 這是產(chǎn)生氣孔的重要原因, 故要求涂料中溶劑含水分不大于5%。除了應(yīng)注意涂料的溶劑質(zhì)量外, 合箱前還應(yīng)對(duì)鑄型進(jìn)行噴火干燥處理。

( 3) 造型后硬化所需時(shí)間隨氣溫、濕度、固化劑加入量、固化劑種類等因素的不同而變化, 一般要經(jīng)過(guò)十幾個(gè)小時(shí)以后才能反應(yīng)不全, 未反應(yīng)全的鑄型發(fā)氣量較高, 在冬季尤其應(yīng)注意砂芯_能做到隔天使用, 外型也起碼應(yīng)保持6～8 h以上再澆注, 起模時(shí)間_不少于20 min, 硬化后也不宜久放, 否則起模困難。
( 4) 有機(jī)生砂的灼減量與鑄型的發(fā)氣量成正比, 與氣體缺陷有密切關(guān)系, 鑄鐵的灼減量應(yīng)低于3%, 而微粉含量應(yīng)控制0.8%以下。另外, 盡量降低砂鐵比“S/M”, 為此, 對(duì)批量重復(fù)生產(chǎn)的鑄件可采用專用砂箱, 減少吃砂量, 或采用鋼板焊制各種形狀中空箱框或隔板, 安放在砂箱轉(zhuǎn)角或代替型砂充填在箱內(nèi), 也可在距型腔距離處埋入舊砂塊或泡沫塑料塊等, 一般將“S/M”比控制在3以下為宜。

( 5) 澆注時(shí)應(yīng)掌握好速度, 決不能中途斷流, 澆注開始后還應(yīng)點(diǎn)火引氣等。
( 6) 造型工藝要注意下列情況: 樹脂砂的宏觀透氣性很好, 但澆注時(shí)有機(jī)物發(fā)氣速度較快, 只靠分散出氣還來(lái)不及, 為及時(shí)排除型腔氣體要適當(dāng)增加上型出氣, 在上型的大平面及凸起部位, 應(yīng)設(shè)置出氣孔( 可在合箱前用電鉆鉆出, 或在造型前在木模上放好出氣銷, ( 扁形規(guī)格80 mm×10 mm, 80 mm×8 mm,圓形規(guī)格φ 20 mm) 。同時(shí), 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)要注意直、橫、內(nèi)澆道的封閉性, 注意直澆道的形狀, 防止金屬液發(fā)生紊流, 將空氣卷入, 使呋喃樹脂燃燒產(chǎn)生更多氣體, 通常選用F直: F橫: F內(nèi)=1.5: 1.25: 1的封閉澆注系統(tǒng)為宜。原則上采用底注較為合理。澆注系統(tǒng)要認(rèn)真上好涂料, 假如直澆道較深, 以陶瓷管來(lái)代替。 2 機(jī)械粘砂
( 1) 原砂粒度較粗, 分布過(guò)于集中, 造成砂粒間隙大, 金屬液容易滲入砂型中去, 呈“鐵夾砂”狀態(tài)的機(jī)械粘砂。
( 2) 涂料層不良引起。涂料的波美濃度要大于“30”。受熱嚴(yán)酷的厚大部位, 可采用雙層涂料, 底層涂料有滲透深度, 面層涂料建立涂層厚度。對(duì)于鑄鐵而言, 石墨涂料仍不失為防粘砂性能_的涂料, 但為了提高熱沖擊的抵抗力, 骨料中_配入20%以上的鋯英粉。 ( 3) 型( 芯) 的緊實(shí)度不夠, 使型( 芯) 表面疏松,穩(wěn)定性差, 對(duì)機(jī)械粘砂的抵抗力差。 ( 4) 新砂的比例高時(shí), 抗粘砂能力較生砂差。
( 5) 影響砂型表面穩(wěn)定性的其他因素, 如使用了_過(guò)使用時(shí)間的型砂, 砂溫過(guò)高等, 均降低了抵抗機(jī)械粘砂的能力。 3 脈紋
由于石英砂的SiO2含量高, 其膨脹系數(shù)較高, 新砂的熱膨脹系數(shù)和涂料熱膨脹系數(shù)低不一樣, 澆注受熱時(shí), 砂型的熱膨脹將涂層“拉裂”導(dǎo)致鐵液鉆入砂中與砂凝固在一起, 形成脈狀條紋缺陷, 并常伴有機(jī)械粘砂, 脈紋較易鏟除, 克服辦法是舊砂生回用比例高一些, 使膨脹系數(shù)降低, 使型砂熱膨脹系數(shù)接近涂料層。 4! 裂紋
呋喃樹脂砂型鑄件的熱裂傾向比水玻璃砂和粘土砂型的鑄件大, 這可能是由于樹脂砂型剛性好,熱膨脹系數(shù)大, 加上鑄件冷卻速度慢等因素造成的。鑄鋼件發(fā)生熱裂傾向更嚴(yán)重。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差大的鑄件以及收縮阻力較大的部位, 出現(xiàn)裂紋的可能性較大。另外, 使用磺酸類固化劑, 能引起表面滲硫, 在鑄件表面引起微裂紋成為龜裂的特點(diǎn)。防止辦法:
( 1) 提高型( 芯) 退讓性, 如在型砂中添加2%～3%的木粉等潰散劑。
( 2) 造型( 芯) 時(shí), 背砂中埋入發(fā)泡聚苯乙烯塊,盡量減薄型( 芯) 的吃砂量, 做空心芯等。 ( 3) 在易發(fā)生裂紋的部位用鋯砂和鉻鐵礦砂代替硅砂, 可明顯減輕裂紋, 這是因?yàn)檫@二種材料熱膨脹系數(shù)低。
( 4) 改變澆注系統(tǒng), 使鑄件達(dá)到同時(shí)凝固。 ( 5) 在允許條件下, 對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)作合理修改。 (6) 適當(dāng)降低澆注溫度, 對(duì)減少裂紋有明顯效果。 ( 7) 在易發(fā)生裂紋處設(shè)置防裂筋。
( 8) 特殊情況下, 以磷酸代替硫酸類固化劑。 ( 9) 合理使用冷鐵和其他激冷措施。