优化型砂参数来提高球铁铸件表面质量

时间:2017-07-10 08:45 编辑:澳门新葡萄京官网首页 点击:
  缸体球铁铸件属于典型薄壁铸件,浇注温度较高,如此高的浇注温度对于砂型铸造而言,表面烧结及粘砂等铸造缺陷无疑是突出的,曾出现因该类问题造成清理难度大而积压缸体千余件,影响正常生产节拍和质量信誉。为弄清楚该缸体粘砂是哪种类别粘砂,分别用万用表测量法与浓盐酸化学反应法2种方法进行鉴别。
  万用表法是将万用表旋钮开到电阻测定档,用一个电极接触铸件,另一电极接触粘砂部位。如果电阻接近0,表明粘砂是金属包裹砂粒形成的机械粘砂;如果显示巨大电阻,表明粘砂部位已经形成不导电的Fe2SiO4,属于化学粘砂。
  盐酸法是用扁铲凿下一小块粘砂块,浸入盛有浓盐酸的试管中。如果缓慢发生气泡,24 h之后液体颜色由无色透明变为棕红色。反应终了时粘砂块消失,试管底部留下少数单个砂粒,说明是机械粘砂,铁质部分已被盐酸溶解成为FeCl3;如是化学粘砂,则气泡产生很少,盐酸也没有明显的变化,   后的残留物是多孔性团絮状物质。
  经过上述2种方法共同鉴定,缸体下表面确认为机械粘砂缺陷,机械粘砂是高温金属液渗入铸型孔隙形成的,渗入的金属液越多越深,球铁铸件机械粘砂越严重。促使金属液渗入砂型孔隙的力主要是金属液对砂型的动压力与静压力,这2种力越大,金属液越容易渗入砂型孔隙。浇注温度越高,金属液流动能力越强,故导致铸件粘砂的动压力会加大。
  经多次探讨原因后认为,除浇注温度偏高外,型砂质量波动也是产生粘砂缺陷的主要原因,而导致型砂质量波动主要有以下因素:(1)砂处理系统主要设备是   80年代辛普森企业制造的混砂机,无任何在线检测功能,其中碾砂机为碾轮式连续碾砂,混碾时间严重不足,双盘冷却器仅起到简单的预混作用,增湿与冷却功能已基本丧失,紧实率   靠操编辑控制加水量进行调整。(2) 2条生产线缸体产量日益增加,促使型砂大约每4h循环使用一次,且每天24 h处于长期使用状态,旧砂又无增湿、冷却功能,既不能使膨润土充分陈化又不能有效降低旧砂温度,导致型砂性能大幅度下降。(3)型砂性能除受旧砂温度影响外,还受环境温度的制约。在旧砂无冷却的前提下,环境温度越高,旧砂温度也越高。在炎热的夏季,现场温度高达35℃左右,从而导致旧砂散热较慢,型砂温度居高不下,引起型砂含水量及其性能波动较大。(4)随着生产线缸体产量日益增加,50/100目芯砂大量涌入型砂系统,致使型砂粒度不断粗化,导致砂型孔隙变大,阻止金属液渗入砂粒之间的阻力减小,对防止粘砂缺陷极为不利。
针对上述原因分析与型砂质量现状对铸件质量的影响,对型砂系统采取以下整改措施:
  (1)细化型砂粒度
  对于型砂粒度粗化问题,通过在球铁铸件型砂系统中大量加入70/140目原砂来细化型砂粒度,使其从50/100目的三筛砂变成50/140目的四筛砂,减少砂型孔隙,增加砂型孔隙阻力,以阻止因金属液渗入而形成表面粗糙及粘砂缺陷。
  (2)增加砂型气体背压
  砂型气体背压是指砂型孔隙的气体压力,其大小取决于型砂发气量和透气性。发气量大,透气性小,背压就越大,金属液就越难渗入砂型。经过多次试验验证,把型砂发气量上调到某一合理范围内,既能达到增加型砂背压的目的,又不至于造成气孔缺陷,对防止铸件粘砂起到   的抑制作用。
  (3)控制旧砂温度与水分
  型砂中每蒸发1%的水,砂温能下降大约25℃,由于双盘冷却器丧失对旧砂的增湿与冷却功能,致使型砂性能恶化,特别在炎热的高温季节,砂温高达50℃以上且水分极低,铸件粘砂问题非常突出,为此,在每条回砂皮带上安装喷水雾装置,并利用风扇吹散蒸发出的水蒸气来带走旧砂热量,以达到增湿冷却的目的。
  (4)合理调整型砂参数
  针对不同季节与型砂温度,对有效澎润土含量、添加剂含量、含泥量、水分、紧实率、强度等参数进行合理优化,并根据实际生产情况进行实时变化,如在夏、秋季型砂紧实率控制在工艺上限,以适量弥补型砂因气温高而失去的水分;在春、冬季紧实率控制在工艺下限,使型砂含水量在合理的范围内,满足铸件质量要求。
  通过上述措施的实施,缸体球铁铸件外表质量明显好转,铸件表面光洁度发生了质的飞跃,赢得用户的好评。
  历经近10年生产实践证明,型砂对缸体铸件质量影响非常大,型砂参数要随铸件质量需求不断进行工艺改进,细心发现难以发现的细节,通过对细节的研究和改进,会收获非常显著的效果。同时,还要集思广议地发挥集体的力量,这样将使设计思路   具有逻辑性,   清晰,   有利于溯源到问题的本质。型砂质量管理要切切实实地做到“勿以恶小而为之,勿以善小而不为”,只有这样才能为制造出      铸件提供   型砂。
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