金屬型覆砂鑄件表面粘砂問題
粘砂是砂鑄件常見的問題之一。在我公司灰鐵車間鐵型覆砂鑄件出現(xiàn)的粘砂主要是機械粘砂及化學粘 砂,。特征是, 鑄件被黑黑的粘砂層所包裹, 粘砂層硬度較高, 用砂輪機磨削, 可看到金屬光澤,。鑄件大部分地方經拋丸清理后粘砂層都被清理掉, 少部分地方即使反復拋丸清理也很難去掉, 拋丸后的鑄件外觀形貌與一般鑄件相比顯得表面粗糙。這種表面嚴重粘砂現(xiàn)象主要表現(xiàn)在16 t 制動鼓單件重量在 70 kg 左右鑄件上,。13 t 制動鼓單件重量在 60 kg 以下的鑄件沒有上述現(xiàn)象,。發(fā)生嚴重粘砂的鑄件一般出現(xiàn)在澆注的 后的幾箱中。
1 .1鐵型上形成鑄件型腔的覆砂層狀況
應注意的是覆砂層的緊實度, 覆砂層的緊實度差, 易被鐵液, 形成機械粘砂,。造成覆砂層緊實度差的原因是:①根據(jù)我們的經驗 , 原砂的角形系數(shù)如大于 45 , 或者模樣和鐵型溫度過高, 則將會影響覆膜砂的流動性, 射砂時覆砂不實, 覆砂層中砂粒間孔隙有大有小 ;②型板上鑄件模樣的表面粗糙度大, 造成覆砂層表面粗糙 ;③鐵型上射砂孔的位置設計不合理或型板上排氣孔設計不合理, 造成覆砂不合格,。其次應注意覆砂層的固化程度, 固化后的理想顏色是介于黃褐色, 但實際生產中很難, 鐵型上大部分覆砂層顏色呈褐色甚至黑色, 這是覆砂層“ 過燒”引起的?！?過燒”的覆砂層強度差, 容易造成鑄件形成機械粘砂,。引起“ 過燒”的原因是鐵型溫度過高。
1.2 鐵液溫度
一般情況, 較低的澆注溫度易產生鑄件表面粘砂問題,。據(jù)我們生產實踐的認識, 在鐵液溫度偏低的情況下進行澆注, 延長了澆注時間, 使鐵液在包中停留時間加長, 加重了鐵液受外界環(huán)境的氧化程度, 澆到 后幾箱的鐵液溫度低, 氧化程度重,。如果此時鐵型再過熱造成覆砂層“ 過燒”強度變差, 鐵液進入型腔后, 低溫鐵液不能促使已焦化的覆砂層表面產生 的氣 體壓力阻礙其滲入。
2.1降低鐵型及模樣溫度
給覆砂固化提供熱量的有模樣和鐵型兩個熱源,。在鐵型溫度過高的情況下, 可適當降低模樣溫度, 覆砂在模樣上的固化時間要長一點, 但總的覆砂時間不能超過生產要求, 以免影響正常的生產率 ;覆砂層表面要光滑, 不能有掉砂現(xiàn)象,。盡可能減小鐵型溫度變化的幅度。在不影響生產率的前提下, 讓鐵型在開箱后LQ較長時間再覆砂造型 ;采用強制LQ的辦法, 例如, 風冷, 即安裝多臺電風扇在清砂工段周圍吹風LQ, 鐵型散熱速度 ;間接水冷, 采用間接水冷裝置使鐵型在覆砂前降溫。
2.2適當提高鐵液出爐溫度
鐵液的出爐溫度控制在 1 500 ～ 1 530 ℃(電爐鐵液), 盡可能縮短從出爐到澆注這一環(huán)節(jié)的時間,減少鐵液受外界環(huán)境氧化的程度,。
3.1鐵型覆砂與砂型的比較
鐵型覆砂與砂型鑄造相比, 鑄件表面粘砂原因的不同主要表現(xiàn)在如下幾個方面:①在砂型鑄造中, 粘砂一般是澆注溫度過高引起的;而在鐵型覆砂鑄造中 , 粘砂大多是澆注溫度過低造成的,。
②鐵型覆砂在鑄造生產中發(fā)生粘砂是鐵型(相當砂型鑄造中的砂箱)溫度不恒定 ,(Q吸遠大于Q失)導致覆砂受熱焦化、使強度差引起的;而砂型鑄造中鑄件表面粘砂則與砂箱無關,。
③在砂型鑄造中 , 砂箱的連續(xù)使用, 不會對鑄件粘砂產生影響,。在鐵型覆砂鑄造中, 鐵型的連續(xù)使用, 會使鐵型溫度升高, 覆砂被焦化, 造成粘砂 問題。
④砂型鑄造中, 易發(fā)生在鑄件表面粘砂的鑄件是在開始澆注前幾箱中, 鐵型覆砂鑄造中, 發(fā)生粘砂的鑄件一般在澆注快結束前的后幾箱中,。這主要和澆注溫度低有關,。
3.2工藝出品率及產品合格率較高
熔模鑄造要使蠟模所有表面都能粘上型砂, 因此蠟模組焊不能太密, 工藝出品率較低 ;生產環(huán)節(jié)多, 影響因素多, 產品質量不易控制。覆膜砂成形性能好, 輪廓清晰, 可以采用疊箱的方法進行澆注, 工藝出品率高, 可達到 75 以上,。生產過程只有制殼,、澆注和清理 3 個過程, 工藝過程簡單,受環(huán)境因素影響小, 只要模具結構, 鋼液質量良好, 澆注速度合適, 就能合格的鑄件, 過程容易控制。
3.3生產環(huán)境較好,、勞動強度低
熔模鑄造在生產過程中存在很多困難,。其中制模過程中模具一般用冷水進行降溫, 冬季作業(yè)存在困難; L化銨氣體具有腐蝕性, 對人體健康不利, 對設備有腐蝕;焙燒過程中有煙塵釋放, 不利于環(huán)保 ;國內一般采用震殼機進行脫殼, 噪音和粉塵均較大, 對有小孔、深孔,、深槽及復雜內腔的鑄件, 難以清理干凈 ;采用人工掛涂, 勞動強度大,。覆膜砂工藝生產環(huán)境較好, 勞動強度較低, 覆膜砂潰散性好, 在澆注過程中激烈燃燒, 游離的苯酚在澆注時排放少, 澆注完成后型殼自行潰散, 鑄件清理簡單。
3.4工藝過程復雜, 環(huán)節(jié)多, 周期較長,。
（1）覆膜砂熱芯盒工藝用氣壓將覆膜砂吹入金屬型型 腔中, 采用電熱棒加熱金屬型對覆膜砂進行加熱硬化, 從而形成型殼, 即可合箱澆注,。加熱過程僅需要 1 .5～ 3 .0 min , 周期短, 環(huán)節(jié)少。
（2）人均我公司某種產品在采用水玻璃熔模鑄造工藝生產時, 制模和掛涂每班 8 人(蠟模 5 人, 掛涂 2 人, 脫蠟 1人), 每班產量為 150 串, 每串 16 個鑄件, 每班產量為2400 個鑄件, 人均產量為 300 件/班,。
采用覆膜砂熱芯盒工藝后, 使用雙工位制型(芯) 機, 每臺機器操作僅需一人, 每臺每班產量為 150 箱,每箱 12 個鑄件, 產量為 1 800 個, 人均產量是熔模鑄造的 6 倍,。
3.5覆膜砂本身適應性好
覆膜砂可使用時間長, 不存在因超過可使用時間而導致不能使用的型砂的廢棄;制好的型殼儲存時間長, 在高溫多濕的環(huán)境下也幾乎不受影響, 不存在因殼型存放強度降低而廢棄的現(xiàn)象;殼型在澆注過程中激烈燃燒, 型砂或重新使用也容易。
在鐵型覆砂鑄件中產生粘砂的原因主要是造型材 料覆砂質量差,、鐵型溫度變化不恒定(逐漸升高),、鐵液澆注溫度低等原因造成的。它與一般砂型鑄造不同, 有自己的特點,。對上述各點有針對性地加以解決, 其中控制鐵型溫度變化使其恒定是關鍵,。我公司灰鐵車 間原來因粘砂造成的廢品率高達 15 , 現(xiàn)在廢品率接近于零。
