斜导轨床身类铸件气孔产生的原因及改进措施.pdf

首届中国大型铸锻件制造技术发展论坛论文集 斜导轨床身类铸件气孔产生的原因及改进措施 冷玉国 (沈阳机床银丰铸造有限公司，辽宁沈阳110025) 摘要：本文分析了斜导轨床身类铸件产生气孔的原因及改进措施。 关键词：斜导轨床身；气孔；产生的原因；对策 随着市场对机床类产品的需求Et渐增多，其对产品质量的要求也日益提高，作为机床产品重要组 成部分之一的床身，确保其质量尤为重要。由于床身类铸件体积大，重量大，批量小，铸件成本较 高，因此提高铸件生产一次合格率，得到无缺陷的优良铸件是首当其冲要考虑的问题。选择合理简便 易行的造型方法，合理的工艺方案，是降低成本，降低废品率的有效途径。 我厂大件车间生产多种机床类床身铸件，其中CKS斜导轨床身系列占有重要部分，大件车间的型 芯砂采用的是树脂自硬砂，由于呋喃树脂砂发气量较大，如果气体不能及时排出就容易形成侵入性气 孔，使铸件废品率增高。床身最重要的部位就是导轨，导轨部位不允许有任何缺陷，保证导轨的质量 就是保证床身的质量。 1 斜导轨床身的铸造工艺、气孔产生的原因及分析 1．1 斜导轨的铸造工艺 面，铸件内部型腔由57块砂芯组成，砂芯的气体大部分由下面芯头及上面透孑L处排出，其余从侧面排 出；砂芯基本上分为三层，下部一层形成导轨部分，中间为内部型腔，上部为盖芯，中间芯与上、下 层芯之间用芯撑固定；浇注系统直浇道、横浇道由一块整体芯带出，直浇道由两根耐火管带出，此砂 芯——水口芯在床身一端，在水口芯下面沿斜导轨开设内浇道，在水口芯上部再开设五道内浇道；浇 道比例为：Elf内：∑F横：∑F邕=1：1．3：1．15。 图1 CKS6145—001020L床身工艺示意截面简图 作者简介：冷玉国，沈阳机床银丰铸造有限公司从事技术工作。联系电话：024 —82— 斜导轨床身类铸件气孔产生的原因及改进措施 树脂砂造型方法的型砂配比为：新砂30％，再生砂70％，树脂占总砂量的0．9％，固化剂是树脂 剂是树脂量的60％。 砂芯制完后，刷涂料，进窑烘干。 360一l390 浇注温度为l oC，浇注时间为65s。 废品情况：铸件靠近头部一端的导轨顶面、侧面处有气孔，气孔基本都分布在远离浇注系统一端 的导轨上，使铸件无法满足原零件要求。导轨有缺陷就等于整台床身报废，但几吨重的铸件完全报废 损失太大，经研究决定只能改变原零件设计，由原来的滑动导轨变成镶钢导轨，使整个床身铸件不至 于完全报废，但这也给企业带来了很大的经济损失。 1．2气孔的形成机理 床身落砂后，在铸造车间通过肉眼观察未发现导轨有气孔产生。但到加工车间后，导轨面加工 3mm左右时发现分布较多气孔，尤其是在导轨端部。从气孔分布的部位来讲，此气孔为皮下气孔。从 气孔形成原因，形成过程，即从其形成机理来分类，最主要的可分为侵入性气孔，析出性气孔和化学 反应气孔。从浇注到铸件表面凝固成固体壳的期间内，外部气体源(砂型，砂芯等)发生的气体侵入 型腔内的金属液中，形成气泡而产生的气孔，称为侵入气孔。以原子态溶解于金属液中的氢、氮气体 元素，金属液凝固时它们以分子态气相析出，形成气泡而使铸件产生的气孔，称为析出气孔。金属原 材料不良，以及大气中水分过高等易造成金属液中含气量高，凝固后金属的气体溶解度降低，溶入的 气体析出，是铸件产生析出气孔的根本原因。金属和铸型或外来金属件(如冷铁、芯撑等)发生化学 反应而产生气孔，为化学反应气孔，冷铁或芯撑上如有水分，锈蚀，油污或温度过低时容易形成此类 气孑L。 1．3 产生气孔的原因分析 铸件出现废品后，从气孔产生的机理，工艺方案，现场施工操作等方面进行具体分析。分析产生 气孔的原因有以下几方面。 (1)金属液流动受阻从工艺上看，在床身头部与导轨端部之间由一块砂芯(如图2的8样芯)阻 挡，铁液流到此处后受阻碍，不能顺利的继续向前流动。因此铁液在此处聚集，温度随之下降，在此 处形成相对冷铁液区，金属液浇人铸型后，氢、氮的溶解度都会随着金属液温度的下降而减小。因此 在导轨端部，金属液温度较低，气体的溶解度降低，不能完全溶解于金属液中，因此在此处容易形成 析出性气孔。