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如何采用工艺手段解决铸件缩陷缺陷问题 聂爽 张继波(沈阳机床银丰铸造有限公司Email:nieshuang6666@163.com) 摘 要:通过对入料座铸造工艺的分析,对铸件缩陷缺陷产生的部位进行了研究。运用计算机软件模拟,提出了 多种工艺改进方案,经过生产验证确定其中最佳。实践证明只有采用正确的工艺手段设置补缩系统,来补偿铸件 在凝固过程中产生的液态和凝固态的体收缩,才能获得健全的铸件。 关键词:铸造工艺;缩陷;浇注系统; 模拟 1 铸造工艺 铸件外型尺寸:410mm×260mm ×194mm ,最大壁厚68mm,最小壁 厚8mm,材质QT500-7 ,毛重44kg;砂 箱尺寸800×600×250/250(mm),浇 注温度1390℃±10℃,浇注速度15 秒,冷却时间0.5小时,直浇道尺寸 φ50mm;采用一箱两件,气冲线湿 型砂造型;采用封闭式浇注系统,浇 口比为ΣF :ΣF :ΣF =1:2:0.8,采 直 横 内 用Φ10的出气针,横浇道处搭接并 采用50×50的纤维过滤片。 铸件工艺方案如图1,铸件零 件简图如(图2)。 图1 工艺方案 2 缺陷特征 在新产品实验过程中连续生 产多件发现铸件表面有塌陷的瘪 坑,在对应于瘪坑部位的铸件横截 面中,常还有内缩孔或缩松。 缺陷特征:(1)瘪坑表面同其他 不塌陷的铸件表面粗糙度无差别, 即同样有与砂型型壁表面接触,复 制了型壁表面的痕迹。(2)所处部 图2 铸件零件简图 位都在铸件厚实横截面或结构热 1 节的铸件表面上,铸件缺陷位置如 道不畅都是造成最后出现缩孔等 冒口的尺寸,并且在铸件厚大最后 图3所示。 缺陷的原因;其次冒口尺寸小,补缩 凝固区域增加侧冒口,使补缩通道 距离不够,补缩通道受阻,铸件内部 尺寸足够大,通过更改浇注系统,有 产生缩孔、缩松倾向,从而铸件凝 利于铸件的补缩,但由于增加了侧 固时壳内形成真空空间,这是铸件 冒口,工装受限,因此由一箱两件更 缩陷的主要原因。对于球铁件,由 改为一箱一件,形式如图5所示。 于冒口颈处于过热,也是最后凝固 生产结果:实际生产的铸件没 区域,铁水易出现“倒抽”现象。 有较大的缩孔,但采用 UT探伤显示 工艺措施:根据模拟结果及现 铸件内部近冒口颈附近仍然有较 场实际,进行工艺改进,首先加大了 大的缩孔。因此公司技术人员又 图3 缺陷位置 铸件的缺陷特点证明这一铸 造缺陷类型属于缩陷。公司组织 了技术人员对每个可能引起铸件 缩陷缺陷的工序逐一排查,研究其 形成机理,分析产生原因,并制定了 相应的改进措施。 3 缩陷形成机理 铸件凝固时,当充型金属液在 型腔中形成封闭式容器固体外壳, 如果壳内形成真空空间,而且高温 图4 工艺方案模拟 下外壳强度不足,承载能力差时,就 会在大气压力作用下,外壳塌陷而 形成缩陷,犹如外壳被内部负压曝 瘪了一样。所以形成铸件缩陷的 主要因素有两个,即封闭式容器固 体外壳的强度和封闭式容器外壳 壳内真空空间的形成。 4 缩陷原因分析及工艺改进措施 对铸件工艺方案进行模拟,模 拟所示的铸件凝固时间区域不同, 见图4。模拟结果:在冒口根部及内 浇道附近铁水凝固时间较长,也是 产生缩孔缩松倾向较大的区域。 原因分析:在冒口