高级技师论文石灰石砂铸件气孔形成的原因分析与消除措施.docVIP

技师专业论文 工种：铸造工 题目：石灰石砂铸件气孔形成 的原因分析与消除措施 日 期：2012年5月12日 石灰石砂铸件气孔形成的原因分析与消除措施 【摘要】在铸造生产过程中，由于设计、工艺、材料管理等原因。铸件内部、表面或工作性能等方面容易产生各种缺陷，铸件缺陷影响铸件的质量，严重的甚至造成废品。所以提高铸件质量，降低铸件废品率是铸造生产中需要经常分析研究的问题。 【关键词】造型，烘模，扣箱，浇注，气孔 铸造是机械制造的基础，在一般机械中，铸件重量约占机械设备重量的50%以上，在工业设备中铸件占的重量更大，约占80%以上，随着铸造技术的发展，在国民经济的各项领域中。广泛的采用各种铸件，因此，学习铸造方法，研究铸造理论，对铸造事业是非常必要的。但是在铸造生产过程中，由于设计、工艺、材料管理等原因。铸件内部、表面或工作性能等方面容易产生各种缺陷，铸件缺陷影响铸件的质量，严重的甚至造成废品。所以提高铸件质量，降低铸件废品率是铸造生产中需要经常分析研究的问题。下面对铸件产生气孔的原因谈谈自己的一些认识： 石灰石砂与硅砂相比具有许多优点：它没有受热后的相变膨胀，铸件的结疤、夹砂缺陷少；含游离SiO2少，大大减少了矽肺病的危害；型砂溃散性良好，落砂清理容易；生产铸件时不易粘砂，能获得表面光洁的铸钢件；石灰石砂来源广，可就地获得优质廉价的原砂；对铸钢件适应性广，既能生产碳钢件，也能生各种合金钢铸件。因此，用石灰石造型受到铸钢生产工人的普遍欢迎。但是，石灰石砂也有自己的使用特点，必须根据这些特点在生产中采取相应的措施，否则将会造成许多铸造缺陷。其中，用石灰石砂造型时，铸件气孔就是一个颇为头痛的问题，它是铸件报废的一个主要缺陷，占此类铸件报废问题的60%～80%，因此对石灰石砂铸件气孔形成的原因进行详细的分析，并采取的预防措施与对策，具有十分重要的现实意义。 1、产生气孔的原因分析 图一 侵入气孔形成过程 气孔形成的种类和原因是很复杂的，有析出性气孔、反应性气孔(图二)、 侵入性气孔(图一 )、有浇注时卷入的气体而形成的气孔，有从型砂侵入的气体而形成的气孔。还有渣气孔，砂气孔等。对此，教科书和一般的资料对此有较详细的描述。本文仅就石灰石砂的特点及铸件生产的气孔特性进行分析。 图二 反应会孔的形成过程 a—形成气泡核心 b—气泡长大 c—形成针孔 1— 砂型 2—钢水 3— 气泡核心 4—针孔 石灰石原砂是以石灰石（CaCO3）为主要成分的矿岩，经机械破碎、筛选、 9200 920 CaCO3 → CaO+CO2↑ CO2是一种强氧化性气体，在高温下易与金属液发生如下反应： CO2+C→2CO↑ CO2+Fe→FeO+ CO↑ 就造型材料本身而言,石灰石砂最易给铸件造成两种气孔,其中一种是砂气孔,铸件在造型、烘模、扣箱、浇注过程中,因掉砂、冲砂等原因,使砂粒或砂块进入钢液中,砂粒在金属液中发生以上三个反应而生成的气孔.由于气孔中常留有较多的FeO或FeO与其他金属氧化物、硅酸盐形成复合残渣.因此,在实际生产中此种气孔常与夹渣伴随产生，气孔较大，有时与夹渣不易区别开来。其二是侵入性气孔，此种气孔不是在浇注过程中卷入，而是在浇注后，在铸型的界面上，金属与型砂发生一系列的物理和化学反映，从而使型砂产生的气体侵入铸件表面凝固前，气体侵入，则气体可能随凝固析出或来不及析出则形成表面光滑的铸件内气孔；如表面已进入凝固或半凝固状态，则此时形成垂直于铸件表面表层的细长气孔。 此种气孔不同于湿型铸造产生的表面氢气孔，孔口常外露，孔口多呈椭圆形，细而长。从显微分析得知，孔壁呈蓝色（氢气孔呈现金属本色），孔内常伴随有Si、Fe、Ca等低熔点的金属氧化物，最易沿晶界生长。 下面，就石灰石砂侵入性气孔形成的机理进行详细的说明。 众所周知，只有满足下列条件，气体方可侵入铸件形成侵入性气孔。 P气≥P液+P腔+R金 式中 P气——界面上，型砂气体对金属的压力 P液——液态金属的静压力 P腔——型腔中气体的压力，一般为大气压 R金——气体侵入金属所必须克服的阻力 R金= ——金属液表面张力 r——气泡半径 的大小与金属液的成分与状态非常大。我们知道，当金属液较纯净，较 大时，气体进入金属必须克服较大的阻力，但当金属液中含有FeO或金属液表面被氧化后，由于FeO的熔点低（1370°C），活性好，它是金属液良好的表面活性剂，它的存在使金属液的表面张力大幅度降低。 在石英砂造型时，由于型砂中的气氛接近与中性，因此在考虑侵入性气孔时， 往往是注意p气的影响，对R金没有予以特别的重视。 但石灰石砂与石英