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減少鑄件缺陷的10大準則

發布日期:2020-07-06
鑄造企業在生產過程中,難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷,造成鑄件成品率低,重新回爐生產又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關心的問題。
  對于減少鑄件缺陷問題,來自英國伯明翰大學的教授John Campbell,John Campbell可謂是身經百戰,對減少鑄件缺陷有著獨到的見解。早在2001年,中國科學院金屬研究所研究員李殿中,開展熱加工過程組織模擬與工藝設計,就是在John Campbell教授的指導下完成的。一份由國際鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準則,希望對鑄造行業的同仁們有所幫助。
  1、好鑄件從高質量熔煉開始
  一旦要開始澆注鑄件,首先要準備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求,可采用能夠接受的最低標準。然而,更好的選擇是:準備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。
  鑄造企業在生產過程中,難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷,造成鑄件成品率低,重新回爐生產又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關心的問題。
  對于減少鑄件缺陷問題,來自英國伯明翰大學的教授John Campbell,John Campbell可謂是身經百戰,對減少鑄件缺陷有著獨到的見解。早在2001年,中國科學院金屬研究所研究員李殿中,開展熱加工過程組織模擬與工藝設計,就是在John Campbell教授的指導下完成的。一份由國際鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準則,希望對鑄造行業的同仁們有所幫助。
  1、好鑄件從高質量熔煉開始
  一旦要開始澆注鑄件,首先要準備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求,可采用能夠接受的最低標準。然而,更好的選擇是:準備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。
  2、避免自由液面上產生湍流夾雜
  這就要求避免前端自由液面(彎月面)流速過高。對于大部分金屬來說,最大流速控制在0.5m/s。對于封閉式澆注系統或薄壁件,最大流速會適當增加。這個要求也意味著金屬液的下落高度不能超過“靜滴”高度的臨界值。
  3、避免金屬液中表面凝殼的層流夾雜
  這就要求在整個充型過程,不要出現任何金屬液流的前端提前停止流動。充型前期的金屬液彎月面必須保持可運動狀態,不受表面凝殼增厚的影響,而這些凝殼會成為鑄件一部分。要想獲得這種效果,金屬液前端可以設計成連續擴展的。實際中,只有底注“上坡”能實現連續不斷的上升過程。(如重力鑄造中,從直澆道底部開始向上流)。這就意味著:底注式澆注系統;不要有“下坡”形式的金屬液落下或滑落;不要出現大面積的水平流動;不要出現由于傾倒或瀑布式流動而產生金屬液前端流動停止。
  4、避免裹氣(產生氣泡)
  避免澆注系統裹氣而產生的氣泡進入型腔。可以通過以下方式達到:合理設計階梯型澆口杯;合理設計直澆道,快速充滿;合理使用“水壩”;避免采用“井式”或其他開放式澆注系統;采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片;使用除氣裝置;澆注過程無中斷。
  5、避免砂芯氣孔
  避免砂芯或砂型產生的氣泡進入型腔金屬液中。砂芯必須保證非常低的含氣量,或者采用適當的排氣以阻止砂芯氣孔產生。除非能保證完全干透,否則不能用黏土基砂芯或模具修復膠。
  6、避免縮孔
  由于對流影響及不穩定的壓力梯度,厚大截面的鑄件是無法實現向上補縮。所以要遵循所有的補縮規律來保證良好的補縮設計,采用計算機模擬技術進行驗證,實際澆注樣件。控制砂型和砂芯連接處的飛邊水平;控制鑄型涂料厚度(如果有的話);控制合金及鑄型溫度。
  7、避免對流
  對流危害與凝固時間有關。薄壁和厚壁鑄件都能不受對流危害影響。而對于中等壁厚鑄件:通過鑄件結構或工藝來降低對流危害;避免向上補縮;澆滿后翻轉。
  8.減少偏析
  預防偏析并控制在標準范圍內,或客戶允許的成分超限區域。如果可能,盡量避免通道偏析。
  9、減少殘余應力
  輕合金固溶處理后不要進行水(冷水或熱水)介質淬火。如果鑄件應力看起來不大,可采用聚合物淬火介質或強制空氣淬火。
  10、給定基準點
  所有的鑄件都必須給定用于尺寸檢查和加工的定位基準點。
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