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薄壁鑄件疏松、欠鑄缺陷工藝改進技術分析
發布日期:2019-04-29  來源:中國鑄造協會  作者:趙云寬  瀏覽次數:340
核心提示:摘要:調節片、密封片類高溫合金鑄件,壁厚從1.1mm改為0.8mm后,導致鑄件凝固速度加快,原有的鑄造工藝方法不能有效對鑄件邊緣進

摘 要:調節片、密封片類高溫合金鑄件,壁厚從 1.1mm 改為 0.8mm 后,導致鑄件凝固速度加快,原有的鑄造工藝方法不能有效對鑄件邊緣進行充型、補縮,產生欠鑄、疏松缺陷。對此,在原工藝方案基礎上,采用在薄壁區域包裹石棉的方法,來減緩模殼降溫,延長薄壁區域的凝固時間,使合金液有效充型、補縮鑄件邊緣,達到消除欠鑄、疏松缺陷。

圖片4

 1前言

調節片、密封片類高溫合金鑄件(如圖 1 所示),90% 以上的區域壁厚要求為 0.8mm,鑄件壁厚按上偏差(+0.3)鑄造,澆注成型效果及冶金質量均較好,工藝方案基本成熟,但出現重量超出設計規定要求;壁厚改為按 0.8mm 鑄造后,仍按原工藝方案生產,澆注出來的鑄件, 幾乎 100% 存在疏松,疏松缺陷集中在鑄件底板兩側邊緣位置(如圖 2 所示),另外,40% 以上鑄件出現欠鑄,而夾渣缺陷也大幅度增多。

2 調節片、密封片類鑄件疏松、欠鑄缺陷分析

2.1 疏松缺陷分析

鑄件底板兩側邊緣的剖視圖如圖 3 所示, 邊緣上有加強筋板,筋板壁厚與底板壁厚設計要求見圖 3 所示。初始設計模具時,筋板壁厚與底板壁厚均按 1.1mm,即等壁厚。筋板與底板壁結合處,形成了鑄造熱節點;相對于底板, 熱節點模數差別不大,加上熱節點在鑄件的邊緣上,冷卻、凝固相對較快,合金液可通過底板對熱節點進行補縮,不會產生疏松缺陷。

底板壁厚改為 0.8 mm 后,底板的模數減少了近 1/3,底板冷卻、凝固速度加快;而筋板壁厚未發生變化,熱節點模數基本不變, 冷卻、凝固速度也基本不變,導致合金液不能有效通過底板對熱節點進行補縮,從而出現疏松。

2.2 欠鑄缺陷分析

鑄件整體為板狀結構,壁厚薄、面積大, 為保證澆注成型,模殼需要裝箱填砂預熱,預熱過程中,模殼受熱軟化,強度降低,在砂子擠壓下,會有一定的變形量(見圖 4 所示), 導致內腔變窄,鑄件壁厚略變小,底板壁厚改為 0.8 mm 后,實際壁厚會更小一點,加上冷卻、凝固速度加快,一些位置合金液還來不及流到就已凝固,從而出現欠鑄缺陷。

圖片4

底板壁厚改為 0.8 mm 后,冷卻、凝固速度加快,合金液中的夾渣物還來不及上浮或下沉, 合金液就已凝固,從而停留在鑄件中,形成夾渣缺陷。

3 調節片、密封片類鑄件疏松、欠鑄缺陷改進措施

工藝上采取在模殼上包裹石棉的措施進行處理(如圖5 所示),即在底板位置貼上石棉(留出熱節點部位),澆注出來鑄件,熱節點位置

未發現有疏松,底板上也未見疏松,欠鑄缺陷也提高了 80%。

QQ截圖20190425115530

4 工藝改進效果分析

熔煉澆注鑄件時,抽真空過程中,模殼在熔煉爐內溫度會下降,底板包裹石棉后,石棉對模殼起到保溫作用,減緩底板的降溫速度,延長了底板的凝固時間,從而保證合金液有效通過底板對熱節點進行補縮,也有效保證底板充型。

石棉為軟性材料,包裹石棉后,石棉減緩砂子對模殼擠壓,減少了模殼的變形量,間接地增大了底板壁厚,延長了底板的充型時間。

包裹石棉后,延長了底板的凝固時間,使合金液中的夾雜物能充分上浮或下沉,無形中減少了鑄件夾渣傾向。

5 結論

利用模殼包裹石棉的方法,可以阻礙砂子對模殼的擠壓,降低模殼的降溫速度,延長底板的充型、凝固時間,從而有效對鑄件邊緣處的熱節點進行補縮,改善了疏松傾向。

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