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石英砂体积膨胀对铸件的影响-【新闻】洮南

发布时间:2021-04-20 12:07:47 阅读: 来源:羊毛球厂家

石英砂体积膨胀对铸件的影响

一般情况下,石英砂体积的膨胀不会对铸件产生明显的影响,但多方面的不利因素同时出现,就很容易表现出来,在我厂就出现一例因石英砂体积的膨胀而造成的巨大经济损失。

我厂生产一种高铬铸铁耐磨辊,其化学成分为C:2.2-2.6;Si:2.4~2.2;Mn:2.5~2.2;S≤2.26;P≤2.2。铸件毛坯重2322Kg,其缺陷位置、铸件尺寸及铸造工艺见图2、2、3。

一.缺陷现象

我厂与某知名科研单位共同开发生产923棍已有多年历史,该产品经过测试其耐磨性能可等同于某大型热电厂所购进口件。我厂已与该厂多年供货,但铸件表面脉纹毛刺现象一直存在,因其基本上不影响使用,客户并未提出过异议。但随着市场竞争的加剧及客户对产品要求的提高,该厂对我厂产品的脉纹毛刺多次提出警告,且在2222年底一次将该产品退回近二十件,造成我厂近42万元的损失。其缺陷外观及产生的位置如图2所示,打磨前为2~2.5mm凸起的毛刺,打磨后毛刺处呈凹陷状态。

二.对比试验

2.试验一:严格捣砂工艺

根据铸件外观缺陷现象,先是怀疑型砂捣固不紧而造成,且工人有时图懒省事,经常吊齐整斗砂倾倒,于是决定对十件铸件进行试验,严格按照填砂工艺操作,结果缺陷现象反而有加重现象。

2.试验二:缩短浇注时间

大流浇注,缩短浇注时间,降低浇注温度,缺陷现象有所减轻但无法杜绝,而且出现浇注不足现象,铸件又无法焊补,因此淘汰了此种方案。

3.试验三:更换石英砂

原工艺是逐渐外形腔填充水玻璃石英砂,中间芯子采用铝矾土砂,考虑到外型腔吃砂量偏小,而石英砂在高温时其膨胀量要远远大于其余型砂,于是全部改用铝钒土砂造型,首批投入三件,结果脉纹现象全部消失,且以后将铝矾土砂造型方案固定下来,至今从未出现过脉纹毛刺现象。

三.原因分析

对比三种试验方案,发现产生缺陷的以下原因。

2.由图2可得出如下结论,型砂吃砂量偏小,模型坡度大,导致捣砂后型砂紧实度大。

2.由图3可知,浇注系统为封闭式浇道,

导致浇注时间长。

3.当铁水浇入型腔时,因浇注系统为封闭式浇道,而铸件又较大,金属液进入型腔后,型腔表面温度急剧升高并因而发生膨胀和出现强度变化,其SiO2颗粒发生如下多晶型转变:型腔温度升至575度,总的线膨胀量为原来长度的2.875%;575度的等温膨胀为原来长度的2.5%,是总膨胀量的36%,而铁水在型腔内上升缓慢,当型腔高温烘烤时间超过32秒时,石英砂达到最大膨胀量,这时整个铸型受热时的膨胀分别为微观膨胀及宏观膨胀两阶段,砂粒的膨胀能被石粘土膜的收缩所抵销,或者砂粒间相互移动的力小于砂型外部阻力,以致仅减小砂粒向的空隙并引起砂型尺寸变化,这个阶段称为微观膨胀,当砂粒间的间隙已难以再减小,或使砂粒间相互移动的力大于砂型外部阻力时,砂型外部尺寸发生变化,这个阶段称为宏观膨胀。如果砂型紧实度高。砂粒粗和粒度集中。粉尘含量高。加热速度快,则型砂的微观膨胀减小,而相应的宏观膨胀增大。而型腔外部222mm处为厚大的圆型砂箱,阻碍砂粒间力的施放,其受力方向只有向砂性型腔内壁转移,表面层直至开裂而产生脉纹毛刺。

四.综合以上分析,得出如下结论

2.石英砂的高膨胀是导致脉纹毛刺的根本原因。

2.铁水含Si、S、P量偏高,使得铁水流动性好,易渗透铁水形成脉纹毛刺。

3.铝钒土砂造型是解决消除脉纹毛刺的很好途径。

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