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4種鑄件澆注方式全解讀
作者: 發布于:2020-1-6 10:06:29 點擊量:

 鑄件缺陷種類繁多,影響鑄件質量的因素存在于與鑄件生產有關的每道工序中,如圖1所示。大型鑄件的特點是尺寸大,即體積大、質量重、澆注的鐵液多、壁厚相對較厚,形狀有的簡單、有的復雜;不同領域的鑄件,具有不同的要求。大型鑄件澆注系統設計及澆注需掌握的主要原則為分散底注(分層注人效果最好),快速澆注(多加出氣冒口),高溫澆注(加強芯子排氣)。


1.分散底注式澆注

2為分散底注式澆注系統圖。優點:有利于金屬液平穩地充滿鑄型;減少金屬液氧化,對型、芯沖擊力??;防止造成沖砂,減小紊流,減少氣體裹人;有利于型腔氣體的排出:有利于除渣:避免各部溫差過大,有利于減少鑄件收縮應力,對長、薄鑄件有利于減小變形量,有利于防止裂紋缺陷發生。

缺點:如果充型時間過長,金屬液在型腔上升中長時間與空氣接觸,表面易生成氧化皮(需快速澆注予以克服);鑄件下部溫度高,不利于補縮(對灰鑄鐵件影響不大)。
2.快速澆注

優點:鐵液上升速度快,不容易氧化:鐵液對型腔的烘烤時間短,減小涂層開裂、脫落的可能性,減少鑄件夾渣等缺陷的產生;防止出現澆不足、冷隔缺陷;使型腔內氣壓增大,迫使氣體容易從鑄型向外排出,鑄件不容易產生氣孔等孔洞類缺陷:鑄件各部的溫度差小,防止裂紋發生。

缺點:低強度類型的砂型易產生沖砂類缺陷,對于樹脂砂等強度較高的砂型,影響較?。航階⑾低車慕孛婊興齟?,鑄件工藝出品率有所降低。

3.合理澆鑄時間的確定

生產中常用澆注時間表示澆注速度。對鑄件而言,澆注時間長,意味著澆注速度慢:反之,意味著澆注速度快。適宜的澆注時間應根據鑄件質量、壁厚、結構、技術要求等綜合考慮而定。表1為鑄鐵件澆注速度的一般原則。

澆注時間與鑄件結構、材質、鑄型條件、澆注溫度等因素有關,每一個鑄件都有一個合理的澆注時間與其對應。澆注時間無完善的計算公式,一般依據各種經驗公式與圖表及鑄件質量來確定。澆注時間確定后,再按選擇的截面比計算澆注系統各單元的截面積。

(1)資料推薦的灰鑄鐵件澆注時間如表2。
1鑄鐵件澆注速度的一般原則
(2)資料[2]認為,對于質量小于450 kg的形狀復雜的薄壁鑄鐵件,其澆注時間可按下面的經驗公式計算:
式中:t為澆注時間(s);CL為型內金屬液總質量,包括澆、冒口系統質量(kg);S為系數,取決于鑄件的主要壁厚。

對于質量小于1000 kg的鑄鐵件,其澆注時間可按Dietert公式計算:
式中:w為澆注速度(kg/s);G。為型內金屬液總質量,包括澆、冒口系統質量(kg);A為系數(鑄鐵為0.9);B為系數(鑄鐵為0.833)。

對于質量小于10 000 kg的中、大型鑄鐵件,其澆注時間也可按下式計算:
式中:t,為澆注時間(s);G,為型內金屬液總質量,包括澆、冒口系統質量(kg);6為鑄件的平均壁厚(mm);S,為系數,取1.7-2.0。

對于重型鑄鐵件,澆注時間可按下式計算:

式中:t為澆注時間(s);G。為型內金屬液總質量,包括澆、冒口系統質量(kg);S。為壁厚系數,與鑄件的壁厚有關(如表3所示)。

3系數SZ和鑄件壁厚的關系
(3)依據生產實踐,對于質量大于1000 kg的鑄鐵件,澆注時間可按下式計算:

式中:t為澆注時間(s);G,為型內金屬液總質量,包括澆、冒口系統質量(kg);S,為壁厚系數,與鑄件的壁厚有關(如表4所示)。

4系數凡和鑄件壁厚的關系

 

4.高溫澆注

優點:流動性好,可避免因底注而容易形成的鑄件殘缺類缺陷,可得到輪廓清晰的鑄件;可避免裂紋、冷隔類缺陷:可避免氣孔、針孔類缺陷(澆注溫度根據鑄件壁厚及結構形狀適當提高,不是越高越好)。

缺點:容易產生粘砂缺陷;容易產生沖砂缺陷;一特別厚大件易造成組織粗大;厚大球鐵件有縮孔、縮松傾向:增大石墨漂浮傾向。

資料刊載的灰鑄鐵件的澆注溫度如表5所示。依據生產實踐,建議灰鑄鐵件澆注溫度如表6所示。

對于中、大型鑄鐵件的生產,其實際澆注時間的長短、澆注速度的快慢,對鑄件的質量有直接的影響。

5灰鑄鐵件的澆注溫度
6建議灰鑄鐵件的澆注溫度

5.不同大型鑄鐵件澆注工藝舉例

(1)葉片環狀支架

鑄件質量25800 kg;澆冒口質量4200 kg;澆注質量30000 kg;最小壁厚80mm;牌號GGG-40:澆注溫度138℃:澆注時間50s;采用白硬砂手工造型;內澆口位置為底部側面(如圖3所示)。

(2)壓縮機缸體上側,

鑄件質量24000 kg;澆冒口質量8000 kg;澆注質量32000 kg;最小壁厚60mm;牌號GCG-40;澆注溫度138℃:澆注時間60s;采用白硬砂手工造型;內澆口位置為兩側底部(如圖4所示)。
(3)橫梁

鑄件質量41 000 kg;澆冒口質量9 000 kg;澆注質量50000 kg;最小壁厚50mm;牌號GGG -60;澆注溫度1390C澆注時間50s;采用白硬砂手T造型:內澆口位置為底部側面(如圖5所示)。

(4)柴油發動機曲軸箱

鑄件質量29000 kg;澆冒口質量15500 kg;澆注質量44500 kg;最小壁厚25mm;牌號GC;澆注溫度140℃;澆注時間86s;采用自硬砂手工造型;內澆口位置參照圖6所示。

 

結論
對于使用強度較高的鑄型生產的大型鑄鐵件,在澆注工藝上采用分散、底注的澆注方式,同時輔以適當提高澆注速度、適當提高澆注溫度的方法,可以大大減少鑄件孔眼類缺陷(氣孔、渣眼、鐵豆)、裂紋類缺陷(熱裂、冷裂)、表面類缺陷(冷隔、澆不足)、組織及性能類缺陷(孕育衰退)的產生,提高鑄件的成品率,減少廢品損失,降低鑄件加工過程中由于鑄件內部缺陷的原因報廢而造成的機械加工損失。




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