自熔炼炉中取出合金液、再将其浇注到铸型中,是铸件生产过程中的关键工序,这一工序经历的时间虽然很短,但合金液在传送过程中的运动非常激烈,液面的氧化膜不断遭受破坏,不断地产生新的氧化膜,又不断地将“氧化膜夹层”卷入合金液中,因而,大多数废品都是在在这一阶段造成的。从卷入“氧化膜夹层”的角度分析,浇注过程的控制比熔炼过程的控制重要得多。
铝合金液流动时,如果流速较低,合金液的表面张力可以约束液流,使其不至于分散、飞溅;如果流速高,液流就不可避免地会分散、飞溅。
许多研究工作表明,对于多种液态铸造合金,液流不产生分散、飞溅的临界流速是0.5m/s。
目前,应用的浇注方式,仍然是传统的重力浇注,也就是利用合金液本身的重力,将其自铸型的上方注入铸型。实际上,对铝合金而言,这是不可取的浇注方式,因为,液流自直浇口下落到其底部时,流速都远高于0.5 m/s,液流散乱和飞溅是不可避免的。此外,一些大家视为常规的浇注系统设计原则,也有不少问题,液流在浇注系统中往往会发生紊流、飞溅,会使大量的‘氧化膜夹层’和气泡卷入合金液中,造成多种铸造缺陷。
生产中根据铸件合金种类的不同,可分铸钢、铸铁、铸铜和铝、镁合金铸件等型砂。不同的铸造合金其浇注温度和铸造性能同,对所所用的型砂成分及性要求也往往不同。以粘土为粘结剂的型砂根据其浇注前含水的状态,分为湿型粘砂和干型粘土砂和表干型等,以下我们主要介绍应用的湿型砂。
一、铸铁件所用湿型砂特点。采用湿型浇注铸铁应注意防止铸件产生砂眼、气孔、粘砂和夹砂等缺陷,还要注意铸件的冶金和外部,应根据铸件的特点,合理拟定型砂的性要求及配制。铸铁件湿型砂的含水量一般控制在4.5%---5.5%,透气性一般为50—100,湿压强度一般为50—80千帕。因为紧实率对型砂中的水分变化非常敏感,所以工厂多采用测试紧实压率的办法检测和控制型砂中的适宜水分,达到造型要求。一般手工造型时湿型砂的紧实率控制在50%--60%,普通机器造型用型砂的紧实率控制在45%--50%,高压造型用型砂的紧实率控制在40%--45%。铸铁件湿型用的原砂一般采用粒度为21或15圆形或多角形的天然硅砂,粒度均匀分布在相邻四个筛号上,每个筛号上的停留量都在10%--35%之间,这样的原砂膨胀率小且均匀,有利于防止夹砂缺陷的产生。在生产球墨铸铁时,常采用粒度为30或21的硅砂,如何提高炉衬使用率,以---型砂的透气性。铸铁件湿型砂普遍采用粘结性能较好的膨润土,有的工厂把普通粘土与膨润土混合使用。对于小型铸铁件湿型砂一般采用钙基膨润土,中型铸铁件湿型砂宜采用钠基膨润土或活化处理的钙基膨润土,以提高型砂的抗夹砂能力。如果型砂全部用新的原材料配制,碱性炉衬铸造,对于小型铸铁件湿型砂,普通粘土的加入为6%--8%,呼和浩特炉衬,或加入膨润土5%--6%,对于容易产生夹砂的铸铁湿型砂,普通粘土加入量6%--8%。
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