大型铸钢件气孔防治实战指南:从源头到成品的质量控制[热芯自动化单元]
气孔问题是大型铸钢件生产中的“顽疾”,要有效解决它,必须精准识别其类型并从生产各环节进行系统性防控。本文将四种常见气孔的对策整合为一条清晰的质量控制链条,为铸造工程师提供一份实用的实战指南。
一、严把原料与辅具关,杜绝“侵入”与“反应”气孔
许多气孔的根源在于铸造前的准备环节。对于侵入气孔和反应气孔,其防治策略高度一致:杜绝外部气体来源。
1、型芯与砂型处理:确保所有型芯和砂型得到充分烘干,将其含水量降至最低。同时,检查所用砂料及添加物,避免混入高反应性的杂质(如过多的氧化铁)。
2、冷铁与工装处理:冷铁在使用前必须检查其表面状态,任何铁锈、氧化皮或水分都必须彻底清除。必要时,可在表面喷涂优质、干燥的防护涂料。
涂料选择:选用质量稳定、发气量低的专用铸造涂料。
二、优化浇注与工艺设计,避免“卷入”气孔
卷入气孔完全是由工艺设计不当造成的,是完全可以避免的缺陷。
1、推行平稳浇注理念:彻底摒弃湍流式浇注。设计浇注系统时,应优先考虑底注式(底浇),使金属液流平稳上升,利于型腔内气体自然排出。
2、设置高效排气通道:在型腔的最高点及易憋气的部位,合理设置足够数量和尺寸的排气孔、溢流冒口,为气体创造顺畅的“逃跑”路径。
三、精控熔炼与凝固过程,化解“析出”气孔
析出气孔的根源在熔炼,其表现则在凝固过程。
1、熔炼阶段的“驱气”与“护气”:
驱气:通过有效的熔炼手段(如吹入惰性气体)去除已溶解在钢水中的氢气、氮气。
防吸气:严禁使用任何受潮的炉料(生铁、合金、回炉料等)。冶炼时,使用造渣剂覆盖钢水表面,形成保护层,防止其从空气中再次吸收气体。
2、严控回炉料:认识到反复熔炼会导致气体含量累积,必须严格设定并执行中频炉熔炼中返回料的比例上限。
3、凝固过程的定向补缩:通过合理放置冒口和使用冷铁,控制铸件的凝固顺序,实现定向凝固。这能将析出的气体和缩松推向冒口,从而保证主体铸件的致密性。
四、结语
治理大型铸钢件的气孔,绝非依靠单一手段所能解决。它要求我们建立一套从原材料准备、熔炼控制、浇注设计到凝固过程管理的全链条、系统化的质量管控体系。只有对生产的每一个环节都精益求精,才能最终铸造出完美无瑕的优质产品。
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