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什么是铸件“桔皮”? 产生原因?8项防止措施

发布时间:2020-04-23来源:点击:885

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1、铸件“桔皮”缺陷的特征

  铸件“桔皮”是生产中反复出现的一种铸造缺陷,它对铸件质量的影响较大,缺陷出现在铸件肥厚部位、热节及内浇道附近以及受热集中而冷却又慢的部位。铸件表面有微凸的小圆斑,呈“眼圈”状,这些表面粗糙,看起来象“桔子皮”的斑点,在多种铸件中反复出现,有时整批铸件均有,其在每个铸件上的数量少则几个,多至整个平面;小圆斑有的较大,有的小至麻点;有时是单个分散的,有时也呈密集的片状凸起物,高出铸件0.4-0.6mm,直径3-5mm。据我公司统计,废品中的15%是“桔皮”缺陷造成的,而且碳钢件产生桔皮缺陷的机会更多一些。

2、“桔皮”缺陷产生的原因分析

   导致“桔皮”产生的根本的原因是涂料表面堆积、硬化不充分。型壳在焙烧后,其表面上形成黄色或黄绿色玻璃体,浇注后与钢液反应而形成硅酸盐瘤粘附于铸件表面。单纯地延长硬化时间,无助于zui终解决“桔皮”问题。通过实践,有以下几方面的原因。

2.1原材料方面的影响

   众所周知,水玻璃涂料的粉液比低,粉料分布不均匀。水玻璃的模数愈高,密度愈大,则涂料的粉液比愈低,粉料的分布愈不均匀,也zui不易充分硬化。

(1)水玻璃的影响

    水玻璃的模数、密度以及杂质的多少对涂料的流动性影响极大。随着模数的增大,水玻璃中亚胶粒子比例增加,其粘度会随之增加,涂料的流变性恶化,当模组涂挂时极易在表层造成局部涂料堆积。

   水玻璃参数不一致对涂料性能的影响是很大的,这一点很容易被忽视。参数的不一致性表现在两个方面。

   其一是模数的不一致性,刚进厂的水玻璃只有经过长时间的静置扩散(分散)后才能使同一批模数趋于一致,达到稳定的分散状态;这一过程所需时间在一星期以上,如果急于使用则不可能获得理想的涂料流变性能。

   其二是溶液密度的不一致性,在配涂料前通常要对水玻璃溶液的密度进行调整,应该特别注意加水搅拌后马上测得的密度是不真实的,因为液体分散稳定的过程尚未完成,与所希望的密度有一定的误差,据此配制的涂料,其粘度和流动性都有误差。

(2)耐火粉料的影响

   耐火粉料颗粒的分布和形状对涂料流变性的影响较大,双峰粉涂料具有较好的流变性是大家公认的;但即便是粒度分布基本相同的双峰粉,当耐火粉料颗料形状分别为多角、尖角和片状的粉配制涂料时,在粉液比和水玻璃模数相同的条件下其流变性也会有很大的差异。

   当粉料形状越接近片状时,其比表面积也越大,颗粒间的摩擦力和作用力增大,涂料的粘度将大于多角形的粉料。

(3)水玻璃密度和粉液比的综合影响

水玻璃密度和粉液比的变化对表层涂料流变性的影响是非常直观的,水玻璃密度和粉液比过大时涂料粘度增加、流变性变差、涂层变厚会引起涂料在型壳表面局部堆积,型壳硬化不良zui终导致“桔皮”问题。

2.2工艺方面的影响

(1)表面层风干不充分。表面层风干是涂料的再均匀化过程,同时,也是水玻璃脱水固化过程,如风干时间过短,表面层涂料在熔模表面分布不均匀,造成其后的硬化不充分,脱蜡后将在型壳内表面形成团状聚集物,局部形成钠盐杂质。

(2)过度滴控。过度滴控指表面层浸挂涂料时,单方向流动未能及时粘砂,将导致涂料在熔模表面局部方向上的堆积,造成其后的硬化不完全。

(3)型壳层间硬化不良。由于涂料层尤其是前两层中存在未硬化部分,未硬化的涂料在脱蜡和焙烧后造成型壳内表面的钠盐聚集,与钢水反应后生成“桔皮”缺陷。

2.3环境方面的影响

在寒冷的冬季,过低的室温使涂料流动性变差造成涂料堆积,过厚堆积的涂料又不能完全硬化;此外硬化液的温度随室温的降低也会造成硬化过程的缓慢和不完全。环境湿度的影响则主要发生在雨季,空气湿度的增加会影响风干过程,常因为风干不足而出现“桔皮”问题。

3、避免“桔皮”缺陷的措施

3.1原料选用

(l)水玻璃在模数合适的情况下,必须严格控制杂质含量;应根据环境的温度、湿度、铸件的结构特点以及所配粉料的特点调整水玻璃密度。

(2)粉料在粒度符合使用要求的条件下,其粒形至关重要,球形和多角形粉料是较理想的,而片状粉料不能使用。

3.2工艺对策

(1)水玻璃密度的调整。密度的合适与否将直接影响铸件的表面质量,密度过大会导致涂料流动性差而造成分层和“桔皮”缺陷,密度过小又会形成铸件表面的黄瓜刺;合适的密度通常与环境温度、粉料的粒度、微观形状及铸件的结构特点有关系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之间,其调整原则是:

①环境温度高时增加密度,低时减小密度;

②粉料粗且片状比例小时增加密度,粉料细且片状比例大时减小密度;

③结构简单涂料易流动的铸件可适当增加密度,反之减小密度。

(2)粉液比的确定。粉液比也是影响铸件表面质量的重要因素之一,比例过大则会因涂料的流动性差导致涂挂不均匀而产生分层和涂料堆积;而太小则会产生铸件表面的黄瓜刺。其配比原则是在保证涂料流动性的前提下尽量提高粉液比。

(3)硬化液的浓度、温度与硬化时间。一般情况下,氯化氨质量分数在25%以上的硬化剂才会有较好的硬化效果;如果氯化铵含量低,靠延长时间是不能改善硬化效果的。

(4)涂挂操作方式。实际生产中有相当一部分“桔皮”问题是由于操作不当造成的,涂料的单方向流动极易产生堆积而造成硬化不充分,所以在蜡模浸挂涂料之后的滴控直到撒砂完毕的整个过程中,必须不断改变模组的方向。

(5)脱蜡工艺。在脱蜡热水中补充适当的硬化剂,由于硬化剂的吸热作用和反应,会进一步使得表面层所滞留的反应产物NaCl溶于脱蜡水中而大部分去除,此时,型壳表面形成的是一层低钠硅胶层,有利于防止“桔皮”缺陷的产生。

(6)环境温度。环境温度偏低会导致涂料流动性差,造成涂挂不均匀而形成桔皮及其他制壳缺陷,制壳工序的环境温度应控制在15℃以上。

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