看废品，查原因，找出解决问题的方法,然后,规范工艺纪律,使企业的效益上一个新的台阶。本文就消失模铸造常见的:碳缺陷、冷隔、皱皮、表面多肉、进渣、进砂、塌箱、粘砂、压痕、鼠咬痕等缺陷总结出产生的原因并提出解决方案。
1 碳缺陷产生的原理和解决方法
碳缺陷是消失模铸造特有的一种缺陷,表现为塑料泡沫熔化产物残留在铸件上,占据了铁液位置,造成碳缺陷。原因如下:
1.1 负压不够
A. 工艺设计不够:有的企业片面控制粘砂,负压设计太低,如:灰铁铸件用-0.03Mpa,薄壁件勉强交货,厚大件因为气化物多,负压抽不及产生碳缺陷。
解决方法:修改工艺,提高箱内真空度。
B. 设备缺陷
(1)砂箱漏气:砂箱在负压作用下有丝丝漏气声,虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物,形成碳缺陷。
解决方法:焊补砂箱。
(2)砂箱纱网堵塞使负压抽不走气泡沫气化物,致使箱内负压低,形成碳缺陷。
解决方法:更换砂箱纱网。
(3)砂箱负压管道设计时截面积小,抽气流量不够, 虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物而形成碳缺陷。
解决方法:加大抽气管道截面积a.加粗管道b.增加负压抽气管道。
图2
(4)自动负压对接装置偏移漏气,造成箱内负压低。
解决方法:检查负压对接装置。
(5)水循环真空泵缺水:无水密封引起负压低。
解决方法:检查水源供水。
(6)砂箱上口有浇注垃圾(塑料薄膜。铁和砂混合物),使塑料薄膜封不严砂箱,抽真空时漏气,形成碳缺陷。
解决方法:清理砂箱上口浇注垃圾。
图3
(7)橡胶管道与砂箱和负压阀门接口处漏气,箱内负压降低,形成碳缺陷。
解决方法: 用塑料薄膜堵漏。
(8)塑料薄膜抽到主管道内,阻挡气流畅通过,形成碳缺陷。
解决方法:一旦发现负压管道真空度不够,其他原因排除后,检查滤砂罐。
1.2 浇注过程引起负压不够
(1)浇口杯底部塑料薄膜在铁液浇注时被烫破,使箱内负压降低。形成碳缺陷。
解决方法: 浇口杯底部用泥条隔离塑料薄膜,避免烫破塑料薄膜。
(2)浇注时浇包没有对准浇口杯,使铁液洒到浇口杯外,因散砂厚度不够,铁液烫破塑料薄膜,使箱内负压降低,形成碳缺陷。
解决方法:增加散砂厚度,铁液对准浇口杯浇注。
(3)浇注速度慢或断流时,大量空气进入型腔,使塑料泡沫液化物氧化,产生大量气体,负压抽出流量赶不上塑料泡沫气体产生的量,使多余气化物占据了铁液位置,形成碳缺陷。
解决方法:浇注时,铁液应始终充满浇口杯。(或直浇道)
1.3 铁液碳含量过高
解决方法:降低碳当量。
1.4 白模密度过大
为了追求白模表面质量,忽识了白模密度控制。
解决方法:控制预发密度及烘干工艺。
1.5 涂料透气性差
解决方法:更换涂料配方或使用(三门峡阳光)商品涂料。
2 冷隔缺陷的产生原理和解决方法
冷隔,就是铁液温度低造成的,导致铸件打压漏气,表面质量差。造成铁液温度低有以下三个方面。
2.1 铁液温度没浇注前温度已经低了
铸件表现为:铸件大面积冷隔。
解决方法:提高浇注温度。
2.2 浇注操作不合理,导致铁液在铸件上降温太快
(1)浇注流速慢:刚开始浇注时流进的铁液,要熔化浇道部分,损失大量的热量!这股凉铁液流到铸件任何部位都是冷隔。
图4
解决方法:在不反喷的情况下,加快浇注速度。
(2)浇注时断流:铁液断流后,先浇注铁液降温,后浇注铁液如果不能和原铁液熔融,就会出现冷隔。
图5
解决方法:避免断流。
(3)反喷引起:由于黄模没有烘干或白模密度太大或涂料透气性差,浇注时出现反喷,影响浇注工正常浇注,致使铁液流速小或断流,出现铸件冷隔。
图6
2.3 浇注系统设计不合理
内浇道引入位置不合理,使铁液流道太长,铸件出现冷隔。
解决方法:正确设计浇注系统,并加设冷铁液储存包。
3 皱皮缺陷的产生原理和解决方法
皱皮的产生是两股及多股铁液对接熔融不良造成(又叫对火),严重时有空洞出现。铸件打压漏气。
图7
图8
A. 浇注速度过快,铁液飞溅卷起泡沫塑料,形成碳渣影响铁液熔融。
解决方法:控制浇注速度。适当阻流。增大负压解决皱皮缺陷不合适。
B. 铁液温度低, 两股铁液对接熔融不良,
解决方法:增加浇注温度
皱皮和冷隔的共同处:是温度低时缺陷一样,区别是:温度高时冷隔没了但皱皮存在。
4 铸件表面多肉缺陷的原理及解决方法
消失模铸件表面光滑平整,是客户和铸造厂家共同的愿望。如果工艺控制不当或生产管理失控,就会出现表面如癞蛤蟆皮状丘疹。针刺。如蚊虫叮咬包状等铸件表面多肉缺陷。即影响外观质量,又增加了打磨工作量。
4.1 丘疹状缺陷
丘疹状缺陷是由于白模或黄模在烘干过程中温度失控引起三次发泡。特征是:铸件表面呈珠粒样均匀凸起,象癞蛤蟆皮样丘疹,凸起面积大并密集,凸起上部光滑无刺,如果是壳体类铸件,凸起部分在外表面。
解决办法:控制烘房温度,避免局部过热。
4.2 针刺缺陷
针刺缺陷是由于负压过高引起,遍布铸件表面, 如果是壳体类铸件,凸起部分内外表面均匀分布,凸起上部有刺状。
解决办法:控制负压。
图9
4.3 包状缺陷
图10
包状缺陷是涂料进烘房后湿热过大起泡形成,铸件表面如蚊子叮咬人后起的包,铸件内外可见。
解决办法:待黄模表面涂层水份少时,再关闭烘房门加热。
4.4 垃圾状缺陷
垃圾状缺陷是由于白模在打磨飞边毛刺时,所产生的泡沫垃圾由于静电原因吸附于白模上,在浸涂时,白模遇水释放塑料泡沫垃圾,并混于涂料上层,塑料泡沫垃圾少时,铸件上不明显,积累的多时,就影响到铸件外观。其特征是:泡沫垃圾堆积到一定区域,伴有整个珠粒形状铁豆。
解决方法:a过滤涂料;b涂挂前用气吹掉白膜上面泡沫垃圾。
4.5 涂料引起表面缺陷
涂料发酵引起黄模表面起泡,铸件表面有丘疹状缺陷,和三次发泡丘疹状区别是:起泡不密集。(加入图片)
解决方法:a当班涂料当班用完。b更换涂料配方或使用三门峡阳光涂料。
5 进渣缺陷的原理和解决方法
进渣(泡沫塑料碳渣见皱皮),有以下几种:炉渣(耐火骨料和熔渣)。覆盖剂渣。涂料渣。泥条等。
5.1 熔炼工序产生进渣
A. 中频炉垃圾含金属锈皮及耐火材料熔渣和骨料渣,铸件上形状为不规则渣孔,熔渣呈黑色,骨料渣呈白色。
图11
图12
B. 浇包耐火材料的热熔物(熔渣也有叫糖渣),铸件表面呈现黑色渣。
图13
C. 覆盖剂渣是用珍珠岩做覆盖剂或除渣剂,遇热膨胀,落在浇包上口或铁液表面,随铁液进入型腔内,铸件表面呈白色球状渣孔
解决方法:(1)使用档渣棉挡渣,(2)使用茶壶包隔离渣,(3) 浇包上部使用压缩气吹干净后再浇注。(4)浇注时用小铁棍在包口拨渣。(5)炉内和包内使用高效除渣剂除渣。(6)使用陶瓷过滤片或纤维过滤网隔离渣。(7)浇注系统设计聚渣包聚渣。(8)使用茶壶包时,每包浇注前,先把包口渣打干净或先倒出少量铁液,使渣随铁液流出。
5.2 涂料(或泥条) 渣
A. 由局部塌箱损坏涂料层导致涂料上浮
解决方法:见局部塌箱
B. 由于空心直浇道内径热胶粘接不牢进涂造成,
解决方法:严格白模组模工艺。
C. 塑料泡沫浇口杯涂料层被铁液冲破随铁液进入型腔。
解决方法:塑料泡沫浇口杯比白模多涂刷2—3次,或使用耐火陶瓷浇口杯。
图14
特点:涂料渣外形呈薄壁状,颜色呈灰黑色。
D. 泥条进入是由于封浇口杯用泥条悬于直浇道口内,被铁液冲入型腔,渣孔形状呈泥条状,颜色呈灰黑色。
解决方法:放浇口杯后,清理悬于直浇道内口的泥条。
6 进砂缺陷的原理和解决方法。
铸件进砂,在机加工后,呈白色砂粒形状。
图15
A. 局部塌箱进砂。
解决方法:见局部塌箱
B. 从浇口杯与直浇道连接处进砂
(1)浇注时浇口杯飘起,散砂被吸入型腔内。
解决方法:使用陶瓷浇口杯。
(2) 浇口杯与直浇道连接处泥条封闭不严,散砂被吸入型腔。
解决方法:封严浇口杯与直浇道连接处。
C. 陶瓷浇口杯开裂进砂。
解决方法:铁丝捆扎陶瓷浇口杯后使用。
图16
D. 塑料泡沫浇口杯涂料层冲破开裂,散砂随铁液进入型腔。
解决方法:(1)增加涂层厚度(2)浇注铁液对准浇口杯中心(3)使用陶瓷浇口杯。
E. 铁液没有对准浇口杯浇注,散砂随铁液溅到浇口杯内。
解决方法:提高浇注操作者技能。
F. 造型时浇口杯内已进砂,没清理。
解决方法:造型后及时清理浇口杯内砂子。
因为黄模内的负压小于外部负压,所以:进砂是在浇注系统产生,与黄模上的小露白无关。
7 塌箱缺陷产生原因和解决方法
消失模铸造塌箱缺陷有两种:整体塌箱和局部塌箱。
7.1整体塌箱
为什么会塌箱?因为箱内负压达不到紧实铸型的要求,塑料泡沫被铁液熔化后的涂料壳在几乎无负压状态下,散砂挤压涂料壳形成塌箱。(个人观点)
图17
是什么原因造成的负压达不到紧实铸型的要求?
A.在浇注过程中,浇口杯处塑料薄膜被铁液烫破,箱内负压失压
B.在埋箱造型时,塑料薄膜上部干砂厚度层不够,浇注时铁液浇在浇口杯外面,塑料薄膜被烫破, 箱内负压失压。浇口杯(盆),使黄模内失去负压。
解决方法(1)浇口杯处保护塑料薄膜不被烫破。(2)塑料薄膜上部增加砂层厚度。(3)浇注系统要有阻流设计,阻流可在直浇道设计或使用陶瓷浇口盆阻流。例如:300—500kg铸件使用截面积为12。6c㎡浇口盆或直浇道。即能满足浇注速度,又能使铁液始终充满浇口盆。
7.2局部塌箱
图18
局部塌箱是由于干砂填充不实,在黄模阴角处有悬空(干砂没有填充到位)在浇注时,涂料层被铁液冲破,并伴有进砂。进涂料及长包缺陷。
图19
解决方法:(1)。辅助手工塞砂(2)选择合理的振实参数。(3)使用树脂砂预填。(如图)
图20
图21
（4)如果是由于造型时砂箱共振引起,应解决设备问题。
局部塌箱和露白粘砂的区别:局部塌箱有涂料和散砂进入铸件上部,露白粘砂只要铁包砂并没有涂料和散砂进入铸件上部。
塌箱由负压减小造成。局部塌箱由散砂填充不实造成。
塌箱与烫模的区别:塌箱是铁液把塑料泡沫熔化后产生;而烫模是由涂料层外部热量把塑料泡沫熔化产生。
8 粘砂的原因和解决方法
在铸件上附有铁和砂混合物或砂子粘到铸件上清理不掉叫粘砂。粘砂缺陷在消失模企业常见,由此产生的废品及人工费用高, 原因有如下四种。
(1)铁液流出粘砂:黄模有露白。裂缝,浇注时,铁液在负压的作用下被抽出,遇散砂冷却,形成粘砂。粘砂部位难以清理打磨。甚至造成废品。
解决方法:严格补涂工艺,杜绝黄模露白裂缝。
图22
(2)透过涂料层铁液被抽出粘砂:黄模完好无损,在负压的作用下,铁液透过涂料层的毛细孔被抽出, 遇散砂冷却,形成粘砂。造成此缺陷位置一般在深孔和凹槽处居多, 粘砂部位难以清理打磨。甚至造成废品。
图23
图24
解决方法:(1)合理控制负压。(2)易粘砂部位涂层加厚;(3)使用三门峡阳光醇基涂料补涂。
图25
(3)涂层耐火材料被烧结:浇注温度高或者涂料耐火度不够
图26
解决方法:A.更换耐火高的耐火材料。B.涂层加厚。C.用三门峡阳光醇基涂料补涂。
(4)白模簇埋箱振实填充不实局部塌箱并伴有铁包砂。
解决方法:(见局部塌箱)
9 白模压痕、鼠咬痕缺陷的原理和解决方法
压痕又叫白模硬伤,铸件出现压痕缺陷,加工尺寸达不到要求,造成铸造废品。产生压痕的原因如下:
A.尖锐物压痕:涂料烘干架设计不合理或烘干架上干涂料没有清理干净,白模放置时被涂料或烘干架尖锐物所伤,造成压痕。
解决方法(1) 涂料烘干架与白模形状放置匹配 ;(2)清理干净烘干架。
B.重力压痕:由于防变形木条与白模接触面小,白模经涂挂后,重量增加,白模与木条接触面被压,形成压痕。
图27
解决方法:增加木条与白模接触面面积,黄模轻拿轻放。在补涂工序一经发现即修补压痕。
C.浮力产生压痕:白模在浸涂时,由于白模浮力的作用,在按压时把白模压到塑性变形状态。
图28
解决方法:(1)按压时加大白模的接触面积。(2)补涂时修复压痕。
小型铸造企业不缺猫鼠动物,白模会遭猫鼠啃咬,在涂挂前基本已检查剔除。但没有猫鼠的企业,为什么会出现鼠咬痕?
鼠咬痕发生在浸涂过程中,人为的把白模压成如图所示:
图29
断裂处似断似连。一旦浸涂,后道工序发现不了,待抛丸后,铸件就会出现鼠咬痕缺陷。
解决方法:在浸涂过程中,一旦手上有白模压裂感觉,白模不再往下道工序转移。
9 特别鸣谢!
全国消失模与v法铸造学会专家教授叶升平；郑州刘氏模具董事长刘中兴；三门峡阳光铸材有限公司董事长李保良(13603409128)对本文进行指导修改
10 结 束 语
消失模铸造就是解决点点滴滴的小问题,只要管理到位。缺陷就会消除,企业效益就会提