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什么是鑄件“桔皮”? 產生原因?8項防止措施

發布時間:2020-04-23來源:點擊:1187

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1、鑄件“桔皮”缺陷的特征

  鑄件“桔皮”是生產中反復出現的一種鑄造缺陷,它對鑄件質量的影響較大,缺陷出現在鑄件肥厚部位、熱節及內澆道附近以及受熱集中而冷卻又慢的部位。鑄件表面有微凸的小圓斑,呈“眼圈”狀,這些表面粗糙,看起來象“桔子皮”的斑點,在多種鑄件中反復出現,有時整批鑄件均有,其在每個鑄件上的數量少則幾個,多***整個平面;小圓斑有的較大,有的小***麻點;有時是單個分散的,有時也呈密集的片狀凸起物,高出鑄件0.4-0.6mm,直徑3-5mm。據我公司統計,廢品中的15%是“桔皮”缺陷造成的,而且碳鋼件產生桔皮缺陷的機會更多一些。

2、“桔皮”缺陷產生的原因分析

   導致“桔皮”產生的根本的原因是涂料表面堆積、硬化不充分。型殼在焙燒后,其表面上形成***或黃綠色玻璃體,澆注后與鋼液反應而形成硅酸鹽瘤粘附于鑄件表面。單純地延長硬化時間,無助于zui終解決“桔皮”問題。通過實踐,有以下幾方面的原因。

2.1原材料方面的影響

   眾所周知,水玻璃涂料的粉液比低,粉料分布不均勻。水玻璃的模數愈高,密度愈大,則涂料的粉液比愈低,粉料的分布愈不均勻,也zui不易充分硬化。

(1)水玻璃的影響

    水玻璃的模數、密度以及雜質的多少對涂料的流動性影響極大。隨著模數的增大,水玻璃中亞膠粒子比例增加,其粘度會隨之增加,涂料的流變性惡化,當模組涂掛時極易在表層造成局部涂料堆積。

   水玻璃參數不一致對涂料性能的影響是很大的,這一點很容易被忽視。參數的不一致性表現在兩個方面。

   其一是模數的不一致性,剛進廠的水玻璃只有經過長時間的靜置擴散(分散)后才能使同一批模數趨于一致,達到穩定的分散狀態;這一過程所需時間在一星期以上,如果急于使用則不可能獲得理想的涂料流變性能。

   其二是溶液密度的不一致性,在配涂料前通常要對水玻璃溶液的密度進行調整,應該特別注意加水攪拌后馬上測得的密度是不真實的,因為液體分散穩定的過程尚未完成,與所希望的密度有一定的誤差,據此配制的涂料,其粘度和流動性都有誤差。

(2)耐火粉料的影響

   耐火粉料顆粒的分布和形狀對涂料流變性的影響較大,雙峰粉涂料具有較好的流變性是大家公認的;但即便是粒度分布基本相同的雙峰粉,當耐火粉料顆料形狀分別為多角、尖角和片狀的粉配制涂料時,在粉液比和水玻璃模數相同的條件下其流變性也會有很大的差異。

   當粉料形狀越接近片狀時,其比表面積也越大,顆粒間的摩擦力和作用力增大,涂料的粘度將大于多角形的粉料。

(3)水玻璃密度和粉液比的綜合影響

水玻璃密度和粉液比的變化對表層涂料流變性的影響是非常直觀的,水玻璃密度和粉液比過大時涂料粘度增加、流變性變差、涂層變厚會引起涂料在型殼表面局部堆積,型殼硬化不良zui終導致“桔皮”問題。

2.2工藝方面的影響

(1)表面層風干不充分。表面層風干是涂料的再均勻化過程,同時,也是水玻璃脫水固化過程,如風干時間過短,表面層涂料在熔模表面分布不均勻,造成其后的硬化不充分,脫蠟后將在型殼內表面形成團狀聚集物,局部形成鈉鹽雜質。

(2)過度滴控。過度滴控指表面層浸掛涂料時,單方向流動未能及時粘砂,將導致涂料在熔模表面局部方向上的堆積,造成其后的硬化不完全。

(3)型殼層間硬化不良。由于涂料層尤其是前兩層中存在未硬化部分,未硬化的涂料在脫蠟和焙燒后造成型殼內表面的鈉鹽聚集,與鋼水反應后生成“桔皮”缺陷。

2.3環境方面的影響

在寒冷的冬季,過低的室溫使涂料流動性變差造成涂料堆積,過厚堆積的涂料又不能完全硬化;此外硬化液的溫度隨室溫的降低也會造成硬化過程的緩慢和不完全。環境濕度的影響則主要發生在雨季,空氣濕度的增加會影響風干過程,常因為風干不足而出現“桔皮”問題。

3、避免“桔皮”缺陷的措施

3.1原料選用

(l)水玻璃在模數合適的情況下,必須嚴格控制雜質含量;應根據環境的溫度、濕度、鑄件的結構特點以及所配粉料的特點調整水玻璃密度。

(2)粉料在粒度符合使用要求的條件下,其粒形***關重要,球形和多角形粉料是較理想的,而片狀粉料不能使用。

3.2工藝對策

(1)水玻璃密度的調整。密度的合適與否將直接影響鑄件的表面質量,密度過大會導致涂料流動性差而造成分層和“桔皮”缺陷,密度過小又會形成鑄件表面的黃瓜刺;合適的密度通常與環境溫度、粉料的粒度、微觀形狀及鑄件的結構特點有關系。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之間,其調整原則是:

①環境溫度高時增加密度,低時減小密度;

②粉料粗且片狀比例小時增加密度,粉料細且片狀比例大時減小密度;

③結構簡單涂料易流動的鑄件可適當增加密度,反之減小密度。

(2)粉液比的確定。粉液比也是影響鑄件表面質量的重要因素之一,比例過大則會因涂料的流動性差導致涂掛不均勻而產生分層和涂料堆積;而太小則會產生鑄件表面的黃瓜刺。其配比原則是在保證涂料流動性的前提下盡量提高粉液比。

(3)硬化液的濃度、溫度與硬化時間。一般情況下,氯化氨質量分數在25%以上的硬化劑才會有較好的硬化效果;如果氯化銨含量低,靠延長時間是不能改善硬化效果的。

(4)涂掛操作方式。實際生產中有相當一部分“桔皮”問題是由于操作不當造成的,涂料的單方向流動極易產生堆積而造成硬化不充分,所以在蠟模浸掛涂料之后的滴控直到撒砂完畢的整個過程中,必須不斷改變模組的方向。

(5)脫蠟工藝。在脫蠟熱水中補充適當的硬化劑,由于硬化劑的吸熱作用和反應,會進一步使得表面層所滯留的反應產物NaCl溶于脫蠟水中而大部分去除,此時,型殼表面形成的是一層低鈉硅膠層,有利于防止“桔皮”缺陷的產生。

(6)環境溫度。環境溫度偏低會導致涂料流動性差,造成涂掛不均勻而形成桔皮及其他制殼缺陷,制殼工序的環境溫度應控制在15℃以上。

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