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[摘 要]气孔是铸件常见的缺陷,本文详细的对轮类铸件在生产过程中产生气孔的原因及防止办法,进行了简要的论述,在生产铸件中,从工艺上,熔炼等方面积累了一定经验,为生产高质量的铸件有一定的作用。
中图分类号:TG245 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-311-01
0、概述
轮类铸件在洗煤设备中应用非常广泛,例如:激振器皮带轮,水泵对轮、减速机对轮、电动机对轮、皮带机对轮等。在铸件生产中常见的铸件缺陷就是气孔,由于气孔的产生,降低了铸件的质量,在使用的过程中可能会出现事故,存在着隐患,保证不了安全生产,所以消除铸件气孔缺陷,保证铸件质量,才能保证设备安全平稳运行。
1 气孔的特征及分类
1.1特征
气孔产生于铸件的里面、表面或近表面,也称为气眼或呛火。它的形状有圆形,长形或不规则形,大小不均。有连成片的也有单个的,气孔的周围比较光滑。
1.2气孔的分类
可以从形状上分为,一般气孔、气泡气孔、针孔气孔、气疏松气缩孔。
根据气孔的大小可分为宏观气孔和微观气孔。
根据在铸件存在的不同部位可分为表面气孔,皮下气孔,内部气孔。
2 气孔在铸件内部产生的主要原因
2.1由气体而生成的气孔,主要来自金属方面,气体在金属的溶解度是随着温度的不断下降而急剧减少的。当钢从液态变为固态时,由于溶解度的原因,气体向铸件较高温度方向扩散,扩散到了厚壁的地方,那个部位凝固的较晚,气体还没有排出来,它随着铸件凝固被包容与塑性状态的金属中而生成气孔。所生成的气孔是圆形或椭圆形的。
2.2由于型砂水分含量过高生成的气孔,型砂中的水分水,粘结剂中所含的挥发物,在受热的时候都会变为气体。
由于型砂中的水受到高温加热时,形成了水蒸气,当温度继续升高时,水蒸气继续分解。在水形成水蒸气时侯,他的体积开始膨胀,当水蒸气分解为氢和氧时,就会膨胀,这时侯膨胀如果受到阻碍,会产生一定的压力,这种压力如果砂型出现透气不良的情况,会冲破金属的表面进入铸件的内部生成气孔。
2.3在浇注金属过程中,金属液体在浇注系统和型腔中流动时,流动如果出现不稳定情况,会把气体带入生成了气孔。在气孔生成过程中,外界进入的气体和金属内部析出的气体是可以互相促进,以先生成的气孔为核心,后出现的气孔不断的向其扩散,使气孔的尺寸不断增大,增多。
3 针孔、气疏松、气缩孔的生成原因
3.1针孔主要是有氢和氧而生成的,针孔比气孔小很多,细长形。以分子状态存在的如钢中有足够的氧化亚铁,则氢与氧化亚铁中的氧化合而形成水蒸气,水蒸气可以直接生成针孔,也可能作为针孔的核心,四周的氧向其不断的扩散,不断聚集长大生成针孔。
3.2气疏松的生成。气疏松会产生于金属的树枝状结晶,轴间空隙内,它占据了金属收缩的空隙位置,使金属疏松的程度加大。气疏松像网络状分布于金属内部,也可叫作网络状气孔。
3.3气缩孔的生成,由于铸件热节和厚大部位处,这个位置热量多,凝固时间最长,这个地方砂型受热大,受热后产生的气体发热量大,发气速度快,气体还来不及排走,就会冲向铸件热节或厚大部位而生成气孔。
由于气体压力,阻止了金属补缩,进而扩大了该部位正在生成的缩孔体积,因而这种气孔常与缩孔结合在一起,称为气缩孔。
4 气孔的防止办法
4.1从冶炼方面尽量减少和脱除钢中的气体,尽量少用或不用生锈的原材料,各种原材料要保持干燥,冶炼过程中要去气良好,盛钢桶要彻底烘干。
4.2浇注前要注意的是,钢水在较高温度下适当镇静,高温出炉,低温浇注。这样做的目的是可以有利于钢水中的气体不断上浮,在浇注时候要及时点火引气,把气体快速引出去。
4.3工艺设计要合理,铸件重要工作面,尽量放在下面或侧面。合理设计浇注系统及冒口,使钢水流动平稳,防止卷入气体。在冒口设计时侯,尽量做到增大压力头,这样做目的使气体通过砂型可以向外排出,造型时在砂型上合理扎出排气孔,烘干好砂型,砂芯。把冷铁,芯撑,清理干净锈和其他可发气的污物。
4.4造型材料,应正确选用优质造型用砂,合理选用型砂的粒度,形状、耐火度,混制型砂要控制好型砂的含水量,粘土含量,在保证型砂强度情况下粘土含量尽量少用,使气体的来源越少越好。
5 结束语
上面是我们对轮类铸件最常出现的气孔缺陷形成机理和产生的原因,进行了详细分析和解决的办法,这对我们今后铸件生产中产生的气孔类缺陷会有一定帮助。在分析气孔产生的不同原因時要采取不同的解决办法,有时是一种原因,也可能是多种原因。要对症下药,会收到了很好效果的。提高了铸件质量,保证了安全生产。
参考文献:
[1] 闫振生:液压支架柱窝常见铸造缺陷及预防措施,山西焦煤科技,2010.6
[2] 李天福:选煤厂降低精煤水分的具体措施,煤炭技术,2008.6
[3] 李立志:液压支架柱窝常见铸造缺陷及预防措施,大观周刊,2012.12
[4] 贺增光:铸造下心盘气缩孔缺陷的分析及对策,机械工人:热加工,2004.12
[5] 刘国停:富强选煤厂浮选工艺改造与效果,煤炭技术,2008.4
作者简介:
吴亚光:男、1979年毕业于黑龙江鸡西煤矿学校铸造专业,现就职于七台河分子公司铁东选煤厂 机电工程师。
中图分类号:TG245 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)08-311-01
0、概述
轮类铸件在洗煤设备中应用非常广泛,例如:激振器皮带轮,水泵对轮、减速机对轮、电动机对轮、皮带机对轮等。在铸件生产中常见的铸件缺陷就是气孔,由于气孔的产生,降低了铸件的质量,在使用的过程中可能会出现事故,存在着隐患,保证不了安全生产,所以消除铸件气孔缺陷,保证铸件质量,才能保证设备安全平稳运行。
1 气孔的特征及分类
1.1特征
气孔产生于铸件的里面、表面或近表面,也称为气眼或呛火。它的形状有圆形,长形或不规则形,大小不均。有连成片的也有单个的,气孔的周围比较光滑。
1.2气孔的分类
可以从形状上分为,一般气孔、气泡气孔、针孔气孔、气疏松气缩孔。
根据气孔的大小可分为宏观气孔和微观气孔。
根据在铸件存在的不同部位可分为表面气孔,皮下气孔,内部气孔。
2 气孔在铸件内部产生的主要原因
2.1由气体而生成的气孔,主要来自金属方面,气体在金属的溶解度是随着温度的不断下降而急剧减少的。当钢从液态变为固态时,由于溶解度的原因,气体向铸件较高温度方向扩散,扩散到了厚壁的地方,那个部位凝固的较晚,气体还没有排出来,它随着铸件凝固被包容与塑性状态的金属中而生成气孔。所生成的气孔是圆形或椭圆形的。
2.2由于型砂水分含量过高生成的气孔,型砂中的水分水,粘结剂中所含的挥发物,在受热的时候都会变为气体。
由于型砂中的水受到高温加热时,形成了水蒸气,当温度继续升高时,水蒸气继续分解。在水形成水蒸气时侯,他的体积开始膨胀,当水蒸气分解为氢和氧时,就会膨胀,这时侯膨胀如果受到阻碍,会产生一定的压力,这种压力如果砂型出现透气不良的情况,会冲破金属的表面进入铸件的内部生成气孔。
2.3在浇注金属过程中,金属液体在浇注系统和型腔中流动时,流动如果出现不稳定情况,会把气体带入生成了气孔。在气孔生成过程中,外界进入的气体和金属内部析出的气体是可以互相促进,以先生成的气孔为核心,后出现的气孔不断的向其扩散,使气孔的尺寸不断增大,增多。
3 针孔、气疏松、气缩孔的生成原因
3.1针孔主要是有氢和氧而生成的,针孔比气孔小很多,细长形。以分子状态存在的如钢中有足够的氧化亚铁,则氢与氧化亚铁中的氧化合而形成水蒸气,水蒸气可以直接生成针孔,也可能作为针孔的核心,四周的氧向其不断的扩散,不断聚集长大生成针孔。
3.2气疏松的生成。气疏松会产生于金属的树枝状结晶,轴间空隙内,它占据了金属收缩的空隙位置,使金属疏松的程度加大。气疏松像网络状分布于金属内部,也可叫作网络状气孔。
3.3气缩孔的生成,由于铸件热节和厚大部位处,这个位置热量多,凝固时间最长,这个地方砂型受热大,受热后产生的气体发热量大,发气速度快,气体还来不及排走,就会冲向铸件热节或厚大部位而生成气孔。
由于气体压力,阻止了金属补缩,进而扩大了该部位正在生成的缩孔体积,因而这种气孔常与缩孔结合在一起,称为气缩孔。
4 气孔的防止办法
4.1从冶炼方面尽量减少和脱除钢中的气体,尽量少用或不用生锈的原材料,各种原材料要保持干燥,冶炼过程中要去气良好,盛钢桶要彻底烘干。
4.2浇注前要注意的是,钢水在较高温度下适当镇静,高温出炉,低温浇注。这样做的目的是可以有利于钢水中的气体不断上浮,在浇注时候要及时点火引气,把气体快速引出去。
4.3工艺设计要合理,铸件重要工作面,尽量放在下面或侧面。合理设计浇注系统及冒口,使钢水流动平稳,防止卷入气体。在冒口设计时侯,尽量做到增大压力头,这样做目的使气体通过砂型可以向外排出,造型时在砂型上合理扎出排气孔,烘干好砂型,砂芯。把冷铁,芯撑,清理干净锈和其他可发气的污物。
4.4造型材料,应正确选用优质造型用砂,合理选用型砂的粒度,形状、耐火度,混制型砂要控制好型砂的含水量,粘土含量,在保证型砂强度情况下粘土含量尽量少用,使气体的来源越少越好。
5 结束语
上面是我们对轮类铸件最常出现的气孔缺陷形成机理和产生的原因,进行了详细分析和解决的办法,这对我们今后铸件生产中产生的气孔类缺陷会有一定帮助。在分析气孔产生的不同原因時要采取不同的解决办法,有时是一种原因,也可能是多种原因。要对症下药,会收到了很好效果的。提高了铸件质量,保证了安全生产。
参考文献:
[1] 闫振生:液压支架柱窝常见铸造缺陷及预防措施,山西焦煤科技,2010.6
[2] 李天福:选煤厂降低精煤水分的具体措施,煤炭技术,2008.6
[3] 李立志:液压支架柱窝常见铸造缺陷及预防措施,大观周刊,2012.12
[4] 贺增光:铸造下心盘气缩孔缺陷的分析及对策,机械工人:热加工,2004.12
[5] 刘国停:富强选煤厂浮选工艺改造与效果,煤炭技术,2008.4
作者简介:
吴亚光:男、1979年毕业于黑龙江鸡西煤矿学校铸造专业,现就职于七台河分子公司铁东选煤厂 机电工程师。