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摘要：著重論述了砂眼的原因分析和對策,。簡要介紹了鑄造缺陷的工序聯(lián)系， 對砂眼夾渣的形成原因進(jìn)行了展開,，并例舉了三種產(chǎn)品砂眼缺陷的對策,。 眼 關(guān)鍵詞：砂眼 策 對策 荷 熱負(fù)荷 構(gòu)造 在鑄造生產(chǎn)中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)帶有砂眼的鑄件,，或在表面,，或在內(nèi)部，情況 輕的,，一般可以不處理或者修磨,、焊補(bǔ)處理，嚴(yán)重的會導(dǎo)致報(bào)廢,。砂眼,，往往與 其他缺陷一起出現(xiàn)，或者說,，砂眼經(jīng)常是其他缺陷的直觀現(xiàn)象,，例如，有沖砂 ,、 掉砂,、鼠尾、夾砂結(jié)疤,、涂料結(jié)疤等,。 1. 砂眼的定義及鑒別 鑄件內(nèi)部或表面包裹砂粒或砂塊的孔洞,，稱為砂眼,。根據(jù)砂眼出現(xiàn)的位置， 可 分為表面砂眼和內(nèi)部砂眼,。對于鑄件表面的砂眼,，用肉眼外觀檢查即可識別,；對 于鑄件內(nèi)部的砂眼,，要用超聲或者射線探傷進(jìn)行檢驗(yàn)。 通常,，砂眼與夾渣的外觀有相似之處,，有時(shí)候容易混淆。要區(qū)分兩者的區(qū)別,， 就要對各個方面進(jìn)行分析,，綜合各因素來判斷，有時(shí)候要通過氣刨,、加工或者 剖分來確定,。消除砂眼和夾渣缺陷,，要綜合考慮、對策,。 圖1,、圖2所示即為砂眼缺陷。 2. 原因分析 圖3即為常見的鑄鋼缺陷的工序聯(lián)系和現(xiàn)狀解析,。 從圖中可以看出,，砂眼缺陷與工藝、模型,、混砂,、芯子造型、造型,、下芯組合 ,、 澆注等工序有關(guān)，其中與工藝設(shè)計(jì),、下芯組合和澆注關(guān)系較大,。在考慮解決砂眼 缺陷的時(shí)候，就要從這些方面著手,，綜合分析,。 具體的原因分析： (1)由于砂型或砂芯膨脹，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理及澆注操作不當(dāng),，造成砂型(芯) 開裂,，型(芯)砂脫落，產(chǎn)生沖砂,、掉砂,、鼠尾和夾砂結(jié)疤，脫落的型芯砂在鑄件 內(nèi)形成砂眼,。 (2)模型設(shè)計(jì)不良,，造型、制芯后,，局部存在尖砂,。 (3)造型、制芯混砂配比,、用砂不合理,。 (4)由于造型、下芯,、合型操作不當(dāng),，發(fā)生塌型、擠箱、掉砂,、壓壞砂型或砂芯,。
(6)合型后由澆注系統(tǒng)或冒口掉入砂?；蛏皦K。 (7)涂料不良,，或砂型,、涂料不干，澆注時(shí)涂層脫落,，在造成涂料結(jié)疤的同時(shí),， 形成涂料夾層。 圖4中型腔內(nèi)的掉砂不吹,，圖4中砂芯上的尖砂不去處,，均有可能形成砂眼。 3. 砂眼夾渣原因展開 圖6即為砂眼夾渣缺陷原因的展開圖,，針對砂眼,，從熱負(fù)荷和鋼水沖刷兩個大 的方面進(jìn)行原因分析。 其中針對砂眼發(fā)生量與澆注時(shí)間的關(guān)系,，日本KCX公司技術(shù)文件中有所涉及 ,， 圖7即為砂眼發(fā)生量與澆注時(shí)間的影響關(guān)系圖。 如果澆注時(shí)間短的話,， 因鑄型的沖砂增加砂眼的發(fā)生量,， 如果澆注時(shí)間長的話 ， 由于熱影響,，砂眼的發(fā)生量也會增加,。為了降低砂眼的發(fā)生量，在最佳澆注時(shí)間 內(nèi)調(diào)節(jié)澆道流速是非常重要的,。 對于不同尺寸,、不同結(jié)構(gòu)、不同重量的產(chǎn)品,，需要量身制定合適的澆注時(shí)間,。 4. 砂眼發(fā)生構(gòu)造原理圖 圖8為砂眼發(fā)生構(gòu)造原理圖。 從圖8中可以看出,，砂眼的可能來源有： 5. 防止發(fā)生砂眼,、夾渣對策 根據(jù)砂眼來源分析,，制定以下對策： (1)低溫澆注,； (2)澆道部分使用濾渣片； (3)設(shè)定最佳澆道流速、澆道比,； (4)節(jié)制內(nèi)澆口流速,； (5)澆道斷面變圓； (6)選擇合適的產(chǎn)品和內(nèi)澆口角度,； (7)優(yōu)化澆冒口方案,； (8)使用殼型砂芯； (9)及時(shí)清理熔煉爐內(nèi)爐渣,； (10)嚴(yán)格按照規(guī)范操作,。 實(shí)際操作中的注意事項(xiàng)有： (1)澆口杯、直澆道應(yīng)清潔,，不應(yīng)有砂粒等雜物,。 (2)起模后，涂刷涂料前,，冷鐵表面粘附的砂子需要清除,，型腔內(nèi)的浮砂要清吹 干凈。 (3)保證砂芯完整性,，防止因芯盒接合面存在縫隙導(dǎo)致砂芯尺寸不合格,。 (4)下芯前，將型腔內(nèi)堆積的多余的涂料清除,，并清吹干凈,。 (5)合箱前，對型腔內(nèi)進(jìn)行全面清吹,，不留死角,；直澆道、出氣棒,，要保持通暢 ,， 不留浮砂。 (6)砂箱轉(zhuǎn)移時(shí),，避免碰撞,，防止涂料、砂子掉落,。 (7)澆注前,，將澆口杯蓋住，防止外來物掉入通過澆口杯進(jìn)入型腔,。 (8)注意澆注溫度和速度,，避免金屬液流速過快，沖擊力過大,。 6. 砂眼解決實(shí)例 實(shí)例一：糾正不規(guī)范操作 產(chǎn)品進(jìn)行磁粉探傷,，結(jié)果不合格,。缺陷外觀為局部有細(xì)小的空洞，缺陷確認(rèn)為 砂眼缺陷,，經(jīng)過調(diào)查分析,，確認(rèn)原因?yàn)楹舷淝耙赘钇瑑?nèi)散沙未輕吹干凈，澆注時(shí) 帶入鑄件,，形成砂眼,。 局部放大 清吹干凈 缺陷基本消除
引導(dǎo)輪產(chǎn)品澆道內(nèi)增加濾渣片，改善了澆道內(nèi)澆口的流速,，降低了返修率,。
托架類產(chǎn)品，存在砂眼,，通過工藝優(yōu)化,，增加補(bǔ)貼后，砂眼返修率降低,。
引起鑄件缺陷的原因是多方面的,。 想要提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 一方面,， 要提高操作者的素質(zhì),， 做到按照操作規(guī)程操作 ，減少影響產(chǎn)品質(zhì)量的人為因素,；另一方面,， 出現(xiàn)問題后， 要全面的綜合考慮問題 ,，查找原因,，進(jìn)行對策，做到及時(shí)改善,，將負(fù)效應(yīng)減小到最低,。 質(zhì)量就是企業(yè)的生命， 任何一個崗位的疏忽和輕視都會對企業(yè)的整體質(zhì)量造成不 同程度的影響,。保證產(chǎn)品的內(nèi)在,、外在品質(zhì)，就是鑄造企業(yè)的誠信,，鑄造企業(yè)的 未來,。 鑄鋼件粘砂、砂眼,、縮孔,、夾砂、裂紋缺陷及預(yù)防措施 在鑄件表面上,，全部或部分覆蓋著一層金屬(或金屬氧化物)與砂（或涂料） 的混（化）合物或一層燒結(jié)構(gòu)的型砂,，致使鑄件表面粗糙,，難于清理。粘砂多發(fā) 生在型,、芯表面受熱作用強(qiáng)烈的部位，分機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂兩種,。機(jī)械粘砂是 由金屬液滲入鑄型表面的微孔中形成的,，當(dāng)滲入深度小于砂粒半徑時(shí)，鑄件不形 成粘砂,，只是表面粗糙,，當(dāng)滲入深度大于砂粒半徑時(shí)，就形成機(jī)械粘砂,，化學(xué)粘 砂是金屬氧化物和造型材料相互進(jìn)行化學(xué)作用的產(chǎn)物,， 與鑄件牢固地結(jié)合在一起 而形成的。 粘砂的預(yù)防措施： （1）選用耐火度高的砂,，以提高型砂,，芯砂的耐火度，原砂的 SiO2 含量在 96% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上,，而且砂粒應(yīng)對粗些,。鑄鋼件的澆注溫度越高，壁厚越厚,， 對 原砂中 SiO2 含量的要求越高,。 （2）適當(dāng)降低澆注溫度和提高澆注速度，減輕金屬液對砂型的熱力學(xué)和物理化 學(xué)作用,。 （3）砂型緊實(shí)度要高（通常大于 85）且均勻,，減少砂粒間隙；型,、芯修補(bǔ)到位 ,， 不能有局部疏松。 （4）采用在高溫下不開裂,、不燒結(jié)成熔洞的涂料 鑄鋼件砂眼缺陷及預(yù)防措施 · 砂眼缺陷處內(nèi)部或表面有充塞著型（芯）砂的小孔,，砂眼是一種常見的鑄造 缺陷， 往往導(dǎo)致鑄件報(bào)廢,。砂眼是由于金屬液從砂型型腔表面沖下來的砂粒 （塊） ,， 或者在造型，合箱操作中落人型腔中的砂粒（塊）來不及浮入澆冒系統(tǒng),，留在鑄 件內(nèi)部或表面而造成的,。 砂眼的預(yù)防措施： （1）嚴(yán)格控制型砂性能，提高砂型芯的表面強(qiáng)度和緊實(shí)度,，減少毛刺和銳角,， 減少沖砂,。 （2）合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂處理干凈，平穩(wěn)合箱,，如果是明冒口或貫 通出氣眼,，應(yīng)避免散砂從中掉人型腔，合箱后要盡快澆注,。 （3）設(shè)置正確合理的澆冒系統(tǒng),，避免金屬液對型壁和砂芯的沖刷力過大。 （4）澆口杯表面要光滑,，不能有浮砂 鑄鋼件縮孔縮松缺陷及預(yù)防措施 · 在鑄件厚斷面內(nèi)部,熱節(jié)處或軸心等最后凝固的地方,形成不規(guī)則的表面粗糙 的孔洞,該處晶粒粗大,往往帶有樹枝晶.孔洞大而集中的為縮孔,孔眼小而分散 的稱為縮松.主要是由于鑄件在冷卻凝固時(shí)所產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝固收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大 于固態(tài)收縮,且在鑄件最后凝固的地方得不到金屬液的補(bǔ)充造成的,。 縮孔、縮松的預(yù)防措施： （1）盡量降低注溫度和澆注速度,澆注后期的補(bǔ)澆要充分到位,。 （2）合理設(shè)計(jì)澆冒系統(tǒng),壁厚小且均勻的鑄件要采用同時(shí)凝固,壁厚大且不均勻 的鑄件采用由薄向厚的順序凝固,使鑄件得到充分補(bǔ)縮,。 （3）在鑄件厚斷面部位,合理放置內(nèi),外冷鐵。 （4）盡量減少鑄件的熱節(jié)部位,。 鑄鋼件夾砂結(jié)疤缺陷及預(yù)防措施 · 夾砂是指在鑄鋼件表面上,有一層金屬瘤狀物或片狀物,在金屬瘤片和鑄件之 間夾有一層型砂或涂料,結(jié)疤是由于金屬液在鑄型表面局部沖去了一塊砂的地方 或在發(fā)生攪拌或沸騰現(xiàn)象的地方出現(xiàn)了一塊凸出的疤痕,脫落的砂夾在疤塊中或 鑄件的其他部位中,。在澆注時(shí),濕型型腔表面的水分因受到鋼液的高溫烘烤而向 砂型內(nèi)部發(fā)生遷移,形成強(qiáng)度較低的水分凝聚區(qū),易使型腔表面脫層而造成鑄鋼 件結(jié)疤,、夾砂等缺陷,。 夾砂,、結(jié)疤的預(yù)防措施： （1）嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能,。 （2）澆注時(shí)間盡量短,；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使金屬液進(jìn)入型腔時(shí)平穩(wěn)而沖擊力不 大,內(nèi)澆口的布置要適當(dāng)分散以避免鑄型局部過熱,同時(shí)盡快地覆蓋住下型面。 （3）大平面的板狀鑄件可采用傾斜澆注,； （4） 鑄型上扎氣眼以利于水水蒸氣及其他氣體的排除,使水分凝聚區(qū)后移和降低 其中的水分,減少氣體壓力對型腔表面的拱托作用,。 鑄鋼件裂紋缺陷及預(yù)防措施 · 裂紋分為熱裂和冷裂。熱裂主要由 S 引起,，多為不規(guī)則形狀,裂口處金屬表皮 氧化;冷裂主要由P引起,裂口較直,開裂處有金屬光澤,有時(shí)出現(xiàn)輕微氧化色,。部 分鑄鋼件采用水爆清砂工藝，亦可導(dǎo)致裂紋,。 裂紋的預(yù)防措施： （1）提高砂型和砂芯的退讓性,。 （2）嚴(yán)格控制爐料及鋼水中的S、P含量,。 （3）鑄件壁厚盡量均勻,避免壁厚的突然改變,條件允許時(shí),可適當(dāng)設(shè)置加強(qiáng)筋, 兩截面交接部位采用圓角連接,以減少應(yīng)力集中,。 （4）調(diào)節(jié)鑄件各部位冷卻速度,避免鑄件局部過熱,在厚大斷面或熱節(jié)處放置冷 鐵,內(nèi)澆道適當(dāng)分散,使鑄件各部位溫度趨向均勻,澆冒口當(dāng)應(yīng)阻礙鑄件的收縮。 （5）鑄件澆注后,開型不能過早,采用水爆清砂工藝的鑄件應(yīng)掌握好溫度和時(shí)間
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