磨屑的收集與除雜金屬磨屑有輕微氧化現(xiàn)象,應(yīng)注意防水、防潮、防止長時間堆積結(jié)塊。要定期批量收集并及時除雜。其雜質(zhì)主要是砂輪磨料SiC和陶瓷結(jié)合劑。利用永磁滾筒下設(shè)置一風機(風向與帶向垂直)即可簡單分離。
磨屑的利用方法把磨屑作為回爐料(中頻爐)使用,每次填加不超過w10%.試驗表明,對產(chǎn)品的化學成分和金相組織沒有影響。收得率在63%~86%.下面分別介紹3種利用方法。
將已除雜散狀磨屑在鐵液出爐前10min撒于鐵液表面,在高溫下,金屬屑熔化。由于電磁攪拌作用,鐵液的化學成分及溫度很快趨于均勻。殘留在磨屑中的SiC,由于熔點高達2200℃,基本以固態(tài)微粒形式和其他非金屬雜質(zhì)一起浮在鐵液表面形成爐渣。經(jīng)計算,金屬收得率>63%.
將已除雜磨屑裝入鋁質(zhì)飲料罐中,在鐵液出爐前10min壓入鐵液下面,這樣不僅回收了鐵屑,而且還對鐵液進行了脫氧處理,使鐵液得到凈化。但應(yīng)注意:(1)必須將鋁罐的上頂蓋全部取下,以免產(chǎn)生排氣受阻;(2)裝罐前清除罐內(nèi)殘留液體或其他在高溫下會大量發(fā)氣的雜物。這種方法使金屬收得率>86%.
將磨屑做成型塊將已除雜的磨屑用水玻璃做粘結(jié)劑制成型塊,然后自然干燥備用,型塊尺寸,見圖1.型塊組成及配比75硅鐵粉<0.106mm,其作用是與水玻璃的水解產(chǎn)物NaOH發(fā)生反應(yīng)放出熱量而產(chǎn)生硬化。
混碾工藝:磨屑+硅鐵粉干混+水玻璃+水濕混型塊的入爐時間確定在加入廢鋼之后,將型塊架在廢鋼上部,預熱烘烤。切勿直接投入鐵液中,以免發(fā)生鐵液飛濺造成傷人事故。
隨著溫度的上升,型塊中的自由水和粘結(jié)劑凝膠網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)合水及析出物,不斷以氣態(tài)揮發(fā),在600℃~700℃時型塊強度most高,超過700℃時型塊呈塑性狀態(tài),其強度開始下降,到1200℃時,變形率大大超出其膨脹率,型塊因自重而發(fā)生蠕變、塌陷。直到沉入鐵液溶化,非金屬雜質(zhì)浮在鐵液表面,形成爐渣。這種方法比前2種較復雜些,金屬收得率>82%.
對金屬磨屑的利用,一般廠家對此忽略了,但它投入小,收益大。如我廠在技改前年產(chǎn)5000t成品球,磨屑以80%的收得率,按5000元/t的most低售價計算,可增加收入64萬元。
氣缸壓鑄工藝盧功輝(中國人民解放軍第3611工廠技術(shù)中心鑄造所,湖北襄樊441002)壓鑄約有80%的廢品是由表面缺陷造成的,表面缺陷包括流痕、花紋、冷隔、網(wǎng)狀毛刺、印痕、縮陷、分層等。流痕、花紋、冷隔缺陷占表面缺陷的70%以上。在各種壓鑄條件下,多數(shù)文獻對鑄件孔隙率、力學性能的影響分析較為全面,而對表面品質(zhì)的分析卻不太多見。
我廠開發(fā)25Z33-04010型15t柴油車氣缸,原為砂型重力鑄造。原工藝出品率低、生產(chǎn)率低、成本高、表面品質(zhì)差,不能滿足大批量生產(chǎn)和產(chǎn)品表面品質(zhì)的要求。根據(jù)該產(chǎn)品技術(shù)要求及其使用特點,在開發(fā)該產(chǎn)品時大膽采用了壓鑄工藝,取得了成功,獲得了良好《鑄造技術(shù)》6/2002經(jīng)驗交流的經(jīng)濟效益。本文結(jié)合該產(chǎn)品開發(fā)中所特有的表面缺陷,對該產(chǎn)品具體工藝參數(shù)的設(shè)計及對壓鑄件表面缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施作以介紹。
產(chǎn)品技術(shù)要求及材料工藝性能氣缸材料牌號采用航空標準ZL102Y/HB5012-≤2.0%,Al、Si為基本成分,其余為雜質(zhì)。力學性能要求:抗拉強度σHB≥60.其他技術(shù)要求:試水壓0.8MPa,兩分鐘無晶成分合金,具有良好的流動性、抗熱裂性(677℃無裂紋)、氣密性(16.8MPa壓力下試壓裂而不漏),適應(yīng)于澆注大型薄壁復雜件的壓力鑄造,其成分在正常的生產(chǎn)條件下嚴格控制也不是很困難。從產(chǎn)品技術(shù)要求看,只要工藝合理,鑄件組織致密,試水壓0.8MPa,顯然不是問題,機械性能在正常的工藝條件下也比較容易達到。該件的關(guān)鍵在于成形與表面品質(zhì)。
工藝設(shè)計、試制結(jié)果分析及防止措施2.1工藝設(shè)計已知鑄件投影面積A:295mm每模,質(zhì)量固相線-液相線T:577℃~600℃。一般鑄件體積為、質(zhì)量為0.3kg以下時為小鑄件,體積為中小型鑄件。從生產(chǎn)實例知,對于小型鑄件只要澆注位置和導流方式合理,其他的設(shè)計內(nèi)容比較容易滿足所需條件,大件的各項設(shè)計內(nèi)容則必須嚴格。從質(zhì)量和體積看,該件屬中型、厚壁鑄件,因此澆注位置、導流方式和內(nèi)澆口截面積設(shè)計應(yīng)引起足夠的重視。氣缸結(jié)構(gòu),見圖1.鑄件結(jié)構(gòu)已經(jīng)決定了分型位置和分型的方式―――必須在法蘭面,并且澆口也必須開在法蘭面上。該件法蘭面有1個深為2.4mm深的淺槽。根據(jù)經(jīng)驗可知,如果將澆口直接開設(shè)在法蘭面上,雖然模具結(jié)構(gòu)簡化了,但鋁液噴射在該位置會產(chǎn)生飛濺,并可能卷裹氣體,所以內(nèi)澆口開設(shè)位置必須高于該淺槽。
試制設(shè)備:J1125S型250t臥式冷室壓鑄機。
澆注工藝參數(shù)根據(jù)變質(zhì)劑、除氣劑對工藝的要求,取變質(zhì)溫度:的澆注溫度降低材料的力學性能,加速模具的疲勞龜裂紋,工藝中取680℃~700℃。預熱模具可以避免模具對金屬液的激冷作用,同時可以減小壓鑄模的疲勞應(yīng)力。過高,則鑄件孔隙率上升、力學性能下降,工2.3前期試制結(jié)果鑄件整個表面布滿流紋、冷隔缺陷,個別鑄件表面有平滑的凹坑和分層現(xiàn)象。
各類表面缺陷產(chǎn)生的原因分析及其防止措施流痕、花紋類鑄造缺陷特征,與金屬流動方向一致的弧形條紋,有明顯可見的與金屬基體顏色不一樣的無方向、無發(fā)展的趨勢紋路。
流紋類缺陷防止措施:首先要注意工藝設(shè)計參數(shù)及壓鑄機工藝參數(shù),使內(nèi)澆道速度、填充流量及壓力滿足充填要求。其次注意內(nèi)澆道位置、大小和導流方式以及排氣、溢流位置等。另外鑄造條件要合適,特別是鑄造花紋要注意提高壓鑄型溫度和澆注溫度,涂料選用適當用量,過量的涂料會使表面流紋加劇。
冷隔類鑄造缺陷特征,具有明顯的不規(guī)則的非穿透性(個別鑄件也可能存在穿透性的)的下陷紋路,形狀細小而狹長,目測或放大5倍左右時,觀察交接邊緣光滑。
冷隔類缺陷基本產(chǎn)生原因為兩股金屬流相互夾雜存在,其間結(jié)合力極弱。一般合金成分不正確,流動性差充型能力不夠,容易導致冷隔缺陷,但該產(chǎn)品選用流動性極好的共晶成分合金ZL102Y/HB5012-86,因此只要熔煉成分配比正確,該因素顯然不是主要原因。
其次澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理,內(nèi)澆道位置不當或流路過長導致金屬液充型阻力過大或充型能力不夠也容易導致冷隔。該產(chǎn)品開始工藝設(shè)計內(nèi)澆口沿中線對分,在偏心開設(shè),如圖3所示,一部分充型金屬液能夠直接進入法蘭面較深的型腔,降低了充型阻力,解決了該件存在的冷隔缺陷。另外澆注溫度或鑄型溫度過低時,分流金屬液相遇后不能很好的熔合導致冷隔是一般試制工藝中常見的原因。本工藝試驗中,模溫升高至100℃,提高澆注溫度至700℃冷隔缺陷有明顯地減少。
冷隔防止措施,注意內(nèi)澆道位置、方向及大小,改善充填及排氣條件。適當提高澆注溫度和鑄型溫度,對局部溫度過低處應(yīng)加熱,少用涂料。正確選用合金,提高流動性。
防止措施,增加壓鑄型剛度,緊固壓鑄型各部件,《鑄造技術(shù)》6/2002經(jīng)驗交流使壓鑄型穩(wěn)定,或改用大噸位壓鑄機。曲柄式合模結(jié)構(gòu)還應(yīng)注意合模曲柄必須在合模死點位置時壓射。壓射室壓射活塞必須定期修配,調(diào)整壓射頭與壓室的間隙,使之配合良好。表面品質(zhì)缺陷的其他類型如:拉傷、粘附物、鑄模龜裂紋、金屬液沖蝕麻點等,缺陷現(xiàn)象比較直觀,原因比較明顯。
結(jié)束語嚴格的分析計算,依據(jù)其分析結(jié)果制定科學的防止措施,是成功解決試制開發(fā)產(chǎn)品中存在缺陷的重要手段。
壓力鑄造是金屬液在高壓、高速下充型,填充條件是由壓力、速度、時間、溫度、排氣條件等因素組成。澆注系統(tǒng)、澆注設(shè)備、操作工藝3者的有機結(jié)合對壓力的傳遞、填充速度、填充時間、凝固時間、型腔溫度、金屬流溫度以及排氣條件等方面有著密切的關(guān)系。正確處理好3者之間的工藝關(guān)系就能解決好具體的工藝問題。