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船用球墨铸铁件生产中,采用树脂砂造型时,可从优化原材料质量、改进工艺设计、加强过程控制和完善质量检测等方面提高铸件质量,具体如下:
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原砂选择:选用粒度均匀、形状接近圆形、含泥量低、二氧化硅含量高的优质原砂。均匀的粒度分布可保证型砂的透气性和强度均匀性,圆形砂粒能减少砂粒间的摩擦,提高流动性和紧实度,低含泥量可避免杂质对树脂粘结效果的影响,高二氧化硅含量能提高型砂的耐火度,减少铸件粘砂缺陷。
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树脂及固化剂:根据生产环境和铸件要求,选择合适的树脂和固化剂。例如,在高温环境下生产大型铸件时,可选用热稳定性好的树脂;同时,精确控制树脂和固化剂的比例,通过试验确定最佳配比,以保证型砂的固化速度、强度和溃散性。
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球化剂与孕育剂:采用纯度高、反应稳定的球化剂和孕育剂,根据铸件的成分和性能要求,精确计算并严格控制其加入量。球化剂和孕育剂的合理使用能使石墨球化良好,提高铸件的力学性能,减少铸造缺陷。
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铸件结构优化:在设计阶段,充分考虑铸造工艺性,尽量使铸件结构简单、壁厚均匀,避免出现过厚或过薄的部分以及尖锐的内角和过大的平面。均匀的壁厚有助于实现均衡凝固,减少热应力和缩孔、缩松等缺陷;合理的结构可降低造型和脱模难度,提高砂型的完整性和铸件的尺寸精度。
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造型工艺参数:根据铸件的尺寸、形状和生产批量,精确调整树脂砂的混砂时间、紧实度和起模时间等参数。合适的混砂时间能保证树脂均匀包覆砂粒,提高型砂性能;恰当的紧实度可使砂型具有足够的强度和刚度,防止浇注时胀砂;准确控制起模时间,既能保证砂型不损坏,又能提高生产效率。
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浇注系统设计:设计合理的浇注系统,包括浇口、冒口的位置、数量和尺寸。浇口应保证金属液平稳、均匀地充型,避免出现紊流、飞溅等现象,防止卷入气体和氧化夹杂物;冒口的合理设置能起到补缩作用,确保铸件在凝固过程中得到充分的液态金属补充,减少缩孔和缩松缺陷。
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混砂过程:采用先进的混砂设备,严格按照操作规程进行混砂,确保树脂、固化剂和原砂充分混合均匀。在混砂过程中,可实时监测型砂的湿度、温度和均匀性等参数,根据反馈信息及时调整混砂工艺,保证型砂质量的稳定性。
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造型操作:造型过程中,操作人员要具备熟练的技能和丰富的经验,确保砂箱放置平稳、紧实操作均匀一致。对于复杂形状的铸件,可采用分段造型、活块造型等方法,保证砂型的精度和完整性。起模时,要小心操作,避免损坏砂型,必要时可使用脱模剂辅助起模。
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砂型烘烤与存放:对于需要烘烤的树脂砂型,严格控制烘烤温度和时间,制定合理的烘烤工艺曲线。烘烤后的砂型应存放在干燥、通风良好的环境中,防止砂型吸潮、变形或损坏。在存放和运输过程中,可采用专用的砂型周转架和防护措施,确保砂型的质量不受影响。
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熔炼与浇注:精确控制铁液的熔炼温度、化学成分和纯净度,采用先进的熔炼设备和精炼工艺,去除铁液中的杂质和气体。在浇注过程中,严格控制浇注温度和速度,确保铁液平稳充型。对于大型或复杂的铸件,可采用多包浇注、顺序浇注等方法,保证铸件的质量。
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原材料检测:对每批进厂的原砂、树脂、固化剂、球化剂和孕育剂等原材料进行严格的质量检测,包括化学成分分析、物理性能测试等。只有检测合格的原材料才能投入使用,从源头上保证铸件质量。
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过程检测:在生产过程中,定期对型砂的性能(如强度、透气性、湿度等)、铁液的成分和温度等进行检测,及时发现和解决问题。同时,对砂型的尺寸精度、表面质量和装配质量进行检查,确保砂型符合工艺要求。
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铸件检测:铸件生产完成后,采用多种检测手段对铸件进行全面检测,如外观检查、尺寸测量、硬度测试、金相分析、超声波检测、射线检测等。通过这些检测方法,及时发现铸件表面和内部的缺陷,对不合格产品进行分析和改进,防止不合格产品流入下一道工序。
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