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灰铁缸体典型缺陷案例解析

更新时间:2020-07-20 09:22:52点击次数:228次
编者按:本文系2019年《兴业股份》造型材料与汽车铸件大讲堂宣讲论文,作者,一汽铸造有限公司铸造二厂,王艳辉 吴迪 杜建伟 李明珠。他们论述了在开发和生产大众系列发动机缸体过程中,针对不同产品出现的水套断芯,表面烧结粘砂、缸孔孔眼及打压渗漏等典型缺陷案例进行攻关,制定相应措施,不断深化工艺和使用新材料,稳定铸件的高质量,满足客户的新需求。

编者按:本文2019年《兴业股份》造型材料与汽车铸件大讲堂宣讲论文,作者一汽铸造有限公司铸造二厂王艳辉 吴迪 杜建伟 李明珠。他们论述了在开发和生产大众系列发动机缸体过程中,针对不同产品出现的水套断芯,表面烧结粘砂、缸孔孔眼及打压渗漏等典型缺陷案例进行攻关,制定相应措施,不断深化工艺和使用新材料,稳定铸件的高质量,满足客户的新需求。


三、 调整型砂参数,提高EA118缸体表面质量

1、表面粘砂缺陷简述

EA118缸体为水平卧浇工艺(见图5),结构较为复杂,壁厚3.5±0.8mm,为保证缸体成型和减少气孔等铸造缺陷,采用1450±10℃的高温浇注。如此高的浇注温度,致使铸件表面极易产生严重粘砂缺陷,尤其在下表面接近内浇道法兰处因过水量大,粘砂更为突出(见图6),曾引起客户抱怨及强烈不满,铸件大量积压,严重影响我厂正常生产节拍和质量信誉。 


2、型砂工艺参数调整

1、调整型砂级配、改善型砂高温性能

随着50/100芯砂大量进入砂处理系统,型砂级配发生很大变化,为调整型砂级配,在砂处理系统中加入适量的140/70原砂,使型砂从三筛法变成四筛砂,改善了型砂常温及高温性能,铸件粘砂、气孔缺陷显著减少。经多轮试验验证,我厂将型砂平均细度值控制在57~62之间,满足铸件质量要求。

2、增加砂型气体背压,阻止金属液侵入铸型孔隙
铸型气体背压是在指砂型孔隙的气体压力,其大小取决于型砂发气量和透气性。发起量越大而透气性越小,则背压就越大,金属液就越难渗入砂型【2】。经过多轮试验验证,我们把型砂发气量由原来的14~17ml/g调整到18~22ml/g之间,既达到增加砂型背压目的,又不至于增加铸件气孔缺陷,对防止铸件烧结粘砂起到一定的积极作用。但型砂发气量调整过高不仅会增加气孔缺陷倾向,而且易引起水爆炸,反而加剧铸件表面粘砂缺陷,不同厂家应根据自身铸件特点及设备状况,寻找最佳发气量值。

3、调控旧砂温度与水分,使旧砂性能趋于稳定
砂中每蒸发1%的水,砂温能下降大约25℃【3】,由于我厂双盘冷却器故障影响了旧砂的增湿与冷却功能,在炎热的高温季节,砂温有时高达50℃以上,旧砂水分低于0.5%,铸件粘砂矛盾非常突出,为此我们在每条旧砂皮带上安装喷水增湿装置,逐级渗透并利用风扇吹散蒸发出的水蒸气,达到增湿冷却的目的。该方案实施后砂温低于50℃,旧砂水分达到1%左右,虽没有达到理想效果,但表面粘砂缺陷得到进一定缓解。

4、调整紧实率和水分比例,保证型砂性能稳定
紧实率和水分最佳比值是保证型砂性能稳定的关键性参数,应根据季节不同和砂温高低进行调整,防止在运输过程中活性膨润土失去水分,型砂性能发生变化。我厂经验证明:当环境温度高于砂温10℃以上或砂温超过45℃时,二者之间的最佳比值应控制在14~16之间;反之控制在11~13之间,保持型砂水分含量始终处在合理的范围内,满足生产和质量要求。

上述工艺措施实施后,铸件外表质量彻底好转,可以说发生质的飞跃,赢得用户的好评,图7与图8是整改前后铸件表面对比图。

  


3小结

(1)影响湿型粘土砂铸件粘砂缺陷的因素很多,不同的厂家应根据自己的实际情况采取措施,寻找最佳解决路径。
(2)在调整型砂工艺参数过程中,不应急于求成,要循序渐进地逐步达到所期望的最佳值,否则易产生事倍功半的效果。
(3)对湿型粘土砂系统来说,不论铸件产生何种与型砂相关的缺陷,重要的是应了解该系统所能承受的热负载及实际生产中能够采取的应对措施。

(本文由吉祖明负责审校)《待续》

(编辑:kailinzc)