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铸件浇冒口的质量控制方法

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:气割时铸件局部承受高温,切割面与热影响区易产生微裂纹,冒口补缩不良时,裂纹可能性更大。温度高于100℃的铸件不做抛丸清理。高锰钢铸件浇冒口的去除方法 高锰钢导热性能差,线胀系数大,铸造后在晶粒内和晶界上有大量碳化物,使塑性、韧性降低,脆性增加。因此高锰钢铸件浇冒口的去除应采取特殊方法。1)一般的小型浇冒口、易割冒口与飞边,应于清砂后采用锤击或冲撞的办法去除。

铸件浇冒口的质量控制方法

1.去除铸钢件浇冒口

(1)气割铸钢件浇冒口时的准备工作

1)了解铸件材质,根据铸件化学成分、结构形状、冒口大小确定气割方案。要热割的铸件须掌握好温度,及时气割。

2)气割前,清除浇冒口根部至气割线以上100mm以内的型砂、浇口砖等异物。了解铸件与冒口连接处有无凸台、脐子、倾斜面等。大型冒口应按照切割余量要求标出气割线,以保证气割质量。

3)按冒口大小选择氧气和乙炔压力。特别大的冒口可采用氧气管吹氧助割。氧气瓶、乙炔罐与气割场地的距离应符合安全要求。

4)铸件要摆正放稳,大冒口一定要竖直,使切割面保持水平位置。如果浇注系统影响摆放,则先切除浇注系统。

5)冬季存放于露天的铸件,应恢复至室温后再行气割。气割前后,铸件上不应有积水。

铸件中本来就存在着不同程度的铸造应力,采用水爆清砂将使内应力更加复杂化。若水爆温度掌控不当,水爆后又无消除应力措施,某些中碳钢、合金钢铸件与结构复杂的铸件有时会因内应力过大自行开裂。即使暂未开裂,气割冒口时也很容易产生裂纹,甚至报废。此外,冒口大、淬透性好的铸件,在气割冒口时,很容易在热影响区中产生微裂纹。氧气压力不足、气割速度过慢时微裂纹更容易产生。这种微裂纹往往在切削加工后才能发现。

为了防止上述大型裂纹与微裂纹的产生,对中碳钢、合金钢铸件,以及结构复杂或冒口较大的铸件,应考虑热割。

气割时铸件局部承受高温,切割面与热影响区易产生微裂纹,冒口补缩不良时,裂纹可能性更大。在热应力作用下,薄弱部位受拉应力作用,也有产生裂纹的可能性。尤其是铸造应力、水爆应力与气割热应力交织在一起时,产生裂纹的可能性更大。因此,气割后应注意以下几点:

1)中碳钢、合金钢的较大冒口与易裂件的冒口,在气割后及时入炉热处理(或保温)。在无条件入炉时,冒口应留在原位,保温至100℃以下再吊走。

2)气割后,铸件不得吊放于通风口处,严禁沾水。温度高于100℃的铸件不做抛丸清理。

3)在造型工地热割冒口后,及时以热干砂覆盖切割部位保温。

4)气割后,如冒口余量过大或局部过高,应及时补割,直至符合要求。

5)气割后残留在冒口周围的氧化渣应趁热清理。需保温的零件可在低温时清理。

6)关键铸件气割后应及时记录件号,铸件顺序号,氧压、气割中的异常现象,以及操作者姓名。

(2)高锰钢铸件浇冒口的去除方法 高锰钢导热性能差,线胀系数大,铸造后在晶粒内和晶界上有大量碳化物,使塑性、韧性降低,脆性增加。因此高锰钢铸件浇冒口的去除应采取特殊方法。

1)一般的小型浇冒口、易割冒口与飞边,应于清砂后采用锤击或冲撞的办法去除。

2)大冒口常在热处理(水韧处理)后常温下气割,以免产生裂纹。有时为防止气割时受热部位析出碳化物与产生裂纹,可采用水冷却气割法(在水中气割,或边气割边喷水冷却)。冒口过大影响热处理装炉或淬火时,可在热处理前割掉部分冒口,留足够的切割余量(一般为50~100mm),待水韧处理后再气割。

3)个别冒口较大的铸件,可在浇注后冷却到一定温度(一般为700~800℃)时吊起上箱,清除浇冒口周围型砂,然后气割,再用型砂覆盖,使其自然冷却。该法操作条件差,应用较少。(www.xing528.com)

(3)不锈钢铸件浇冒口的切割方法 不锈钢中铬、镍量较高,气割时切口表面形成高熔点氧化物,遮盖割缝表面,阻止了碳与铁的进一步氧化,因而不能采用一般的气割方法。不锈钢铸件的浇冒口切割方法如下:

1)氧乙炔焰振动气割法。其工艺要点是,预热火焰比气割碳钢铸件时强烈、集中,氧压要高15%~20%,采用中性焰,常用G 01-300型割炬。首先用预热火焰加热冒口切割线上缘,待表面呈红色熔融状态时,打开切割氧气阀略微上抬割嘴,熔渣即从切口流出。此时,割炬立刻做幅度一定的前后上下摆动,割嘴振幅为10~15mm,频率约为1.3Hz。振动是为了利用火焰中的高压氧气流的动能冲刷割缝中的熔渣,从而使气割得以连续进行。这种方法要求熟练的技术。

2)氧熔剂切割法或外加低碳钢丝助熔剂切割。氧熔剂切割原理是,在氧气流中加入粉状熔剂(氧化铁皮粉和硅粉),使其在切割区内发生机械作用和氧化反应。氧化反应使切口温度升高,金属氧化物熔化,黏度降低,并且在冲刷作用下被吹除,下层金属继续燃烧。

采用低碳钢丝做助熔剂的切割,原理与氧熔剂法相似。气割时,用氧乙炔火焰先将钢丝熔化,并与不锈钢生成熔点低、流动性好的氧化液,边气割,边添加钢丝,边吹除熔渣,以保持气割的连续性。

3)等离子切割。等离子切割是利用高温、高速的等离子流(俗称压缩电弧)来切除金属和非金属的一种工艺方法。以某种特殊装置将通常自由电弧的弧柱压缩,即得切割用的等离子电弧。压缩后的电弧能量高度集中,温度极高弧柱内的气体高度电离。由于等离子焰流有很高的温度和机械冲刷力,所以能顺利地切割不锈钢,也可切割高碳钢、铸铁、铜合金铝合金等,但切割厚度较小。

铬钢、铬钼钢等铸件,可采用热割缓冷或增加切割余量等措施来解决裂纹问题。

2.去除铸铁件浇冒口

去除铸铁件的浇冒口与飞边,通常采用以下几种方法:

(1)锤击、冲撞法 锤击是指手锤、大锤等手工工具对准冒口适当位置敲击,以求去除。冲撞则是以人工摆动悬挂于梁或吊钩上的圆钢或冲杠撞掉冒口大型冒口可用桥式起重机吊重锤来撞掉。

锤击与冲撞应注意撞击部位与方向。撞击前,冒口根部可用风铲、锯、电弧等手段预割一定深度的槽口。该法操作简单,应用普遍。

(2)锯割法 常用设备有圆锯机、带锯机、弓锯机等。该法可控制切割余量,表面较光洁,但适用范围小(多用于中小型可锻铸铁件、球墨铸铁件、轴类件等)。

(3)氧乙炔焰气割法 主要用于气割大中型球墨铸铁件的冒口。该法生产率高,不易损伤铸件,但气割表面受热影响,硬度与脆性显著增加,操作困难需要熟练的技术与相应的工艺措施,操作不当时易裂。

(4)等离子弧切割法 等离子弧热量集中,温度高达15000~30000℃,切割速度快,适用于各种铸铁件。该法需专用的等离子弧切割设备,切割面因受热变硬变脆。

(5)裂断法 采用液压楔形裂断器,使浇冒口断裂。

(6)其他切割方法 其他切割方法还有:电弧气刨、导电切割、机床切削等。

3.去除非铁合金浇冒口

铜合金铸件的浇冒口,通常采用砂轮锯或碳弧气刨切除。砂轮锯结构简单切割速度快,切口光滑,适用于各种硬质合金,砂轮片成本低。切割时可采用手动,也可采用机械控制或射流控制。

切割操作时,必须夹紧工件,以防打碎砂轮片。砂轮进给时,用力应均匀切割硬度高的大断面时,应以水冷却,或做间歇式切割,以防砂轮片过热失去切削能力。砂轮片应附吸尘装置、防护罩

铝合金铸件批量小时,常用手工法锯除;大批量生产时,用带锯、圆盘锯砂轮切割机切除;针对定型产品可设计专用机床,用切削法去除浇冒口。

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