铸铁砝码补焊工艺探讨
一、原铸铁砝码铸造工艺方案及存在的问题 原工艺设计原则砝码体材质HT100,属低牌号灰铸铁,其碳硅含量高,石墨化比较充分,在凝固过程中析出石墨并伴随相变膨胀,有-定的自补缩能力。灰铸铁件的补缩应以浇注系统后补缩和石墨化膨胀自补缩为基础，冒口仅是补充后补缩和自补缩不足的差额。冒口模数可以小于铸件的模数,厚大件补缩要求低,可以用小冒口工艺。根据上述分析，确定明冒口设置在铸件上面的中间部位,为防止铸件反补冒口,冒口采用缩颈式。冒口尺寸为:冒口直径Dp=300 mm、高度Hk=400 mm、冒口颈d=150 mm。由于铸件壁很厚,为防止铸件产生缩松,在铸件下面中间位置(让开铸字)放置三块冷铁砖,加速铸件的下部冷却,并及时补浇冒口，以实现至下而上的顺序凝固。砝码体原工艺见图2。
二、铸铁砝码缺陷及原因分析 2.2.1冒口颈下缩孔. 清理后的铸件在冒口颈下出现了缩孔，产生缩孔的原因是由于设置了顶部缩颈式冒口。这种顶部缩颈式冒口的设置使铸件在此处形成了倒T型工艺热节;同时,由于冒口颈处四周砂尖角的作用,使得浇注及补浇冒口后，此处的砂尖角收受金属液热量多,温度迅速上升达到金属液的温度,而几乎失去了导热能力,从而严重影响铸件热节区的散热,结果导致金属液在此处难以凝固结壳;即使凝固结壳,其，壳厚度也比平面型壁处要薄，后使铸件热节凝固时间长于冒口的凝固时间。由于顶部冒口颈凝固得比铸件内热节早，阻断了冒口至铸件热节处的补缩通道，使冒口中的金属液不能对铸件热节凝固时发生的体积收缩进行及时补充，从而产生了冒口颈下缩孔。缩孔缺陷如图3所示
三、改进的铸铁砝码工艺方案 3.1缩孔的解决方案 采用原工艺,砝码体铸件产生冒口颈缩孔,原因是在此处形成了T型热节,阻碍了铸件的有效散热。应设法降低铸件热节的模数。原工艺因冒口设置在铸件顶部中央,既降低了铸件的散热速度,又间接地加大了铸件热节的模数。铸件产生缩孔，表明冒口先于铸件凝固,冒口不能有效补缩铸件。如果将冒口直径及高度加大,又会使冒口颈处砂尖角数增加,将降低铸件的散热速度,而且,随着冒口体积的增大,铸件的散热速度进一步降低，铸件热节的模数随之增大,冒口补缩能力相对降低。因此冒口在原位置加大不可行。 (1)采用均衡凝固工艺 改变冒口的形式及位置，让冒口离开铸件中心热节区,冒口移到浇口对面铸型的侧面,从而加大铸件的散热面积;在铸件中心区底面增加外冷铁,原3块增加至6块加速铸件的冷却。应用分段比例法设计冒口;采用飞边冒口形式。冒口尺寸选择:冒口直径DR=300 mm、高度Hr=500 mm、冒口颈e=14 mm。此改进工艺在冒口处降低因砂尖角产生的不良效应,加快了铸件的凝固。同时加大铸型的紧实度,充分利用石墨化膨胀对铸件的自补缩作用，从而获得无缩孔及缩松的铸件。
(2)浇注环节的控制 采用低温浇注，温度控制在1270~1290 C之间，高温铁液补浇冒口,冒口盖珍珠岩保温。铸件在凝固3.2砂芯烧结的预防措施对芯砂造成烧结的主要因素加以控制。主要对具有矿化作用的粘结剂的加入量进行限制。矿化作用是指加入物与基体材料在烧结温度下产生液相，将基体材料粘结或产生新相的作用。为提高芯砂的综合性能,防止芯子烧结粘砂,增加芯砂中的有益成分,减少芯砂中的不利成分,对原有芯砂配比进行了较大调整。调整后芯砂配比及物理性能见表2。 表2调整后的芯砂配比及物理性能 调整后的芯砂配比中,减少了干型旧砂的含量, 新增加粉状石墨和膨润土，增加了木屑的含量。此外，还采取降低铸件浇注温度、增加冷铁数量等措施。实践证明通过降低铸件浇注温度，增加冷铁数量,能加速铸件下面的冷却结壳厚度,使铸件热节上移(离开中心离开调重孔芯,减小高温铁液对调重孔芯的作用时间，避免芯子烧结。
四、结论 (1)在铸铁砝码体铸造生产过程中,通过应用均衡凝 固工艺改变冒口的形式及位置，大大减弱了砂尖角的不良效应,增加了铸件的散热面积和速度;用低温 注高温补浇冒口及倾斜浇注等方法，保证了铸型具有通畅的补缩通道,充分补缩铸件，解决了砝码体铸件内部缩孔和缩松的缺陷。 (2)通过对芯砂成分及含量的调整,增加了芯砂耐火度，提高了砂芯的退让性，降低了砂芯的压应力;增加冷铁数量加速冷却,将铸件热节.上移,离开调重孔芯,减小高温铁液对该芯烘烤时间,消除了砂芯烧结粘砂缺陷，保证了调重孔的尺寸及表面质量。 |
