❶ 請說明國家對氣缸庄縮庄力的技術標準是什麼
中小型乘用車發動機灰鑄鐵汽缸體(汽缸蓋)常見缺陷與對策淺析概 述
改革開放後近十年來,我國的汽車製造工業得到了飛速發展,許多高端汽車品牌,幾乎與發達國家同步推出面世,與之相適應的汽車發運機製造業也得到了迅猛發展,其中發動機鑄造的水平也得到了極大的提高,無論鑄造產量還是鑄件技術要求及鑄件質量,都有基本上滿足了現代汽車發動機日益提高的要求。
以中小型 乘用發動機主要鑄件汽缸體(汽缸蓋)生產為例,眾多汽車發動機鑄造企業都有採用了粘土砂高壓造型(少數為自硬樹脂砂造型),制芯則普遍採用覆膜砂熱芯或冷芯工藝,而在熔煉方面大都採用雙聯熔煉或電爐熔煉,所生產的發動機均為高強度薄壁鐵件。許多廠家為滿足高強度薄壁鑄鐵件的工藝要求,紛紛引進先進的工藝技術裝備,如高效混砂機,高壓造型線,高度自動化的制芯中心,強力拋丸設備,大多採用整體浸塗,烘乾,並且自動下芯。在過程質量控制方面,許多企業實現了在線檢測與控制,如配備了型砂性能在線檢測,熱分析法鐵水質量檢測與判斷裝置,真空直讀光譜議快速檢測。清潔度檢查的工業內窺鏡等。相當一部分企業還在產品開發方面應用了計算機模式擬技術。可以毫不誇張地說,就硬體配件而言,我國發動機鑄造水平絲毫不亞於當今世界上工業發達國家,一句話,具備了現代鑄造生產條件。(為敘述方便,以下稱上述框架內容的生產條件為現代生產條件。)
然而應該承認,在發動機鑄造企業的經濟效益與產品質量以及鑄件所能達到的技術要求方面,我們與世界發達國家還有較大的差距。提高生產質量,減少廢品損失,是縮小與發達國家差距,發揮引進設備效能,提高企業效益的重要途徑。本文試圖就我國鑄造企業在現代鑄造條件下,中小型乘用車發動機灰鑄鐵汽缸體(汽缸蓋)鑄件生產中常見的鑄造缺陷與對策,與廣大業界同仁作一交流。
1氣孔
氣孔通常是汽缸體鑄件最常見缺陷,往往占鑄件廢品的首位。如何防止氣孔,是鑄造工作者一個永久的課題。
汽缸體的氣孔多見於上型 面的水套區域對應的外表面(含缸蓋面周邊),例如出氣針底部(這時冒起的氣針較短)或凸起的筋條部。以及缸筒加工後的內表面。嚴重時由於型 芯的發氣量大而又未能充分排氣,使上型面產生嗆火現象,導致大面積孔洞與無規律的砂眼。
在現代生產條件下,反應性氣孔與析出性氣孔較為少見,較為多見的是侵入性氣孔。現對侵入性氣孔分析出如下:
1.1原因
1.1.1 型腔排氣不充分,排氣系統總載面積偏小。
1.1.2澆注溫度較低。
1.1.3澆注速度太慢;,鐵液充型不平穩,有氣體捲入。
1.1.4型砂水份偏高;砂型內灰分含量高,砂型透氣性差 。
1.1.5對於乾式氣缸套結構的發動機,水套砂芯工藝不當(如未設置排氣系統或排氣系統不完善;或因密封不嚴,使澆注時鐵水鑽入排氣通道而堵死排氣道;砂芯砂粒偏細,透氣不良;上塗料後未充分乾燥;砂芯砂與塗料發氣量太大,或發氣速度不當,塗料的屏蔽性差……).經驗證明,乾式缸套的缸體的氣孔缺陷,很大程度上與水套工藝因素相關連。
1.1.6孕育劑未經乾燥且粒度不當;鐵液未充分除渣,澆注時未擋渣,由此引起渣氣孔。
1.1.7澆注時未及時引火
1.2對策
1.2.1模型上較高部位設置數量足夠,截面恰當的出氣針或排氣片;而芯頭部位設置排氣空腔.上述排氣系統均應將氣體引至型外。通常排氣截面為應內澆道總截面積1.5~1.8倍左右。
1.2.2澆注系統按半開放半封閉原則設置為宜,且須具有一定的攔渣功能,這樣鐵液充型時比較平穩,不會充擊鑄型或產生飛測或捲入氣體.而澆注系統的截面大小以8~10kg/S的澆注速度來計算較為適宜。
1.2.3鐵液的熔煉溫度應不低於1500°C,而手工澆注時末箱的澆注溫度應控制在1400°C左右(視鑄件大小與壁厚可適當調整).最好能採用自動工澆注,澆注溫度誤差應在20°C以內。
1.2.4一個好的適於高壓造型的砂處理系統,型砂水分應在控制在2.8-3.2%,其實的緊實率應在36~42之間,而濕壓強度應達180~220kpa(均指在造型機處取樣檢測).為達這些指標,需監控型砂的灰份,輔助材料的添加量,合適的原砂粒度,循環砂的溫度及混砂效率。
1.2.5注意做好鐵液去渣,澆注時擋渣引火以及孕育劑的乾燥等工作。
1.2.6對於乾式氣缸套結構的發動機缸體,至關重要的是要有非常完善到位的水套砂芯工藝:
a 、水套坭芯用砂的平均細度較之其他砂芯要粗一些,以求有良好的透氣性。
b、設置充分的互相連通的排氣孔網並使之能排出型外,這些孔網盡可能在制芯時生成,亦可在成型後鑽加工形成 。對於前者要定期監控檢查孔網是否暢通(當心部芯砂固化不良時易將孔網堵塞)。
c、對砂芯砂性能要綜合考慮,不能片面追求強度。當強度太高時,勢必要增大樹脂用量,從面使芯砂發氣量太高;而當水套芯的結構比較復雜纖薄砂厚不均勻,且以能開出排氣孔網時,就要求砂芯有較高的強度,即使發氣量大些也無防。
d、當水套芯有排氣孔網時,塗料要有較好的屏蔽性;當水套芯截面不便設置排氣孔網時,塗料要有較好的透氣性,這時砂的粒度也應更粗些。
e、當水套芯布有排氣孔網時,且使用屏蔽性塗料時,在浸塗時要防止塗料液進入排氣孔網,更要注意封火措施(可使用封火墊片材料),以免澆注時鐵水進入排氣孔網,把排氣道堵死;
f、塗料的發氣量要低,且施塗後一定要充分乾燥。
一個成熟的水套芯工藝,可以將缸筒加工後內表面的氣孔廢品率控制在0.3%,甚至更低。
2.砂眼
砂眼也是氣缸體(氣缸蓋)鑄件的常見缺陷,多見於鑄件的上型 面,也有在缸筒的內表面經加工後暴露出來的。
2.1 原因
2.1.1澆注系統設計不合理。
2.1.2型砂系列化統管理不善,型砂性能欠佳。
2.1.3型腔不潔凈。
2.1.4砂芯表面狀況不良或是施塗與乾燥不當。
2.2 對策
2.2.1就澆注系統設置方面來說,為避免或減少砂眼缺陷,應注意以下事項;
a、要有合理的澆注速度。截面太小,則澆注速度太慢,鐵液上升速度太慢,上型受鐵液高溫烘烤時間長,容易使型砂爆裂,嚴重時會造成片狀脫落。澆注系統的比例,應使鐵液能平穩注入,不得形成紊流或噴射。
b、盡量使鐵液流經的整個通道在砂芯內生成,通常坭芯砂(熱法覆膜砂或冷芯砂)較之外模粘土砂更耐高溫鐵液沖刷。而直澆道難以避免設置在外模的粘土砂砂型中通過,這時可在直澆口與橫澆口搭接處設置過濾器(最好是泡沫陶瓷質),可以將鐵液在直澆道內可能沖刷下來散砂和鐵液夾渣加以過濾,從而可減少砂眼和渣眼。
c、澆道是變截面的,因此變截面處應盡可能圓滑光潔,避免形成易被鐵液沖垮的尖角砂。
d、澆道的截面比例宜採用半封閉半開放型式,以降低鐵液進入型腔時的流速與沖擊,而內澆道位置應盡可能避免直接沖擊型壁和型芯,且呈擴張形為好。
2.2.2為防止鑄件的砂眼缺陷,型砂方面的主要措施是
a、是控制型砂中的微粉含量,型砂在反復使用中,微粉含量會越來越高,這會降低型砂的濕壓強度,水份及緊實率則會提高,使型砂發脆。
b、澆注時砂芯潰散後混入舊砂,未燃盡的殘留樹脂膜,會使型砂的韌性變差,產生砂眼的可能性也增大。為此需要改善型砂的表面穩定性,降低脆性,提高韌性,方法是應在型砂中增加適當的a-澱粉,均可取得良好的效果,也可以在型腔表面施表面安定劑(噴灑)。
2.2.3 在造型、翻箱,特別是下芯、合箱等各環節容易將砂粒掉入型腔,而又未能清理干凈,極易造成鑄件砂眼缺陷。為此,一是要選取恰當的芯頭間隙和斜度並保證下芯和合箱的工裝精度,以免破壞砂型或損壞型芯而將砂粒散落在型腔內;二是合箱前清理干凈型內可能掉入的砂粒(抽吸法好於吹出法)。
2.2.4 不能忽視的是,砂芯的飛邊毛刺要清理干凈,上塗烘乾後待用的砂芯表面的砂粒灰塵也要吹凈,否則容易被鐵水沖刷並富集在鑄件某處形成砂眼。同時,需要強調的是,砂芯上塗不能太厚,優其是當工藝要求個別砂芯的個別部位或全部兩次浸滲塗料時,塗料不能太厚,且須等第一次上塗料乾燥到一定程度後才能上塗第二次,否則澆注時過厚的塗料會爆裂而形成夾砂(渣)。
3 脈紋(飛翔)
通常在鑄件的內表面或熱節部位,如缸體缸蓋的水套腔內,或是進排氣道內,由於澆注時高溫鐵液的作用,使砂芯硅砂發生相變膨脹引起砂芯表面產生裂縫,液體金屬滲入其中,從而導致鑄件形成飛翔狀凸起的缺陷,即"脈紋"。脈紋一旦出現,難以清理,當水套腔內有脈紋時,輕者會影響內腔的清潔度,重者會影響冷卻水的流量,從而降低對發動機的冷卻效果,甚會引起"燒缸","拉缸"嚴重後果;當氣道內出現脈紋時,會影響氣道渦流特性,最終影響發動機的整機工作性能。 生產實殘證明,冷芯工藝產生脈紋的傾向要稍大於殼芯產生脈紋的傾向。
3.1 原因
3.1.1 如上所述,產生脈紋的根本原因是高溫鐵液作用於砂芯引起硅砂的膨脹裂紋。
3.1.2 砂芯材料不具備低膨脹的性能,或者其自身不能吸收這種受熱產生的膨脹。
3.1.3 砂芯的韌性或高溫強度不足以克服膨脹應力導致產生裂紋.
3.1.4 所用材料不能低御砂芯在高溫下產生膨脹裂紋。
3.1.5 鐵液未能在砂芯產生裂紋前凝固結殼,從而預防脈紋產生。
3.2 對策
針對3.1所列產生脈紋的原因(或者說脈紋形成的機理)。顯然應採取以下措施;
3.2.1 在保證能得到健全鑄件而不產生氣孔等缺陷的鐵液充型溫度下,盡可能採取較低的澆注溫度以減輕砂芯受熱膨脹的程度;同時採用較快的澆注速度,以避免砂芯長時間受到高溫烘烤可能產生的膨脹裂紋。
3.2.2 用於易產生脈紋砂芯(如水套芯,進排氣道芯)的芯砂原砂預先進行消除相變膨脹處理,或者在砂芯材料中添加一些輔助材料,降低砂芯材料的熱膨脹率;再就是原砂的顆粒組成以三篩或四篩級配,以求砂芯材料能自身吸收膨脹變型。
3.2.3 必要時,在砂芯材料中使用一定比例的非石英系列砂(如橄檻石砂,鋯英砂等),第一它們的膨脹率極小,第二其導熱性能好,使鐵液結殼時間早於砂芯相變膨脹開裂時間。
3.2.4 提高砂芯材料的韌性和高溫強度。
3.2.5 使用強度、韌性優良,且導熱性能極好的燒結型塗料,以增強砂芯表面抗膨脹裂紋的能力。
以上這些措施使用於冷芯砂,也使用於熱法覆模砂(殼型砂)。由此看出,預防或減少脈紋缺陷的主要措施是改善砂芯膨脹性能。
4 清潔度
現代發動機對清潔度的要求非常苛刻,對氣缸體(氣缸蓋)鑄件而言,水腔、油腔、挺桿室等到部位允許殘留的砂粒和異物,僅限為數克(g)以內,許多企業盡管採取了二次拋丸、強力拋丸,甚至引進了先進的拋丸設備,如鼠籠或機械手拋丸,要完全達到內腔清潔度要求,仍然較為困難,無論是殼芯或是冷芯,情形均一樣。
4.1 原因
清潔度達不到要求,從根本上來說是由於鑄件結構方面的原因,上述各腔在拋丸時,因為出砂孔眼少而小,鐵丸所能投射進去的量有限,所以內腔的光潔度與清潔程度均不及鑄件的外表面,也不及曲軸箱和缸筒面等部位。在不能改變鑄件結構的情況下,只能查找影響清潔度其他方面的原因。
4.1.1 砂芯表面狀況不良,如充填不緊實;砂芯表面粗糙;粘膜等。
4.1.2 施塗不當,如塗料性能差,玻美度不合適,塗層厚度不夠等。
4.1.3 現有強力拋丸裝置對鑄件大部分內外表層都能清理得很乾凈,但對狹窄復雜的水腔、油腔仍顯不足。
4.2 對策
4.2.1 改善和提高砂芯表面的質量狀況,如選用流動性好的制芯材料(安息角<29°);合理設置排氣塞並加以維護使其暢通;施用品質好的脫模劑防止粘膜等,這些措施的目的是得到表面緊實緻密的砂芯。
4.2.2 通常都要對坭芯施以塗料層。塗料玻美度要合適;塗料要有較強的滲透性;塗料要有一定的厚度(一般要達0.2mm),塗層乾燥後不能顯見砂粒為宜;選用的塗料防粘砂性能優良,在澆注溫度下能在鑄件表面形成一低熔點的燒結層,而且在鑄件冷卻過程中因收縮率的不同能自動剝離下來。
4.2.3 如3.0所述,要努力避免防止脈紋缺陷的產生。一旦出現脈紋,鑄件的內腔清潔度情況就更加惡化。有關措施參見3.2。
4.2.4 對鑄件內腔清理,國內外的主流工藝方法是採用強力機械拋丸的方式,其形式有鼠籠拋丸,機械手夾持拋丸等。對這類拋丸設備,要維護達到額外電流值,要調整最佳拋射角度,對後一種拋丸方式,還可對難以清理的內腔將程序設置在最佳入射角度時適當延長拋射時間。
此外還有以下幾種改善和提高內腔清潔度的手段:
a、電液壓清理,其原因是將待清理鑄件置於水池中,在高能量放電過程中,所產生的高壓沖擊波將粘附在鑄件上的砂粒振擊脫落,理論上說水能浸入的孔腔內,其粘砂均能清理干凈,但這種方法佔地面積大,耗能高,流程長(尚要倒空內腔積水並烘乾水跡)、維護量大,也有一定的安全問題。
b、先將鑄件置於爐內焙燒,再進行拋丸。這種方式提高鑄件清潔度的效果還是很明顯的,但同樣是能耗較高、周期長,如以煤炭作加熱爐燃料,則作業環境較差。
c、有的廠家除採用強力拋丸以外,還針對水道腔或油道腔進行噴丸清理。這種方式對提高內腔清潔度最有效,所能達到的清潔度水平最高,但目前僅有此類通用單機產品,尚需人工握持噴丸頭伸進密封的工作室對准有關砂孔噴射,勞動強度大,環境惡劣,期待著專用的自動噴丸設備在氣缸體(氣缸蓋)清理生產線上應用。
5 滲漏
滲漏是指氣缸體(汽缸蓋)在壓力試驗(水壓/氣壓)時的滲漏現象,多發生在汽缸體(或汽缸蓋)的水套腔或是油道腔。
引起滲漏的原因有夾雜和疏鬆兩大類(機械損傷或鑄件裂紋引起的曲軸箱滲漏的情況極少,在此不加論述)。
5.1 夾雜引起的滲漏
5.1.1 原因
(1) 砂芯在修芯時未清除飛邊、毛刺,或砂芯上有鬆散粘附的大小不一的砂粒、砂團未清除干凈,致使澆注時被鐵液沖刷下來並飄浮富集在水套壁或油道壁,形成夾砂(砂眼)。使腔壁貫通滲漏。
(2) 組合好的砂芯被粉塵砂粒污染或型腔內不慎掉入散砂,沒有清理干凈,也會形成砂眼使腔壁貫通而滲漏。
(3) 鐵液不純凈,而澆道內又無過濾措施或攔渣效果差,使鐵液中的夾渣進入型腔,使水腔或油腔的腔壁形成貫通性的渣孔而滲漏。
5.1.2 對策
(1) 認真清除砂芯的飛邊毛刺,並清除坭芯上附著的砂粒砂團,避免在水腔/油腔壁上可能形成的砂眼。
(2) 吹凈砂粒與粉塵污染的組合好的砂芯組,清理掉入型腔的砂粒。
(3) 直澆道設置高效的過濾器,橫澆道應有良好的攔渣功能,並做好鐵液凈化工作(造渣,除渣),以防腔壁上產生渣眼。
5.2 縮松引起的滲漏
這種滲漏常發生在水腔(油腔)或噴油嘴等熱節部位。
5.2.1 原因
(1)鐵液成分不恰當。Si/C過高,石墨片粗大,組織疏鬆。
(2)孕育過量,致使共晶團數量過多,微晶間隙難以補縮緻密。
5.2.2 對策
(1) 在規定的碳當量保持不變的前提下,限制Si/C在0.5~0.6之間。
(2) 不得孕育過量,較有效的措施是採用SISr(含鍶)孕育劑,其石墨化能力級強,用量僅FeSi孕育劑的50%,即可充分孕育消除截面敏感性,以可避免產生過多數量的共晶團.
(3)在易產生縮松的熱節部位,局部刷除碲粉醇基塗料,增加該部位的冷卻能力,防止產生縮松.有報道稱,含pb量達0.0008%,即可造成縮松滲漏,須注意使用的爐料中有否鍍pb材料,或須先行除去鍍層.此外影響縮松滲漏的微量元素還有Ti,AL等,它們都會增加鐵液的收縮傾向,嚴格控制.
6材質性能方面的缺陷
縱觀國內外發動機技術發展趨勢,都在追求減薄鑄件壁厚,從而減輕鑄件乃至整機重量,達到降低油耗的目的,目前發動機單位功率的缸體缸蓋重量達到1.8gk/kw左右,相應的鑄件主要壁 厚僅3.5mm左右,這就對鑄件的材質性能提出了很高的要求.概括起來說,主要為:
a干型單鑄試棒的抗拉強度qb≥250Mpa,指定本體部位的抗拉強度Qb≥250Mpa;
b,鑄件指定部位的硬度在180HB以上;鑄件厚薄斷面的硬度差在30HB以下;
c鑄件本體的主要部位珠光體含量在90%以上,石墨型態應在大部分為A型,充充表面有少量B,D型,石墨最大長度液壓在250um以下。
盡管我國大多數專業發動機鑄 件生產廠家,通過技術改造和技術引進,達到了現代生產條件,但也常出現達不到上述材質要求方面的缺陷。
6.1原因
6.1.1鐵液熔煉溫度偏低,過冷度小,使得後續的孕育強化效果差.
6.1.2爐料(金屬爐料與非金屬爐料)質量差,微量元素及非金屬夾雜物含量高.
6.1.3合金化措施不當或(或合金元素選擇不當,或合金加入量不當,或合金化方法不當).
6.1.4孕育措施不當(孕育劑成分,孕育劑形態,孕育量,孕育方法等).
6.1.5在保溫爐內處置不當(如頻繁且大幅度調整化學成分,使鐵液在爐內保溫時間過長,元素變化大),成份控制精度差.
6.2對策
6.2.1提高熔煉溫度提高鐵液的穩定性,增加其過冷傾向,消除原材料的"遺傳性);並保證出鐵溫度大於1480°C,以確初始澆注溫度達到1450°C,而終了澆注溫度達1400°C.
6.2.2加強沖天爐控制,使之爐況穩定,從而保證進入保溫電爐的鐵液成分穩定(減少成分燒損的波動)這樣可減少電爐內成分調整所需的時間, 以免增加鐵液的收縮傾向和白口傾向.
6.2.3保溫電爐內不得已需要增C操作時,一定要選擇吸收率高的增碳劑,二要保證有充分電磁攪拌和充分吸收的時間,否則所取鐵水樣不能反應整個熔體真實含C量,導致實際碳當量發生偏差.
6.2.4減少碳當量的波動,提高成分控制精度,要求△CE≤0.05%,△Si≤0.1%。
6.2.5對於形狀復雜,薄壁高強度的缸體,缸蓋類鑄件的鐵液,即要有高強度,也要有良好的鑄造性能,為此通常其成分設計為高強當量(3.9-4.1%).使其具有良好的鑄造性能,而為了達到較高力學性能則採用低合金化措施.
a根據我國資源情況以及多數企業的經驗與習慣,多採用Cr,Cu等合金元素.有利於增加並細化和穩定珠光體,改善石墨狀態,從而得到較高的力學性能.
b合金的加入量必須加以控制.Cr是一種促進形成並穩定珠光體的元素,且能細化珠光體,因而能顯著提高灰鑄鐵的強度,然而Cr與C又有較強的親和力,是一種強碳化物元素,這就會增加鐵液的白口傾向;同時Cr元素還會降低鑄鐵的共晶凝固溫度,使鐵液的凝固溫度范圍擴大,因此加大了灰鑄鐵的縮松,縮孔傾向,降低鑄件的緻密性,這就可能影響Cr對灰鐵的強化作用.當Cr是在0.2-0.3%范圍時,則能避害趣利.
同樣,CU也是促進穩定和細化珠光體的元素,Cu又是促進石墨化的元素,這就可以抵消Cr增大白口傾向的不利影響.CU的適宜加入量為0.4-0.5%.
由此,推薦Cr與Cu組合使用,會取得更好的效果,即保證了良好的鑄造性能,又提高了鑄件的力學性能.
這里需要指出的是由於Cr,CU元素的作用,增加珠光體並穩定和細化珠光體成片間距很小的層片狀組織,改善石墨狀態(呈A型),分布於大小,因此缸體,缸蓋在熱交變應力作用下抵抗熱疲勞產生裂 紋的能力也得到提出高(即具有好的熱穩定性)[3]
6.2.6採用恰當的孕育處理,可以提高缸體,缸蓋鑄件的材質強度,特別是提出高其硬度和顯微組織的均勻性,改善厚薄截面的敏感性,使得硬度差在30HB以內,並具有良好的切削加工性,這里恰當的孕育處理包括:
a選用合適的孕育劑,在眾多孕育劑中,含Ba.Ca.Sr(鍶)等元素的孕育劑 ,不僅有很好的抗孕育衰退作用,且具有強烈的石墨化作用,可顯著改善鑄件截面敏感性,避免鑄件在最小壁厚處的白口傾向,且顯微組織也更加均勻。
b合適的孕育 方法。在包內孕育,喂絲孕育,型 內孕育,隨流孕育等方法中,以隨流孕育為簡便,最適宜於大批量流水生產,效果也最好。推薦粒度為0.5-1.0mm,加入量為0.1-0.2%.
c,需要指出的是,BaSi孕育劑會使鑄 件硬度偏低,可加入微量Sn(0.04-0.06%)或Sb(銻)(0.02%),可稱補硬度偏低的不足.
6.2.7嚴格控制爐料,標準是(1)微量元素低;(2)潔凈;(3)嚴禁混入合金元素.
7收縮
汽缸體(汽缸蓋)鑄件結構復雜,壁厚差別較大.園弧曲面凸起的厚大部位,大批量水生產時,工藝上又不便採取冒口補縮之類的措施,當其它工藝處置不當時,這些厚大熱節處往往會產生集中收縮,嚴重時會產生較深的縮裂缺陷.
7.1原因
7.1.1上述部位的根部,時有造型 充填不緊實,該部位鑄型 硬度/鋼度不足的情形.當鐵液凝固石墨化膨脹時,發生型 壁位移.
7.1.2澆注溫度偏高
7.1.3鑄液收縮傾向較大
7.2對策
7.2.1提高型砂的流動性,控制合適的型砂緊實率,對氣沖造型 或氣流預緊實的造型方法,模型相應部位增加排氣塞,採取這些措施後,可提高缺陷發生部位的鑄型硬度∕剛度,使高碳當量鐵液凝固時不會因為石墨化膨脹產生型 壁位移,從而能實現無冒口自補縮.
7.2.2在滿足充型要求,不得產生氣孔等缺陷的情況下,切勿盲目提高澆注溫度,(澆注溫度太高,還會引起跑火漏箱和粒砂 等到缺陷).
7.2.3保證鐵液有良好的鑄造成性能,尤其要防止鐵液的白口傾向收縮傾向.
a)要精確控制碳當量(3.9-4.1%),低於下限時,則鐵液的收縮傾向加大,在前述部位出現縮孔缺陷的可能性就越大.
b)對高碳當量鐵液低合金化處理時,要控制可能由此引起收縮增大的傾向,一些增大灰鐵白口傾向,收縮傾向的合金元素,要嚴格用量.如前述Cr,會降低共晶溫度擴大凝固溫度區間,其用量不得超過0.035%等.
c)電爐內採用增碳劑調整碳當量(碳量)時,一定要有充分吸收增c的時間,否則會出現增碳假象.這樣的鐵水澆注的產品.往往會出現收縮.
d)要控制原鐵水中非合金化帶來的一些有害元素的含量,如P,Ti,V等到也會增加鐵液的收縮傾向.
8加工性能
切削加工性能差是我國發動機鑄件普遍存在一個問題,也是與國外鑄件質量最在的差距所在.即使國產鑄件與進口KD件的化學成份,基體金相組織乃至硬度值相近,但國產鑄件的切削加工性能仍遠不及進口KD件,有時刀具消耗相差一倍以上.
8.1原因
8.1.1來自原材料的微量元素的影響
a,鐵中微量元素超標,如Ti,V,pb,Be,B等,這些微元素含量較高時,有的呈游離碳化物,氮化物等硬質點形式存在(碳化鈦,氮化鈦等),有的使硬質相索氏體數量明顯增加(如V等).
b,廢鐵中混入合金鋼(如Ti,V等),或使用了帶有鍍層的廢鐵。如鍍Pb廢鋼板。
C,有的元素(如pb,Be)增加鑄件的白口傾向。
8.1.2熔煉工藝不當,如在電爐中熔煉時間過長,鐵液白口化傾向加大.
8.1.3孕育等工藝不當,即所選用的孕育劑或孕育工藝未能消除鑄件斷面的敏感性,尤其未能消除5mm薄壁處的顯微組織硬質相.
8.2對策
8.2.1選用恰當的生鐵,控制生鐵中微量元素的含量,Ti<.05%,V≤0.01%,採用低碳鋼廢鋼,嚴禁廢鋼中混入合金鋼.
8.2.2避免合金化過程中產生過多的且分布不均勻的硬質相顯微組織.通常為保證良好的鑄造性能和達成 到較高的力學性能,一般都採用高碳當量輔以合金化措施.合金化的目的是增加珠光體量,並細化和穩定珠光體,但要避免產生白口化傾向,避免產生偏析,避免硬質相顯微組織出現,這就合理選擇並組合合金化元素.並最好採用孕育方式加入.
8.2.3改善切削加工性能十分重要的一環是;採取有效的孕育工藝.一般選用含Ca,Ba的孕育劑要優於傳統的75SiFe孕育劑,二是採用隨流孕育處理,這樣的孕育工藝可獲得均勻的組織以及均勻的顯微硬度,尤其是對壁厚差較大的汽缸體(汽缸蓋)鑄件,其最小壁厚5mm處的顯微組織與性能更趨均勻.
以上是根據我國鑄造企業近年來取得較大技術進步,鑄造材料供應也有較大改觀,總體水平有了較大提出升的情況,對中小型乘用車發動機灰鑄鐵汽缸體(汽缸蓋)鑄件生產中常見的,較為普遍遇到的鑄造缺陷及其對策所作的一個膚淺的分析,由於技術進步,一些不常見到,不常發生或是所佔比例很小的鑄造缺陷,如機械損傷,尺寸偏差,粒砂等,這里不再涉及.
❷ 小型格柵除污機有什麼使用效果
轉鼓超細格柵1、特點:主要有作用面積大,水力損失小,清渣徹底,分離效率高,集多種功能於一體,結構緊湊,維護工作方便,壽命長。局部受載,整體作用,從而使系統能承受較大的荷載並降低單根錨桿的錨固力要求 。2、工作原理:把它與水平面呈35°安裝在水渠中,污水從鼓的端頭流入鼓中,水通過柵網的柵縫流出,固體垃圾被過濾在柵網筐內,帶有耙齒的清潔臂在圓周運動時清理格柵縫隙,耙齒伸入柵網中,將固體取出。它不同於內進流格柵,當清潔臂處於最高點時,通過水的沖洗及擋渣板的作用,將垃圾從耙齒上清除下來,並掉入垃圾收集裝置螺旋輸送斗中,在輸送過程中通過變螺距的作用被脫水,在最上端壓縮區被擠干,而擠壓水被迴流至水渠,垃圾最後送入集裝箱或後繼設備,再進行處理。
❸ mg-al類合金的熔煉,鑄造有什麼特點
一.Al-Mg-Si系合金的基本特點:
6063鋁合金的化學成份在GB/T5237-93標准中為0.2-0.6%的硅、0.45-0.9%的鎂、鐵的最高限量為0. 35%,其餘雜質元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小於0.1%。這個成份范圍很寬,它還有很大選擇餘地。
6063鋁合金是屬鋁-鎂-硅系列可熱處理強化型鋁合金,在AL-Mg-Si組成的三元系中,沒有三元化合物,只有兩個二元化合物Mg2Si和Mg2Al3,以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界,構成兩個三元系,α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3,如圖一、田二所示:
在Al-Mg-Si系合金中,主要強化相是Mg2Si,合金在淬火時,固溶於基體中的Mg2Si越多,時效後的合金強度就越高,反之,則越低,如圖2所示,在α(Al)-Mg2Si偽二元相圖上,共晶溫度為595℃,Mg2Si的最大溶解度是1.85%,在500℃時為1. 05%,由此可見,溫度對Mg2Si在Al中的固溶度影響很大,淬火溫度越高,時效後的強度越高,反之,淬火溫度越低,時效後的強度就越低。有些鋁型材廠生產的型材化學成份合格,強度卻達不到要求,原因就是鋁捧加熱溫度不夠或外熱內冷,造成型材淬火溫度太低所致。
在Al-Mg-Si合金系列中,強化相Mg2Si的鎂硅重量比為1.73,如果合金中有過剩的鎂(即Mg:Si>1. 73),鎂會降低Mg2Si在鋁中的固溶度,從而降低Mg2Si在合金中的強化效果。如果合金中存在過剩的硅,即Mg:Si<1.73,則硅對Mg2Si在鋁中的固溶度沒有影響,由此可見,要得到較高強度的合金,必須Mg:Si<1.73。
二.合金成份的選擇
1.合金元素含量的選擇
6063合金成份有一個很寬的范圍,具體成份除了要考慮機械性能、加工性能外,還要考慮表面處理性能,即型材如何進行表面處理和要得到什麼樣的表面。例如,要生產磨砂料,Mg/Si應小一些為好,一般選擇在Mg/Si=1-1.3范圍,這是因為有較多相對過剩的Si,有利於型材得到砂狀表面;若生產光亮材、著色材和電泳塗漆材,Mg/Si在1.5-1.7范圍為好,這是因為有較少過剩硅,型材抗蝕性好,容易得到光亮的表面。
另外,鋁型材的擠壓溫度一般選在480℃左右,因此,合金元素鎂硅總量應在1.0%左右,因為在500℃時,Mg2Si在鋁中的固溶度只有1.05%,過高的合金元素含量會導致在淬火時Mg2Si不能全部溶入基體,有較多的末溶解Mg2Si相,這些Mg2Si相對合金的強度沒有多少作用,反而會影響型材表面處理性能,給型材的氧化、著色(或塗漆)造成麻煩。
2.雜質元素的影響
①鐵,鐵是鋁合金中的主要雜質元素,在6063合金中,國家標准中規定不大於0.35,如果生產中用一級工業鋁錠,一般鐵含量可控制在0.25以下,但如果為了降低生產成本,大量使用回收廢鋁或等外鋁,鐵就根容易超標。Fe在鋁中的存在形態有兩種,一種是針狀(或稱片狀)結構的β相(Al9Fe2Si2),一種為粒狀結構的α相(Al12Fe3Si),不同的相結構,對鋁合金有不同的影響,片狀結構的β相要比粒狀結構α相破壞性大的多,β相可使鋁型材表面粗糙、機械性能、抗蝕性能變差,氧化後的型材表面發青,光澤下降,著色後得不到純正色調,因此,鐵含量必須加以控制。
為了減少鐵的有害影響可採取如下措施。
a)熔煉、鑄造用所有工具在使用前塗涮塗料,盡可能減少鐵溶人鋁液。
b)細化晶粒,使鐵相變細,變小,減少其有害作用。
c)加入適量的鍶,使β相轉變成α相,減少其有害作用。
d)對廢雜料細心挑選,盡可能的減少鐵絲、鐵釘、鐵屑等雜物進入熔鋁爐造成鐵含量升高。
②其它雜質元素
其它雜質元素在電解鋁錠中都很少,遠遠低於國家標准,在使用回收廢雜鋁時就可能超過標准;在生產中,不但要控制每個元素不能超標,而且要控制雜質元素總量也不能超標,當單個元素含量不超標,但總量超標時,這些雜質元素同樣對型材質量有很大影響。特別需要提出強調的是,實踐證明,鋅含量到0.05時(國標中不大於0.1)型材氧化後表面就出現白色斑點,因此鋅含量要控制到0.05以下。
三.6063鋁合金的熔煉
1.控制好熔煉溫度
鋁合金熔煉是生產優質鑄棒的最重要工藝環節之一,若工藝控制不當,會在鑄捧中產生夾渣、氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等多種鑄造缺陷,因此必須嚴加控制。
6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳,過低會增大夾渣的產生,過高會增大吸氫、氧化、氮化燒損。研究表明,鋁液中氫氣的溶解度在760℃以上急劇上升,當熱減少吸氫的途徑還有許多,如烘乾溶煉爐和熔煉工具,防止使用熔劑受潮變質等。但熔煉溫度是最敏感因素之一,過離的熔煉溫度不但浪費能源,增加成本,而且是造成氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等缺陷的直接成因。
2.選用優良的熔劑和適當的精煉工藝
熔劑是鋁合金熔煉中使用的重要輔助材料,目前市場上所售熔劑中主要成份為氯化物,氟化物,其中氯化物吸水性強,容易受潮,因此,熔劑的生產中必須烘乾所用原料,徹底除去水份,包裝要密封,運輸、保管中要防止破損,還要注意生產日期,如保管日期過長,同樣會發生吸潮現象,在6063鋁合金的熔煉中,使用的除渣劑、精煉劑、覆蓋劑等熔劑如果吸潮,都會使鋁液產生不同程度的吸氫。
選擇好的精煉劑,選擇合適的精練工藝也是非常重要的,目前6063鋁合金的精煉絕大多數採用噴粉精煉,這種精煉方法能使精煉劑與鋁液充分接觸,可使精煉劑發揮最大效能。雖然這個特點是顯而易見的,但是精煉工藝也必須注意,否則得不到應有效果,噴粉精煉中所用氮氣壓力以小為好,能滿足吹出粉劑為佳,精煉中如果使用的氮氣不是高純氯(99.99%N2),吹入鋁液的氮氣越多,氟氣中的水份使鋁液產生的氧化和吸氫越多。另外,氟氣壓力高,侶液產生的翻卷波浪大,增大產生氧化夾渣的可能性。如果精煉中使用的是高純氮,精煉壓力大,產生的氣泡大,大氣泡在鋁液中的浮力大,氣泡迅速上浮,在鋁液中的停留時間短,除氫效果並不好,浪費氮氣,增加成本。因此氮氣應少用,精煉劑應多用,多用精煉劑只有好處,沒有壞處。噴粉精煉的工藝要點是用盡可能少的氣體,噴進鋁液盡可能多的精煉劑。
3.晶粒細化
晶粒細化是鋁合金熔鑄中暈重要的工藝之一,也是解決氣孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂紋等鑄造缺陷的最有效措施之一。在合金鑄造中,均是非平衡結晶,所有的雜質元素(當然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界,晶粒越小,晶界面積就越大,雜質元素(或合金元素)的均勻度就越高。對雜質元素而言,均勻度高,可減少它的有害作用,甚至將少量雜質元素的有害變為有益;對合金元素麵言,均勻度高,可發揮合金元素更大的合金化艘能,達到充分利用資源的目的。
細化晶粒、增大晶界面積、增大元素均勻度的作用可通過下面的計算加以說明。
假設金屬塊1與2有同樣的體積V,均由立方體晶粒構成,金屬塊1的晶粒邊長為2a,2的邊長為a,那麼金屬塊1的晶界面積為:
金屬塊2的晶界面積為:
金屬塊2的晶界面積是金屬塊1的2倍。
由此可見合金晶粒直徑減小一倍,晶界面積就要增大—倍,晶界單位面積上的雜質元素將減少一倍。
在6063鋁合金的生產中,對磨砂料來說,由於要通過腐蝕使型材產生均勻砂面,那麼合金元素及雜質元素的均勻分布就顯得尤為重要。晶粒越細,合金元素(雜質元素)的分布越均勻,腐蝕後得到的砂面就越均勻。
四.6063鋁合金的澆鑄
1.選擇合理的澆鑄溫度
合理的澆鑄溫度也是生產出優質鋁棒的重要因素,溫度過低,易產生夾渣、針孔等鑄造缺陷。溫度過高,易產生晶粒粗大、羽毛晶等鑄造缺陷。
做了晶粒細化處理後的6063鋁合金液,鑄造溫度可適當提高,一般可控制在720-740℃之間,這是因為:①鋁液經晶粒細化處理後變粘,容易凝固結晶。②鋁棒在鑄造中結晶前沿有一個液固兩相過度帶,較高的鑄造溫度有較窄的過度帶,過度帶窄有利於結晶前沿排出的氣體逸出,當然溫度不可過高,過高的鑄造溫度會縮短晶粒細化劑的有效時間,使晶粒變得相對較大。
2.有條件時,充分預熱,烘幹流槽、分流盤等澆鑄系統,防止水分與鋁液反應造成吸氫。
3.鑄造中,盡可能的避免鋁液的紊流和翻卷,不要輕易用工具攪動流槽及分流盤中的鋁液,讓鋁液在表面氧化膜的保護下平穩流人結晶器結晶,這是因為工具攪動鋁液和液流翻卷都會使鋁液表面氧化膜破裂,造成新的氧化,同時將氧化膜捲入鋁液。經研究表明,氧化膜有極強的吸附能力,它含有2%的水份,當氧化膜捲入鋁液後,氧化膜中的水份與鋁液反應,造成吸氫和夾渣。
4.對鋁液進行過濾,過濾是除去鋁液中非金屬夾渣最有效的方法,在6063鋁合金的鑄造中,一般用多層玻璃絲布過濾或陶瓷過濾板過濾,無論是採取何種過濾方法,為了保證鋁液能正常的過濾,鋁液在過濾前應除去表面浮渣,因為表面浮渣易堵塞過濾材料的過濾網孔,使過濾不能正常進行,除去鋁液表面浮渣的最簡單方法是在流槽中設置一擋渣板,使鋁液在過濾前除去浮渣。
五.6063鋁合金的均化處理
1.非平衡結晶
如圖三所示,是由A、B兩種元素構成的二元相圖的一部分,成份為F的合金凝固結晶,當溫度下降到T1時,固相平衡成份應為G,實際成份為G』,這是因為在鑄造生產中,冷卻凝固速度快,合金元素的擴散速度小於結晶速度,即固相成份不是按CD變化,而是按CD』變化,從而產生了晶粒內化學成份的不平衡現象,造成了非平衡結晶。
2.非平衡結晶產生的問題
鑄造生產出的鋁合金棒其內部組織存在兩方面的問題:①晶粒間存在鑄造應力;②非平衡結晶引起的晶粒內化學成份的不平衡。由於這兩個問題的存在,會使擠壓變得困難,同時,擠壓出的產品在機械性能、表面處理性能方面都有所下降。因此,鋁棒在擠壓前必須進行均勻化處理,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡。
3.均勻化處理
均勻化處理就是鋁棒在高溫(低於過燒溫度)下通過保溫,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡的熱處理。Al-Mg-Si系列的合金過燒溫度應該是595℃,但由於雜質元素的存在,實際的6063鋁合金不是三元系,而是一個多元系,因此,實際的過燒溫度要比595℃低一些,6063鋁合金的均勻化溫度可選在530-550℃之間,溫度高,可縮短保溫時間,節約能源,提高爐子的生產率。
4.晶粒大小對均勻化處理的影響
由於固體原子之間的結合力很大,均勻化處理是在高溫下合金元素從晶界(或邊沿)擴散到晶內的過程,這個過程是很慢的。容易理解,粗大晶粒的均化時間要比細晶粒的均勻化時間長得多,因而晶粒越細,均勻化時間就越短。
5.均勻化處理的節能措施
均勻化處理需要在高溫下通過較長時間保溫,對能源需求大,處理成本高,因此,目前絕大多數型材廠對鋁棒未進行均勻化處理。其最重要的原因就是均勻化處理需要較高成本所致。降低均勻化處理成本的主要措施有:
①細化晶粒
細化晶粒可有效的縮短保溫時間,晶粒越細越好。
②加長鋁棒加熱爐,按均勻化和擠壓溫度分段控制,滿足不同工藝要求。這一工藝主要好處是:
a)不增加均勻化處理爐。
b)充分利用鋁捧均勻化後的熱能,避免擠壓時再次加熱鋁棒。
c)鋁捧加熱保溫時間長,內外溫度均勻,有利於擠壓和隨後的熱處理。
綜上所述,生產出優質6063鋁合金鑄棒,首先是根據生產的型材選擇合理的成分,其次是嚴格控制熔煉溫度、澆鑄溫度,做好晶粒細化處理、合金液的精煉、過濾等工藝措施,細心操作,避免氧化膜的破裂與捲入。最後,對鋁棒進行均勻化處理,這樣就可生產出優質鋁棒,為生產優質型材提供一個可靠的物質基礎。
❹ 什麼是橋梁附屬設施
鐵路橋梁:接觸網立柱基礎, 接觸網、 擋渣牆、檢查平台、檢查梯、排水管等排水設施
公路橋梁:光電方面 排水設施 擋牆 綠化隔離帶
❺ 鑄造缺陷都有哪些種類類型
鑄造鑄鐵件常見的缺陷有:氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂、冷隔、澆不足、縮松、縮孔、缺肉,肉瘤等。
1、氣孔
氣體在金屬液結殼之前未及時逸出,在鑄件內生成的孔洞類缺陷。氣孔的內壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產生氣孔後,將會減小其有效承載面積,且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的緻密性,致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外,氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。
防止氣孔的產生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的最高處增設出氣冒口等。
球墨鑄鐵件皮下氣孔缺陷:
球墨鑄鐵件的生產過程中,在熱處理、拋丸清理後或機加工時常會發現一些直徑大約為0、5-3mm,形狀為球形、橢圓狀或針孔狀內壁光滑的孔洞,這些孔洞一般在鑄件表皮下2-3mm分布,這就是所謂的皮下氣孔。
皮下氣孔的形成是由於含鎂鐵液表面的張力大,容易形成氧化膜,這對阻礙析出氣體和入侵氣體的排出有一定影響,這些氣體滯留於皮下就會形成氣孔。另外,球墨鑄鐵糊狀凝固特點使氣體通道較早被堵塞,也會促進皮下氣孔缺陷的形成。
2、粘砂
鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至會影響機器的壽命。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在鑄型表面塗刷防粘砂塗料等。
消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入,此種情況形成是由於金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力,金屬液滲入砂粒空隙而導致,如果在泡沫塑料模外表面塗掛一層緻密塗層,方可起到阻止金屬液滲入的作用,從而有效防止鑄件產生機械粘砂。化學粘砂的產生多由於型料耐火度不高、熔融溫度較低所致,當澆入高溫金屬液後很容易被金屬液所熔融,形成節瘤等缺陷,因此,在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗料,對於防止化學粘砂很有利。
3、夾砂
在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產生。
鑄件中產生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方,型腔上表面受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。
4、砂眼
在鑄件內部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。
5、脹砂
澆注時在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動,鑄件局部脹大形成的缺陷。為了防止脹砂,應提高砂型強度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力,並適當降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結殼,以降低金屬液對鑄型的壓力。
6、冷隔和澆不足
液態金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動,將使鑄件產生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時,會使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時,鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學性能嚴重受損。
防止澆不足和冷隔:提高澆注溫度與澆注速度。
7、孔眼類缺陷
就消失模鑄造中的孔眼類缺陷而言,其一般可以分為渣孔和砂孔,其中渣孔是液態金屬帶入熔渣及模樣裂解的固相產物不能排除,漂浮在鑄件表面,鑄件冷卻後形成的,因此在熔煉時除渣要徹底,嚴格擋渣操作,澆注系統設計要利於除渣,提升澆注溫度,選取除渣性好的澆包及設置過濾網擋渣;砂孔缺陷是澆注時干砂進入液態金屬,最後積聚到鑄件表面噴丸處理掉砂子後留下的孔眼,要防止砂孔缺陷產生要求模樣組合粘結要緊密,直澆道密封要好,避免模樣在砂箱中粘結,澆冒口連接處和模樣轉角處要圓滑過渡。
8、塌箱缺陷
塌箱缺陷有時也被稱為塌型缺陷或者鑄型潰散,隨著消失模鑄造工藝應用的日趨成熟,有關塌箱缺陷的產生原因和防治辦法已經有了相對詳盡的研究結果,研究結果證實,塌箱缺陷的產生原因並非單方面的,下面就塌箱缺陷的產生原因做出以下總結:
a、在澆注過程中,消失模模樣分解產生的氣體量太多且急,鑄型排氣速度趕不上,加上真空泵吸氣不足,容易導致鑄型潰散、坍塌;
b、金屬液「閃流」是造成塌型缺陷產生的原因之一,所謂金屬液「閃流」就是在澆注中,部分已經流入填充消失模模樣位置的金屬液在受到外界作用的情況下改流到其他部位,使得原來置換出來的位置無金屬液或者金屬充填占據。該類問題多發生在頂注、鑄件存在大平面、一型多模樣這幾種情況;
c、如果金屬液的浮力過大,會使鑄型上部型砂容易變形,可能導致局部潰散;一般情況下,鑄型頂部吃砂量小,負壓度不夠,可能造成鑄件成型不良,甚至不能成型;
d、塗料的耐火度、高溫強度不夠,極容易產生消失模鑄件塌箱缺陷。消失模模樣在澆注過程中有緩沖金屬液充型和降溫的作用,同時可減弱金屬液沖刷鑄型。當金屬液置換消失模模樣而充型腔後,干砂主要就依靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型會發生潰散、坍塌,特別是大件內澆道上方極容易發生坍塌。
就消失模鑄件缺陷中塌箱缺陷而言,其一般多發生在澆注或者凝固環節,主要特徵是鑄型局部塌陷、潰型使鑄件不能成型或者局部多肉,要使消失模鑄件塌箱缺陷得到防治可以從以下幾個方面展開實施:
a、如果金屬液產生的浮力過大,會使得鑄型上部型砂容易變形從而產生局部潰散,要防止金屬液浮力大造成塌箱可以採取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法;
b、澆注過程中消失模模樣分解產生氣體量太多且急,鑄型排氣速度來不及會導致鑄型潰散,因此要選用低密度模料製作模樣,減少發氣量;
c、金屬液置換消失模模樣而充型腔後,干砂就靠塗料塗層支撐,當塗層強度不夠或者耐火度不夠時,局部鑄型就會潰散,因此要盡量選擇強度高、耐火度高、透氣性好的塗料;
d、合理設計澆注系統,直澆道與內澆道面積要適宜;澆注工藝要合理,盡量降低澆注溫度、控制澆注速度、不可斷流;
e、為了避免金屬液「閃流」造成塌箱,企業可以採取對金屬液沖刷劇烈區用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。
❻ 鑄造是否一定要用擋渣網
下面是常用的防止鑄件內部含渣的方法:
保持熔煉用的原材料及料坑內清潔無雜物;
熔煉時加降低渣溶點和聚渣的材料(以前是加生石灰,現在可能有更好的材料替代了);
熔煉時高溫出鐵水,然後靜置,利於渣浮到表面以辟除;
熔煉和澆注時勤用珍珠岩等聚渣,並辟渣、擋渣;
設計有擋渣功能的澆注系統;
合理選擇分型面和加工餘量,及冒口位置等,利於極少已經進入型腔的渣浮到冒口和加工餘量內;
擋渣網......
擋渣網只是方法之一,其他方法達到效果就可以不用它。擋渣網幾乎是最直接和有效的最後一道防線了。但每種零件或鐵水含渣高都靠擋渣網,可能會導致冷隔、澆不足等鑄造缺陷增加。
❼ Mg含量在鑄造中是什麼意思
一.Al-Mg-Si系合金的基本特點:6063鋁合金的化學成份在GB/T5237-93標准中為0.2-0.6%的硅、0.45-0.9%的鎂、鐵的最高限量為0.35%,其餘雜質元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小於0.1%。這個成份范圍很寬,它還有很大選擇餘地。6063鋁合金是屬鋁-鎂-硅系列可熱處理強化型鋁合金,在AL-Mg-Si組成的三元系中,沒有三元化合物,只有兩個二元化合物Mg2Si和Mg2Al3,以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界,構成兩個三元系,α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3,如圖一、田二所示:在Al-Mg-Si系合金中,主要強化相是Mg2Si,合金在淬火時,固溶於基體中的Mg2Si越多,時效後的合金強度就越高,反之,則越低,如圖2所示,在α(Al)-Mg2Si偽二元相圖上,共晶溫度為595℃,Mg2Si的最大溶解度是1.85%,在500℃時為1.05%,由此可見,溫度對Mg2Si在Al中的固溶度影響很大,淬火溫度越高,時效後的強度越高,反之,淬火溫度越低,時效後的強度就越低。有些鋁型材廠生產的型材化學成份合格,強度卻達不到要求,原因就是鋁捧加熱溫度不夠或外熱內冷,造成型材淬火溫度太低所致。在Al-Mg-Si合金系列中,強化相Mg2Si的鎂硅重量比為1.73,如果合金中有過剩的鎂(即Mg:Si>1.73),鎂會降低Mg2Si在鋁中的固溶度,從而降低Mg2Si在合金中的強化效果。如果合金中存在過剩的硅,即Mg:Si<1.73,則硅對Mg2Si在鋁中的固溶度沒有影響,由此可見,要得到較高強度的合金,必須Mg:Si<1.73。二.合金成份的選擇1.合金元素含量的選擇6063合金成份有一個很寬的范圍,具體成份除了要考慮機械性能、加工性能外,還要考慮表面處理性能,即型材如何進行表面處理和要得到什麼樣的表面。例如,要生產磨砂料,Mg/Si應小一些為好,一般選擇在Mg/Si=1-1.3范圍,這是因為有較多相對過剩的Si,有利於型材得到砂狀表面;若生產光亮材、著色材和電泳塗漆材,Mg/Si在1.5-1.7范圍為好,這是因為有較少過剩硅,型材抗蝕性好,容易得到光亮的表面。另外,鋁型材的擠壓溫度一般選在480℃左右,因此,合金元素鎂硅總量應在1.0%左右,因為在500℃時,Mg2Si在鋁中的固溶度只有1.05%,過高的合金元素含量會導致在淬火時Mg2Si不能全部溶入基體,有較多的末溶解Mg2Si相,這些Mg2Si相對合金的強度沒有多少作用,反而會影響型材表面處理性能,給型材的氧化、著色(或塗漆)造成麻煩。2.雜質元素的影響①鐵,鐵是鋁合金中的主要雜質元素,在6063合金中,國家標准中規定不大於0.35,如果生產中用一級工業鋁錠,一般鐵含量可控制在0.25以下,但如果為了降低生產成本,大量使用回收廢鋁或等外鋁,鐵就根容易超標。Fe在鋁中的存在形態有兩種,一種是針狀(或稱片狀)結構的β相(Al9Fe2Si2),一種為粒狀結構的α相(Al12Fe3Si),不同的相結構,對鋁合金有不同的影響,片狀結構的β相要比粒狀結構α相破壞性大的多,β相可使鋁型材表面粗糙、機械性能、抗蝕性能變差,氧化後的型材表面發青,光澤下降,著色後得不到純正色調,因此,鐵含量必須加以控制。為了減少鐵的有害影響可採取如下措施。a)熔煉、鑄造用所有工具在使用前塗涮塗料,盡可能減少鐵溶人鋁液。b)細化晶粒,使鐵相變細,變小,減少其有害作用。c)加入適量的鍶,使β相轉變成α相,減少其有害作用。d)對廢雜料細心挑選,盡可能的減少鐵絲、鐵釘、鐵屑等雜物進入熔鋁爐造成鐵含量升高。②其它雜質元素其它雜質元素在電解鋁錠中都很少,遠遠低於國家標准,在使用回收廢雜鋁時就可能超過標准;在生產中,不但要控制每個元素不能超標,而且要控制雜質元素總量也不能超標,當單個元素含量不超標,但總量超標時,這些雜質元素同樣對型材質量有很大影響。特別需要提出強調的是,實踐證明,鋅含量到0.05時(國標中不大於0.1)型材氧化後表面就出現白色斑點,因此鋅含量要控制到0.05以下。三.6063鋁合金的熔煉1.控制好熔煉溫度鋁合金熔煉是生產優質鑄棒的最重要工藝環節之一,若工藝控制不當,會在鑄捧中產生夾渣、氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等多種鑄造缺陷,因此必須嚴加控制。6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳,過低會增大夾渣的產生,過高會增大吸氫、氧化、氮化燒損。研究表明,鋁液中氫氣的溶解度在760℃以上急劇上升,當熱減少吸氫的途徑還有許多,如烘乾溶煉爐和熔煉工具,防止使用熔劑受潮變質等。但熔煉溫度是最敏感因素之一,過離的熔煉溫度不但浪費能源,增加成本,而且是造成氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等缺陷的直接成因。2.選用優良的熔劑和適當的精煉工藝熔劑是鋁合金熔煉中使用的重要輔助材料,目前市場上所售熔劑中主要成份為氯化物,氟化物,其中氯化物吸水性強,容易受潮,因此,熔劑的生產中必須烘乾所用原料,徹底除去水份,包裝要密封,運輸、保管中要防止破損,還要注意生產日期,如保管日期過長,同樣會發生吸潮現象,在6063鋁合金的熔煉中,使用的除渣劑、精煉劑、覆蓋劑等熔劑如果吸潮,都會使鋁液產生不同程度的吸氫。選擇好的精煉劑,選擇合適的精練工藝也是非常重要的,目前6063鋁合金的精煉絕大多數採用噴粉精煉,這種精煉方法能使精煉劑與鋁液充分接觸,可使精煉劑發揮最大效能。雖然這個特點是顯而易見的,但是精煉工藝也必須注意,否則得不到應有效果,噴粉精煉中所用氮氣壓力以小為好,能滿足吹出粉劑為佳,精煉中如果使用的氮氣不是高純氯(99.99%N2),吹入鋁液的氮氣越多,氟氣中的水份使鋁液產生的氧化和吸氫越多。另外,氟氣壓力高,侶液產生的翻卷波浪大,增大產生氧化夾渣的可能性。如果精煉中使用的是高純氮,精煉壓力大,產生的氣泡大,大氣泡在鋁液中的浮力大,氣泡迅速上浮,在鋁液中的停留時間短,除氫效果並不好,浪費氮氣,增加成本。因此氮氣應少用,精煉劑應多用,多用精煉劑只有好處,沒有壞處。噴粉精煉的工藝要點是用盡可能少的氣體,噴進鋁液盡可能多的精煉劑。3.晶粒細化晶粒細化是鋁合金熔鑄中暈重要的工藝之一,也是解決氣孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂紋等鑄造缺陷的最有效措施之一。在合金鑄造中,均是非平衡結晶,所有的雜質元素(當然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界,晶粒越小,晶界面積就越大,雜質元素(或合金元素)的均勻度就越高。對雜質元素而言,均勻度高,可減少它的有害作用,甚至將少量雜質元素的有害變為有益;對合金元素麵言,均勻度高,可發揮合金元素更大的合金化艘能,達到充分利用資源的目的。細化晶粒、增大晶界面積、增大元素均勻度的作用可通過下面的計算加以說明。假設金屬塊1與2有同樣的體積V,均由立方體晶粒構成,金屬塊1的晶粒邊長為2a,2的邊長為a,那麼金屬塊1的晶界面積為:金屬塊2的晶界面積為:金屬塊2的晶界面積是金屬塊1的2倍。由此可見合金晶粒直徑減小一倍,晶界面積就要增大—倍,晶界單位面積上的雜質元素將減少一倍。在6063鋁合金的生產中,對磨砂料來說,由於要通過腐蝕使型材產生均勻砂面,那麼合金元素及雜質元素的均勻分布就顯得尤為重要。晶粒越細,合金元素(雜質元素)的分布越均勻,腐蝕後得到的砂面就越均勻。四.6063鋁合金的澆鑄1.選擇合理的澆鑄溫度合理的澆鑄溫度也是生產出優質鋁棒的重要因素,溫度過低,易產生夾渣、針孔等鑄造缺陷。溫度過高,易產生晶粒粗大、羽毛晶等鑄造缺陷。做了晶粒細化處理後的6063鋁合金液,鑄造溫度可適當提高,一般可控制在720-740℃之間,這是因為:①鋁液經晶粒細化處理後變粘,容易凝固結晶。②鋁棒在鑄造中結晶前沿有一個液固兩相過度帶,較高的鑄造溫度有較窄的過度帶,過度帶窄有利於結晶前沿排出的氣體逸出,當然溫度不可過高,過高的鑄造溫度會縮短晶粒細化劑的有效時間,使晶粒變得相對較大。2.有條件時,充分預熱,烘幹流槽、分流盤等澆鑄系統,防止水分與鋁液反應造成吸氫。3.鑄造中,盡可能的避免鋁液的紊流和翻卷,不要輕易用工具攪動流槽及分流盤中的鋁液,讓鋁液在表面氧化膜的保護下平穩流人結晶器結晶,這是因為工具攪動鋁液和液流翻卷都會使鋁液表面氧化膜破裂,造成新的氧化,同時將氧化膜捲入鋁液。經研究表明,氧化膜有極強的吸附能力,它含有2%的水份,當氧化膜捲入鋁液後,氧化膜中的水份與鋁液反應,造成吸氫和夾渣。4.對鋁液進行過濾,過濾是除去鋁液中非金屬夾渣最有效的方法,在6063鋁合金的鑄造中,一般用多層玻璃絲布過濾或陶瓷過濾板過濾,無論是採取何種過濾方法,為了保證鋁液能正常的過濾,鋁液在過濾前應除去表面浮渣,因為表面浮渣易堵塞過濾材料的過濾網孔,使過濾不能正常進行,除去鋁液表面浮渣的最簡單方法是在流槽中設置一擋渣板,使鋁液在過濾前除去浮渣。五.6063鋁合金的均化處理1.非平衡結晶如圖三所示,是由A、B兩種元素構成的二元相圖的一部分,成份為F的合金凝固結晶,當溫度下降到T1時,固相平衡成份應為G,實際成份為G』,這是因為在鑄造生產中,冷卻凝固速度快,合金元素的擴散速度小於結晶速度,即固相成份不是按CD變化,而是按CD』變化,從而產生了晶粒內化學成份的不平衡現象,造成了非平衡結晶。2.非平衡結晶產生的問題鑄造生產出的鋁合金棒其內部組織存在兩方面的問題:①晶粒間存在鑄造應力;②非平衡結晶引起的晶粒內化學成份的不平衡。由於這兩個問題的存在,會使擠壓變得困難,同時,擠壓出的產品在機械性能、表面處理性能方面都有所下降。因此,鋁棒在擠壓前必須進行均勻化處理,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡。3.均勻化處理均勻化處理就是鋁棒在高溫(低於過燒溫度)下通過保溫,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡的熱處理。Al-Mg-Si系列的合金過燒溫度應該是595℃,但由於雜質元素的存在,實際的6063鋁合金不是三元系,而是一個多元系,因此,實際的過燒溫度要比595℃低一些,6063鋁合金的均勻化溫度可選在530-550℃之間,溫度高,可縮短保溫時間,節約能源,提高爐子的生產率。4.晶粒大小對均勻化處理的影響由於固體原子之間的結合力很大,均勻化處理是在高溫下合金元素從晶界(或邊沿)擴散到晶內的過程,這個過程是很慢的。容易理解,粗大晶粒的均化時間要比細晶粒的均勻化時間長得多,因而晶粒越細,均勻化時間就越短。5.均勻化處理的節能措施均勻化處理需要在高溫下通過較長時間保溫,對能源需求大,處理成本高,因此,目前絕大多數型材廠對鋁棒未進行均勻化處理。其最重要的原因就是均勻化處理需要較高成本所致。降低均勻化處理成本的主要措施有:①細化晶粒細化晶粒可有效的縮短保溫時間,晶粒越細越好。②加長鋁棒加熱爐,按均勻化和擠壓溫度分段控制,滿足不同工藝要求。這一工藝主要好處是:a)不增加均勻化處理爐。b)充分利用鋁捧均勻化後的熱能,避免擠壓時再次加熱鋁棒。c)鋁捧加熱保溫時間長,內外溫度均勻,有利於擠壓和隨後的熱處理。綜上所述,生產出優質6063鋁合金鑄棒,首先是根據生產的型材選擇合理的成分,其次是嚴格控制熔煉溫度、澆鑄溫度,做好晶粒細化處理、合金液的精煉、過濾等工藝措施,細心操作,避免氧化膜的破裂與捲入。最後,對鋁棒進行均勻化處理,這樣就可生產出優質鋁棒,為生產優質型材提供一個可靠的物質基礎。
❽ 高壓鍋燉排骨的時候,需要幾分鍾呢
電壓力鍋大約需要半個小時,這取決於你要做多少食物,如果你有很多排骨和湯在裡面,則需要30-40分鍾。另外,由於電壓力鍋的密封性能差,存在漏氣現象,也會延長燉排骨的時間。因為密封膠圈除了防止電壓力鍋漏氣外,更重要的是在電壓力鍋壓力很大的情況下釋放不了壓力的作用。如果密封膠圈老化或松動脫落,就不能完全嵌入高壓鍋蓋,會使高壓鍋內的壓力不穩定,從而影響烹飪時間。
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❾ 污水處理格柵除污機是作什麼用的
格柵除污機主要特點
1、格柵和水流形成35°角,因為折流的形成,即使厚度小於格柵縫隙的許多污物也能被分離出來;
2、格柵裝備有沖洗裝置,擋耙裝置,具有自凈功能;
3、圓柱形結構使格柵比傳統格柵過水流量增大,水頭損失減少,而且格柵前的堆積平面減少;
4、所有與水接觸的部件都由不銹鋼製作成,並經過酸洗純化處理,在所有的民用污水和大多數工業用水中,防腐性能強,壽命長;
5、通過格柵一體化打撈,輸送,壓縮處理,即節省了佔地面積,也減少了垃圾的後繼處理費用;
6、幾乎不需要維修,旋轉點上無需加油,驅動裝置加油次數極少;
工作原理
設備與水平面呈35°安裝在水渠中,污水從鼓的端頭流入鼓中,水通過柵網的柵縫流出, 固體垃圾被過濾在柵網筐內,帶有耙齒的清潔臂在圓周運動時清理格柵縫隙,耙齒伸入柵網中,將固體取出,當清潔臂處於最高點時,通過水的沖洗及擋渣板的作用, 將垃圾從耙齒上清除下來,並掉入垃圾收集裝置螺旋輸送斗中,在輸送過程中通過變螺距的作用被脫水,在最上端壓縮區被擠干,而擠壓水被迴流至水渠, 垃圾最後送入集裝箱或後繼設備,再進行處理。