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覆膜砂鑄造的強度和發氣量的確定方法

在原砂質量和樹脂質量的前提下，影響覆膜砂強度的關鍵因素主要取于酚醛樹脂的加入量。酚醛樹脂加入量多，則強度就提高，但發氣量也增加，潰散性就降低。因此在生產應用中要控制覆膜砂的強度來減少發氣量，提高潰散性，在強度標準的制訂時定要找到一個平衡點。這個平衡點就是砂芯的表面質量及在澆注時不產生變形、不產生斷芯前提下的強度。這樣才能鑄件的表面質量和尺寸精度，又可以減少發氣量，減少鑄造件氣孔缺陷，提高砂芯的出砂性能。對砂芯存放，搬運過程中可以采用工位器具、砂芯小車，并在其上面鋪有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海綿，這樣可以減少砂芯的損耗率。

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視頻作者：安徽偉工機械科技有限公司

鑄件內應力及裂紋的產生及預防措施

1.鑄件的變形與防止

     如前所述，在熱應力的作用下，鑄件薄的部分受壓應力,厚的部分受拉應力，但鑄件總是力圖通過變形來減緩其內應力。因此，鑄件常發生不同程度的變形。鑄件的變形往往使鑄件精度降低，嚴重時可以使鑄件報廢，應予防止。因鑄件變形是由鑄造應力引起，減小和防止鑄造應力的辦法，是防止鑄件變形的措施。

2.鑄件的裂紋與防止

     當鑄造內應力超過金屬的強度時，鑄件便產生裂紋。裂紋是嚴重的鑄造缺陷，設法防止。裂紋按形成的溫度范圍分為熱裂和冷裂兩種。

（1）熱裂

① 熱裂的產生

      一般是在凝固末期，金屬處于固相線附近的高溫時形成的。其形狀特征是裂縫短，縫隙寬，形狀曲折，縫內呈氧化顏色。鑄件結構不合理，合金收縮大，型（芯）砂退讓性差以及鑄造工藝不合理等均可引發熱裂。鋼和鐵中的硫、磷降低了鋼和鐵的韌性，使熱裂傾向增大。

② 熱裂的防止

      合理地調整合金成分（嚴格控制鋼和鐵中的硫、磷含量），合理地設計鑄件結構，采用同時凝固的原則和型（芯）砂的退讓性，都是防止熱裂的措施。

（2）冷裂

① 冷裂的產生

      冷裂是鑄件冷卻到低溫處于彈性狀態時所產生的熱應力和收縮應力的總和，如果大于該溫度下合金的強度，則產生冷裂。冷裂是在較低溫度下形成的，其裂縫細小，呈連續直線狀，縫內干凈，有時呈輕微氧化色。壁厚差別大、形狀復雜的鑄件，尤其是大而薄的鑄鐵平板易于發生冷裂。

② 冷裂的防止

      凡是減小鑄造內應力或降低合金脆性的措施，都能防止冷裂的形成。例如：鋼和鑄鐵中的磷能顯著降低合金的沖擊韌性，增加脆性，容易產生冷裂傾向，因此在金屬熔煉中嚴格加以限制。

　某公司為了節約成本，多用廢鋼，在兩個月內試制合成高牌號灰鑄鐵，廢鋼用量一度達60%，有一段時間除加入廢鋼外另加回爐料和少量鐵屑，初質量不錯，但一段時間后發現鑄件批量縮孔、縮松和有白色硬斑，并且持續不斷越來越嚴重。

　　此缺陷成因：初步判斷是鐵液中MnS的含量過高而引起的鑄件顯微縮孔、縮松，MnS富集形成白色硬斑。這是由于高牌號灰鐵HT300成分要求Mn含量較高（1%左右），加之廢鋼自身錳也高（船板中的16錳鋼含Mn在1.6%），而廢鋼中的S以及回爐鐵（包括鐵屑）中的S和錳反應產生的MnS在爐料中的積累達到程度，就會產生過量，從而產生上述缺陷。

　　為了減少鐵液中的MnS含量，一般用加入量的鐵（低S低Mn）來調整，另外提高孕育效果，可使MnS細化，減弱其不良影響。

　　廢鋼加入量過大時，由于廢鋼熔點在1530℃左右，而生鐵和回爐料的熔點只是1230℃左右，多用廢鋼增加了電耗，加大了鐵液的過冷傾向，還吸附大量的氮氣，一般來說合成鑄鐵工藝并不適用于灰鑄鐵，而比較適用于球鐵。

　　前面已經說過，中頻感應電爐熔煉鑄鐵工藝對比沖天爐熔煉，除了具有熔化溫度高的優勢外，卻有不少缺點，主要有三個方面的問題：一是鐵液過冷傾向較大，極易產生影響材料力學性能的D、E型石墨；二是鐵液純凈，異質結晶較少，導致孕育效果差，在同等成分條件下，鑄件強度偏低鐵質偏硬；三是收縮傾向較大，在高牌號灰鑄鐵中錳含量較高時，容易產生顯微縮孔、縮松。