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这个草帽为什么会缩?

 熔模铸造每天学 2022-07-01 发布于陕西
       今天我们来讨论一个草帽型的铸件,在这次生产中批量报废。投入二十多件,最后幸存数为个位数。我统计了一下,大约缩松和气孔各占一半,有的是缩松与气孔并存。我们今天先来讨论为什么会缩?至于气孔,我们回头再讨论。

图一,圆圈部位为缩松,红点部位为气孔
        这个产品的结构实际上是一个平面与一个草帽呈一定角度相贯形成的。由于不是直角,所以平板与帽沿、帽体三部位相交形成的四个窝(热节)是不一样的。下图为锐角窝。

图二,图示窝为平板与帽沿夹角为锐角
那么,另外一边则为钝角窝。实际缩松发生的位置为锐角窝。下图为产品组合图。该铸件为

图三,组合图,数字标识为浇道
一组两件。从图中可以看出,在铸件热节部位(窝位置)有两个浇口分别对应进行补缩,还有另外三个直浇道对平面部位进行引流和补缩。另外,铸件上部有两个加强筋分别与铸件上部平面相连。
        下面我们来分析为什么会产生缩松。其实,我们在前面的讨论中屡次提到,缩松缩孔产生的原因无非有两点:1.补缩不够,2.散热不好。首先来看补缩的情况。补缩不够也有三种情况:1.浇口尺寸过小(截面积),不足以提供充足的金属液;2.浇口太长(垂直于截面积方向尺寸),补缩距离加长,补缩效果变差。3.直浇道太小,不足以提供金属液补缩。从上图可以看出,这三种现象基本上都没有问题。所以这个思路可能不对。
      是散热不好造成的?因为散热不好,导致该处(缩松处)长热不衰,最后无奈缩松。从铸造理论上来说,这个缩松部位属于三壁交界,本来就是热节,也是铸件上稍不留神就容易发生缺陷的地方。如果不仔细对待,发生缩松缩孔的几率将大增。另外,图一所示的锐角窝,在铸件设计时应该是尽量避免的,如果必须是这样的结构,那么就必须从工艺设计上来保证这样的结构尽量不出问题。再者,在涂料制壳时这个“窝”位由于特殊结构壁厚会增加很多,散热难度加大,更加剧了热节效应。所以更需特别照顾。
       今天我又一次检查了铸件的组合图,发现图示尺寸并没有限定。因为这个浇口正好是补缩缩孔位置,如果尺寸不限定,操作人员组合

图四,产品组合工艺图,图中圆圈尺寸未定
起来会自由度很大,从而导致铸件质量上下起伏不稳定。下面的图是实际组合后的效果。看

​图五,组合后实际距离。12mm和6mm
起来跟图纸相差太大。另外还有一点就是内浇口8mm跟热节比起来有点小。

​图六,浇口与热节对比示意图
       从上面的分析我们似乎找到了铸件缩松的一些理由:1.铸件本身结构存在热节,相对来说锐角边的热节更容易聚热。2.在制壳后锐角边的热节处模壳厚度剧增,导致散热不良。3.铸件组合方案对内浇口与热节处的相对位置未予限定,导致操作人员工作自由度加大,造成铸件质量不稳定。4.内浇口尺寸相对热节尺寸显小。另外,热节部位散热不良还有一个原因就是身后有三个横浇道也在散热,减慢了热节散热的过程。当然,这不一定是主要因素。影响铸件质量的因素非常多,有时候可能是若干个因素叠加最终形成这个结果。
        还要指出的一点是对待热节在铸造工艺上有两种办法:一种叫丢弃法,扔的远远的,这就是冷端;另一种是亲密法,对其重点对待,加设冒口,增强散热,这是顺序凝固的原则。
        今天更新比较迟,是因为我自己觉得理由不能说服我自己,所以,又对铸件进行了一番研究。最后,总算对大家有个交代。
       其实,我觉得在分析铸件原因时,要用减法,减去一个个非主要因素,留下的就是主因;设计铸件工艺时要用加法,要把所有的限定条件加上,使铸件质量波动范围较小。
        今天的分享就到这里,我是铸造工程师,关注我,学习不一样的熔模铸造。

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