翻砂鑄造是指用粘土(tǔ)粘(zhān)結砂(shā)作造型材料生產(chǎn)鑄件,是曆史悠(yōu)久的工藝方法,也是應用(yòng)範圍廣的(de)工藝方法。說起(qǐ)曆史悠久,可追溯到(dào)幾千年以前;論其應用範(fàn)圍,則可說世界各地(dì)無一處不用。那麽,
小型(xíng)翻砂鑄造廠小編(biān)講一下關於翻砂鑄造(zào)過程(chéng)中的溫度控製是確保鑄件(jiàn)質量的關鍵因素(sù)之一,它涉及多個環節,具體如下(xià):
一、熔煉環節的溫(wēn)度控製
熔爐(lú)類型與特點
衝天爐:這是熔煉鑄鐵常用的設(shè)備。其工作原理是(shì)利用焦炭燃燒產生的熱量使金屬爐料熔化。在熔煉過程(chéng)中,要根據爐料的種類和配比(bǐ)來控(kòng)製送風強度和焦炭用量,從而調節熔煉溫度(dù)。例如,增加焦炭量和送風強度可以提(tí)高爐溫,但也要注意避免溫度過高導致金屬液過度(dù)氧化。一般衝天爐熔(róng)煉鑄鐵的溫度(dù)可達到 1300 - 1450℃。
電爐:包括電弧爐(lú)和感應(yīng)電爐。電弧爐是利用電(diàn)極與爐料之間產生的電弧熱來熔煉金屬,感應電爐則是通過電磁感應使爐料自身發熱。電爐熔煉溫度控製相對精確。例如,感應電爐熔煉鑄鐵時,可通(tōng)過調節輸入功率來精(jīng)確控製溫度,能(néng)將溫度穩定(dìng)在 1400 - 1500℃左右,適合熔煉高質量要(yào)求的鑄鐵或鑄鋼。
熔(róng)煉過程溫度監(jiān)測與調節
溫度監測工具:通(tōng)常使用熱電偶溫度計來測量金屬液的(de)溫度(dù)。熱電偶可以直接插入(rù)金屬液中,實時準確地(dì)顯示溫度讀數。對於大型熔爐,可能會安裝多個熱電偶,以監測不同位置的溫(wēn)度情況。
調節方法:根據熔(róng)煉的金屬材料和工藝要求調節溫度。如果溫(wēn)度過高,對(duì)於衝天爐可以減少焦炭加(jiā)入量(liàng)或降低(dī)送風(fēng)強度;對於電爐可以降低(dī)輸入功率。相反,如果溫度過低,可以采取增加熱量供(gòng)應(yīng)的措施。同時,要注意熔煉(liàn)過程中的溫度(dù)均勻性,避免局部過熱或過冷。例如,在添加新爐料時,要(yào)分(fèn)批加入,防(fáng)止爐溫(wēn)急劇(jù)下降。
二、澆注環節的溫度控(kòng)製
澆注溫度的確定
不(bú)同金屬材料(liào)的(de)澆注溫(wēn)度範圍:澆注溫度因金屬材料的不同而有所差(chà)異。例如,鑄鐵的澆注溫度(dù)一般在 1300 - 1400℃,鑄鋼的澆注溫度相對較高,在 1500 - 1600℃左右,而(ér)鋁合金的澆注(zhù)溫度通常在 680 - 780℃。這些溫度範圍是基於金屬的流動性、凝固特(tè)性以及與砂(shā)型的相互作用等因(yīn)素確定的。澆注溫度過高,金屬液的收縮率增大,容易產生縮孔、裂紋等(děng)缺陷,並且會對砂型產(chǎn)生較大的熱衝擊;溫度過低,金屬(shǔ)液的流動性差,可能(néng)導致澆不足、冷隔等問(wèn)題。
考(kǎo)慮鑄件的結構和尺寸因素:對於結構複雜、壁厚薄的鑄件,澆注溫度應適當提高,以確保金屬液能夠順(shùn)利充(chōng)滿型腔。例如,薄壁鑄件的澆注溫度可能需要比常規鑄件提高 20 - 50℃,因為(wéi)薄壁部分冷卻速度快,較高的澆注溫度有助於金屬液在(zài)凝(níng)固前充滿型(xíng)腔。而對於大(dà)型厚壁鑄件,也要適當(dāng)控製(zhì)澆(jiāo)注溫度,防止中心部位冷卻過慢(màn)產生縮孔。
澆注(zhù)過程中的溫度保(bǎo)持
澆包的保溫措施:使用具有(yǒu)良好保溫性能的(de)澆包(bāo)來盛裝金屬液,如采用陶瓷纖維(wéi)保溫層的澆包。在澆(jiāo)注前,要對澆包進行預熱,以減(jiǎn)少金屬液在澆(jiāo)包中的熱量散失(shī)。預熱溫度一般(bān)在(zài) 600 - 800℃左右,具體溫度根據澆包的材質和尺寸而定。
澆注速度與(yǔ)溫度的關聯:澆注速度會影響金屬液在澆注過程中的溫度變化。澆(jiāo)注速度過快,金屬液在短時間內大量注入砂型,會使砂型溫度急劇上升,可能(néng)導致砂型損壞和鑄件缺陷;澆注(zhù)速度過慢,金屬液在澆包和澆口中的停留時(shí)間過長,熱量散失(shī)過(guò)多。因此,要根據鑄件的大(dà)小(xiǎo)和複雜程度,合理控製澆注速度,確保金屬液以合適的溫度進入型腔。例如,對於小型簡單(dān)鑄件,澆注速(sù)度可以(yǐ)相(xiàng)對快些,但也要保證金屬液平穩地注入型腔;對於大型複雜鑄件,澆注速度要適中,一般澆注時間(jiān)控製在幾分鍾左右。
三、凝固與冷卻(què)環節的溫(wēn)度控製
鑄件的凝固方式與溫(wēn)度梯度控製
凝固方式:鑄件的凝固(gù)方式主要有順序凝固和同時凝固兩種(zhǒng)。順序凝固是指鑄件從遠離澆口的部位開始凝固,逐漸向澆(jiāo)口方向推進,這種凝固(gù)方式(shì)適(shì)用於易產生縮孔的鑄件,通過控製(zhì)溫(wēn)度梯度,使金屬液能(néng)夠不斷(duàn)補充凝固收縮(suō)產生的空(kōng)間。同時凝固是讓鑄件各部分幾乎(hū)同時凝固,適用於對熱應力敏感的鑄件。
溫度梯度(dù)控製方法:在砂型中設置合適的冷鐵和冒口可以控製(zhì)鑄件的溫度梯度。冷鐵是一種用(yòng)於加速鑄件(jiàn)局部冷卻的材料,一般放置在鑄件的厚壁部位,使其先凝固,從而實現順序凝固。冒口則(zé)是在鑄件頂部設置的儲存(cún)金屬(shǔ)液的部分,用於在鑄件凝固收縮時補充金屬液,防止縮孔。通過(guò)合(hé)理設計冷鐵(tiě)和冒口的(de)位置、大小和數量,可以有效控製鑄(zhù)件凝固過程中的溫度分布。
冷卻(què)速度控製及其對鑄件質量的影響
冷卻速度的(de)重要性:冷卻速度對鑄件的組織和性(xìng)能有很大影(yǐng)響。過快的(de)冷卻速度可能導致鑄(zhù)件產生內應力、裂紋,並且會使鑄件的(de)組(zǔ)織細化,硬度增加(jiā);過慢的(de)冷卻速度可(kě)能會使鑄件的(de)晶粒粗大,降低力學性能。例如,對於灰鑄鐵鑄件,過快的冷卻(què)速(sù)度可能會使石墨形態變差,出現白口組織,影響鑄(zhù)件的切削性能。
控製冷卻(què)速度的措施:可以通過調整(zhěng)砂型的散熱性能來控製鑄件的冷卻速度(dù)。例如,使用導熱性不同的型砂(shā)或在砂型表麵覆蓋保溫材料。對於需要緩慢冷卻的鑄件(jiàn),可在砂型表麵覆蓋一層保溫砂或石棉板;對於需要快速冷卻的鑄件部分,可以采用(yòng)金屬型或在(zài)砂型中添加導熱性好的材料作為局部冷鐵。