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分析關(guān)于佛山茂名翻砂鑄造時(shí)出現(xiàn)收縮不均產(chǎn)生變形如何處理?

文章出處:新聞中心 責(zé)任編輯:東莞市劍鋒機(jī)械配件有限公司 發(fā)表時(shí)間:2025-05-28
  ?佛山翻砂鑄造(砂型鑄造)中出現(xiàn)收縮不均導(dǎo)致變形,需從模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)、材料控制、操作流程等多方面分析原因并針對(duì)性解決。以下是常見原因及處理方法:
?分析關(guān)于佛山茂名翻砂鑄造時(shí)出現(xiàn)收縮不均產(chǎn)生變形如何處理?的圖片
一、收縮不均的主要原因
鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
壁厚不均勻,薄厚過渡處存在尖銳轉(zhuǎn)角,導(dǎo)致冷卻速度不一致,收縮應(yīng)力集中。
細(xì)長桿、大平面等易變形結(jié)構(gòu)缺乏加強(qiáng)筋或支撐結(jié)構(gòu)。
型砂(鑄型)性能不足
型砂退讓性差(高溫下無法隨金屬收縮而變形),阻礙鑄件自由收縮,產(chǎn)生應(yīng)力。
砂型緊實(shí)度不均勻,局部過硬或過松,導(dǎo)致冷卻速度和阻力不一致。
合金成分與熔煉問題
合金收縮率過大(如鑄鋼、球墨鑄鐵收縮率高于灰鑄鐵),或化學(xué)成分偏差(如碳、硅含量不當(dāng))。
熔煉溫度過高、保溫時(shí)間過長,導(dǎo)致金屬液吸氣量增加,凝固時(shí)收縮加劇。
澆注與冷卻工藝不當(dāng)
澆注溫度過高,金屬液冷卻時(shí)間延長,收縮量增大。
冷卻速度不均勻(如砂型局部散熱過快或過慢),或開箱時(shí)間過早,鑄件未充分凝固即受外力。
模具(芯)設(shè)計(jì)與裝配問題
型芯定位不準(zhǔn)確、裝配松動(dòng),導(dǎo)致鑄件壁厚偏差。
模具拔模斜度不足,起模時(shí)損傷砂型,或型芯尺寸誤差導(dǎo)致收縮受阻。
二、針對(duì)性解決措施
1. 優(yōu)化鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
均勻壁厚:避免突然變厚或變薄,采用漸變過渡(如倒角或圓弧連接),壁厚差控制在 30% 以內(nèi)。
增設(shè)加強(qiáng)筋 / 防變形結(jié)構(gòu):在大平面、細(xì)長桿等易變形部位增加肋板或支撐筋,提高剛性(如圖示)。
對(duì)稱設(shè)計(jì):采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)減少收縮應(yīng)力集中,如將 “L” 型結(jié)構(gòu)改為 “工” 字型或?qū)ΨQ框架。
2. 改善型砂性能
提高退讓性:
在型砂中增加木屑、焦炭粉等可燃物質(zhì),高溫下分解形成空隙,允許鑄件自由收縮。
采用樹脂砂、水玻璃砂等退讓性較好的砂型,或降低型砂緊實(shí)度(但需避免塌箱)。
均勻緊實(shí)度:
采用機(jī)械緊實(shí)(如震實(shí)、壓實(shí))或自動(dòng)化造型線,確保砂型密度均勻,避免手工緊實(shí)導(dǎo)致的局部過緊。
3. 控制合金成分與熔煉工藝
選擇低收縮合金:優(yōu)先使用灰鑄鐵(收縮率約 0.7%~1.0%)等收縮率低的材料,避免高碳鋼(收縮率 1.3%~2.0%)等易變形合金。
調(diào)整化學(xué)成分:
灰鑄鐵中適當(dāng)提高碳、硅含量(如碳 3.5%~3.8%,硅 2.0%~2.5%),降低收縮傾向。
球墨鑄鐵中控制硫、磷含量(硫<0.03%,磷<0.08%),避免形成硬脆相加劇收縮。
控制熔煉溫度:
避免過度高溫熔煉,澆注溫度根據(jù)合金種類合理設(shè)定(如灰鑄鐵 1250~1350℃,鑄鋼 1500~1550℃)。
4. 優(yōu)化澆注與冷卻工藝
低溫快澆:在保證充型的前提下,盡量降低澆注溫度,縮短充型時(shí)間,減少液態(tài)收縮。
合理設(shè)置澆冒口:
采用順序凝固原則,在厚壁處設(shè)置冒口補(bǔ)縮,確保金屬液從冒口向鑄件方向定向凝固(如圖示)。
澆口位置避免正對(duì)薄壁或型芯,減少局部過熱。
控制冷卻速度:
大件或復(fù)雜件采用緩冷工藝(如延長砂型保溫時(shí)間、覆蓋保溫材料),小件可適當(dāng)加快冷卻。
開箱時(shí)間應(yīng)確保鑄件完全凝固(如灰鑄鐵開箱溫度<500℃,鑄鋼<600℃),避免過早受力。
5. 改進(jìn)模具與型芯設(shè)計(jì)
增加拔模斜度:模具拔模斜度通常為 1°~3°,復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)加大,避免起模時(shí)砂型破損。
型芯定位與強(qiáng)度:
采用定位銷、芯頭肩臺(tái)等確保型芯準(zhǔn)確裝配,避免偏移導(dǎo)致壁厚不均。
型芯需有足夠強(qiáng)度(如使用樹脂砂或加固鋼筋),防止?jié)沧r(shí)被金屬液沖偏。
預(yù)留反變形量:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或模擬結(jié)果,在模具上預(yù)先做出與變形方向相反的弧度(如鑄件易下?lián)?,則模具向上拱起),抵消收縮變形。
6. 其他輔助措施
時(shí)效處理:對(duì)已變形的鑄件進(jìn)行去應(yīng)力退火(如灰鑄鐵 550~650℃保溫 2~4 小時(shí)),消除內(nèi)部應(yīng)力,校正變形。
工藝試驗(yàn)與模擬:通過鑄造模擬軟件(如 MAGMA、ProCAST)預(yù)測(cè)收縮變形區(qū)域,優(yōu)化工藝參數(shù)后再批量生產(chǎn)。

分析關(guān)于佛山茂名翻砂鑄造時(shí)出現(xiàn)收縮不均產(chǎn)生變形如何處理?

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