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砂型铸 造排气系统的设计!

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砂型铸 造排气系统的设计!

发布日期:2019-03-08 作者:精密铸造厂家 点击:

排气系统的作用

  1)排出砂型中型腔、砂芯以 及由金属液析出的各种气体。

  2)减小充 型时型腔内气体压力,改善金属液充型能力。

  3)排出先 行充填型腔的低温金属液和浮渣。

  4)便于观 察金属充填型腔状态及充满程度。

排气系统的分类

  排气系 统的分类主要有两大类:铸型型 腔排气和砂芯排气。另外,还涉及 造型制芯过程中排气塞排气和浇注时点火引气排气。

  出气孔 是型腔各类出气冒口、砂型和 砂芯排气通道的总称,为设置 在型内或芯内的片状或针状空腔。型腔排 气主要有出气孔、出气针、出气片、排气过滤片、砂粒(型)间隙;各类顶侧明暗冒口、压边冒口、溢流冒口、保温发热排气冒口、排气塞排气、点火引气等。砂芯排 气主要有出气孔、出气针、排气片、排气槽、排气绳、排气通道、填充燃烧介质、增大空隙材料,砂粒(芯)间隙、排气塞排气等。

排气系统的设计原则

  1)设计排气系统时,应以型 腔气体与砂芯气体分开排出为原则,要尽量避免">铸件本体直接排气。出气孔 的设置位置应不破坏铸件的补缩 条件,通常不 宜设置在铸件的热节和厚壁处,以免因 出气孔冷却快导致铸件在该处产生收缩缺陷。

  2)出气孔、出气针、排气片、冒口等 一般设置在铸件浇注位置最高点,充型金 属液最后到达的部位,砂芯发 气和蓄气较多的部位,型腔内 气体难以排出的“死角”处及冷铁的上方。

  3)出气孔、出气针、排气片、冒口应 尽量不与型腔直通,可采用 引出过道与型腔连通(引出式出气孔),以防止 因掉砂等原因导致散砂落入型腔。

  4)对于大 中型复杂铸件及由多个砂芯组芯造型时,应在各 个砂芯上设计排气通道,在外型上设主排气口,砂芯中 的气体通过排气道由里向外主排气口排出。为防止 金属液堵死砂芯排气孔,砂芯间、芯头与 芯座间应配合密封到位或采用密封条、岩棉等填塞芯头。

  5)出气针、排气孔、排气片 类出气孔只用于排气,不允许进金属液;出气片、出气针、溢流冒 口类排气口不仅起排气浮渣作用,还起补缩、溢流冷金属液、激冷作用。

  6)一般认为,未设置明冒口的铸件,出气孔 根部总截面积最小应等于阻流总截面积,以保证 出气孔能顺畅地排出型腔中的气体。对于树脂砂造型铸件,高压潮 模造型件及气缸、液压、涡轮增压器涡轮壳、中间壳 类复杂薄壁铸件,总排气 总面积往往要大于内浇道及阻流面积的1.5~2.5倍,才能使 型腔气体顺利顺畅排出,保证铸件质量。

  7)直接出气孔不宜过小,必要时 可在出气孔根部设置溢流杯,既可排出脏的金属液,又可防 止在出气孔根部产生气孔。

  8)出气孔根部的直径(或厚度),不大于 设置处铸件厚度的1/2,间接出 气孔的直径可大些。

  9)浇注时及时点火引气,排出型 腔内产生的气体,降低型腔内气压,防止铸件产生气孔、呛火、爆炸性粘砂等缺陷。

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排气系 统的设计缺陷及废品原因分析

  在砂型铸造工艺设计中,铸造工 艺设计人员往往只注重铸造工艺参数的设计,浇注系统的设计,冒口补缩系统的设计,冷铁激 冷系统的设计等等。但对排 气系统设计不够重视,特别是 浇冒口系统设计与排气系统设计配合不到位,对铸型型腔、砂芯的 排气能力未加校核。如果铸 造排气系统设计不合理,铸型型腔、砂芯的排气不畅,浇冒口 系统设计考虑不周到,铸件会 产生侵入性气孔、爆炸性粘砂、呛火、气缩孔、甚至出现浇不足、冷隔等 铸造缺陷及金属液喷溅伤人安全事故。生产产 品的主要废品率大部分集中在气孔、粘砂缺陷上,给我们 造成很大的经济损失,也是铸 造工作者急切要解决的问题之一。

  1)排气系统布局不合理,铸型型腔、砂芯排气不充分,砂芯结构设计不当,排气总面积偏小,导致铸 件产生侵入性气孔、粘砂、呛火等缺陷。

  2)排气系 统中有效出气孔面积偏小,出气针未扎通,且砂型的紧实度偏高,透气性差,影响了 型腔的排气能力,铸件会产生气孔、粘砂缺陷。

  3)采用高 压潮模模板机器造型,以及采用热芯盒、冷芯盒制芯时,由于在 模具型腔内部起模较深、死角处、射砂砂流交汇处、拐弯处 及型腔内部产生“窝气”,难以顺利排出,致使铸型起模不良,砂芯射砂不实,影响砂 芯质量和铸型质量。

  4)一般认为,未设置明冒口的铸件,出气孔 根部总截面积最小应等于阻流总截面积,以保证 出气孔能顺畅地排出型腔中的气体。复杂薄 壁件中砂芯发气量大、透气性差、烘干不到位,且未钻 排气孔或未钻深钻透钻到位,浇注时 砂芯产生的气体大,难以顺利排出,从而使铸件产生气孔、气缩孔缺陷。经850 ℃测定发气量指标,一般粘土砂为10.4 mL/g,树脂砂为15 mL/g,覆膜砂为15~17 mL/g,冷芯砂为12 mL/g。

  5)砂芯芯 头与芯座密封不到位,金属液堵塞排气道,砂芯无法排气,致使铸件产生气孔、呛火缺陷。

  6)浇注系统设计不当,未形成 自下而上的温度梯度,且浇注时不平稳,浇注温度较低,浇注速度太慢,金属液 表面氧化膜形成早,致使型 腔内原有的气体来不及排出,铸件会产生气孔、呛火、浇不足成冷隔缺陷。

  7)对于树脂砂型铸件,树脂砂型发气量大,如果出气孔偏小,溢流金属液少,造成型腔排气不畅通,铸件会产生气孔、渣孔、气缩孔等铸造缺陷。

  8)浇注时 未及时点火引气,致使型 腔内产生气压加大,铸件会产生气孔、呛火缺陷,甚至会 发生金属液喷溅安全事故。

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