熔模铸造不锈钢铸件气孔缺陷的解决

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1、熔模铸造不锈钢铸件缩气孔缺陷的消除王启兰(福建铁王精密铸造有限公司)摘要:分析了由电焙烧炉焙烧型壳产生的气孔的原因,并提出了相应的解决措施。通过更改浇注系统和铸件组树的位置，配合增加焙烧炉内硅碳棒的数量以及改变测温管的位置。有效的解决了因电炉的焙烧不足产生的气孔缺陷。关键词：电炉；阀门；气孔我厂是长期生产不锈钢五金标件，主要用于连接流体的球阀、管件。铸件要求气密性检测，铸件不得有气孔、缩孔、缩松缺陷存在。在生产中铸件的废品率都控制在1.2%左右。2010年4月由重油焙烧炉改为电焙烧炉一个月后，大批量的铸件浇口根部出现缩气孔。废品率从1.2%上升到了12%。大大提高了品质

2、失效成本，对企业造成了巨大的经济损失，为此采取了一系列的措施，使废品得到了有效地控控制。本文选择了其中的一项一片式球阀铸件进行了分析。1、铸件的结构及原工艺方案浇注系统铸件内孔为1″的一片式球阀，材质为304、316，为出口精密件，尺寸及质量表面要求严格。采用硅溶胶熔模生产工艺，型壳厚度为4-7mm,电炉焙烧，焙烧温度为1050℃,浇注温度1580℃。原工艺如图一。内浇口铸件图一：原工艺组树方案2存在的问题及原因分析2.1存在的问题2010年四月，由原来的重油焙烧炉改用电焙烧炉后一个月，铸件出现了大量的气孔，缺陷部位很有规律性，都在浇口根部壁厚处呈直径2-10mm孔洞状

3、，严重的已经穿通了壁厚。在浇注系统上表现在最下方，铸件最密集的地方。如图二所示。浇注系统缩孔位置铸件缩孔位置图二铸件及浇注系统气孔位置及形貌2.2）原因分析如图二所示铸件缺陷都产生在浇口根部壁厚处呈直径2-10mm孔洞状。判定为缩气孔，铸件产生缩气孔的原因：1、浇注时合金液浇不足，铸件凝固时收缩得不到合金液的补充情况下才会产生这样的不良。2、型壳焙烧不透，浇注时合金液含有大量气，铸件凝固前未能溢出。气集结在厚大处，产生气孔。３、浇注太快，铸件型腔里的气来不及排出。铸件的原组树方案中内浇口大于了横浇道，形成了半开放式的浇注系统，静压力小于80mm。由于长期生产中都是此组树

4、方案，不做更改。2.3）根据分析的原因制定更改方案1、更改大炉车间的作业标准，将原来规定的浇口杯浇注五分满改为八分满。如图所示：图三2、提高焙烧温度及浇注温度，焙烧温度由原来1050℃提高到1200℃。3、延长浇注的时间。2、4）根据制定的方案试做，试做结果如下表缺陷没有得到改善。各方案试做对比表试做方法焙浇/浇注（温度）浇注速度试做总数（件）缩气孔（件）缩气孔率组树方案不变，在模头的下排上方加两个排气块，浇注八分满。1200/1580(焙烧90分钟)>14S60915%组树方案不变1200/1580(焙烧90分钟)>14S1803218%组树方案不变1200/1580

5、(焙烧45分)8-10S2004623%组树方案不变1200/1580(焙烧45分)14-16S20046(较轻微)23%3调整思路，重新分析原因及制定解决措施3.1）调整思路，重新分析原因在提高焙烧温度及焙烧时间缺陷得不到改善，重新分析原因。产生孔洞，说明壳模及钢水里有大量的气体在铸件凝固前没有溢出。对产生缩气孔的浇注系统进行观察，缩气孔都是产生在底部，铸件最密集的地方，型壳做完未层后都形成一个整体了。浇注时的焙烧炉门打开时浇口杯里有气体溢出。用红外线测温仪对焙烧炉炉膛进行测温，实际温度与电表显示温度相差100多度，测温管安放在硅碳棒的上方，正是温度最高的地方，电表显

6、示的温度不是实际温度。由于对电炉的不了解，只是认为电炉的焙烧升温快，壳模焙烧快，烧得透。够买的电炉只在炉壁两侧各安了三根硅碳棒。其实电焙烧炉硅碳棒发热，是逐层加热，热是由外向里辐射加热。在很短的时间内很难使放在炉堂中间的型壳烧透。型壳焙烧不透，透气性不好。电焙烧炉在焙烧时炉膛是封闭的，型壳浇口杯朝下，型壳型腔内形成封闭的空间，型壳内残留蜡燃烧的气体不能排出来，叉壳浇注时间很短，型腔里的气很难通过型壳及排气孔排出，集结在热结处，产生张力，因此，钢液难以充型而形成缩气孔。3.2)解决措施3.2.1提高焙烧炉烧结性能为了使焙烧炉的温度提高，型壳焙浇时受热均匀。增加硅碳棒的数量

7、，在炉底增加了三根硅碳棒，改变了测温管的位置，由原来两侧热力集中的地方改在炉后门，使电表显示的温度更准确。提高了焙烧温度，由原来的1050℃提高到1200℃。3.2.2）更改组树方案采用竖浇注系统，加大了静压力，使铸件在短时间里平稳充型，提高钢液的充型能力。将铸件由原来的坚组改为平组，加宽蜡组之间的间距。加宽竖浇道与内浇口的截面积形成顺序凝固。如图四所示浇注系统铸件图四（更改后组树方案）4、结论；通过：1）更改组树方案;2)增加焙烧炉的硅碳棒的数量和进行合理的分布，提高了电焙烧炉的烧结性能；3）提高焙烧温度，显著减少了铸件的缩气孔。并且，