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1、砂眼缺陷的原因分析及消除砂眼缺陷的原因分析及消除 摘要：着重论述了砂眼的原因分析和对策。简要介绍了铸造缺陷的工序联系，对砂眼夹渣的形成原因进行了展开，并例举了三种产品砂眼缺陷的对策。 关键词：砂眼 对策 热负荷 构造 前言 在铸造生产中，我们经常会发现带有砂眼的铸件，或在表面，或在内部，情况轻的，一般可以不处理或者修磨、焊补处理，严重的会导致报废。砂眼，往往与其他缺陷一起出现，或者说，砂眼经常是其他缺陷的直观现象，例如，有冲砂、掉砂、鼠尾、夹砂结疤、涂料结疤等。 1.砂眼的定义及鉴别 铸件内部或表面包裹砂粒或砂块的孔洞，称为砂眼。根据砂眼出现的位置，可分为表面砂眼和内部砂眼。对于铸件表面的砂眼
2、，用肉眼外观检查即可识别；对于铸件内部的砂眼，要用超声或者射线探伤进行检验。 通常，砂眼与夹渣的外观有相似之处，有时候容易混淆。要区分两者的区别， 图1 图2 就要对各个方面进行分析，综合各因素来判断，有时候要通过气刨、加工或者剖分来确定。消除砂眼和夹渣缺陷，要综合考虑、对策。 图1、图2所示即为砂眼缺陷。 2.原因分析 图3即为常见的铸钢缺陷的工序联系和现状解析。 从图中可以看出，砂眼缺陷与工艺、模型、混砂、芯子造型、造型、下芯组合、浇注等工序有关，其中与工艺设计、下芯组合和浇注关系较大。在考虑解决砂眼缺陷的时候，就要从这些方面着手，综合分析。 具体的原因分析： (1)由于砂型或砂芯膨胀，浇
3、注系统设计不合理及浇注操作不当，造成砂型(芯)开裂，型(芯)砂脱落，产生冲砂、掉砂、鼠尾和夹砂结疤，脱落的型芯砂在铸件内形成砂眼。 (2)模型设计不良，造型、制芯后，局部存在尖砂。 (3)造型、制芯混砂配比、用砂不合理。 (4)由于造型、下芯、合型操作不当，发生塌型、挤箱、掉砂、压坏砂型或砂芯。 图3 (5)合箱前，型腔内的浮砂在合型前未吹扫干净。 (6)合型后由浇注系统或冒口掉入砂粒或砂块。 (7)涂料不良，或砂型、涂料不干，浇注时涂层脱落，在造成涂料结疤的同时，形成涂料夹层。 图4 图5 图4中型腔内的掉砂不吹，图4中砂芯上的尖砂不去处，均有可能形成砂眼。 3.砂眼夹渣原因展开 图6即为砂
4、眼夹渣缺陷原因的展开图，针对砂眼，从热负荷和钢水冲刷两个大的方面进行原因分析。 其中针对砂眼发生量与浇注时间的关系，日本KCX公司技术文件中有所涉及，图7即为砂眼发生量与浇注时间的影响关系图。 如果浇注时间短的话，因铸型的冲砂增加砂眼的发生量，如果浇注时间长的话，由于热影响，砂眼的发生量也会增加。为了降低砂眼的发生量，在最佳浇注时间内调节浇道流速是非常重要的。 对于不同尺寸、不同结构、不同重量的产品，需要量身制定合适的浇注时间。 图6 4.砂眼发生构造原理图 图8为砂眼发生构造原理图。 图8 图7 从图8中可以看出，砂眼的可能来源有： 熔炼炉渣脱氧生成物出钢口耐火材料套筒漏包口炉衬附着炉渣浇口
5、杯浇口管浇注系统造型用砂浇包砂眼夹渣造型铸件本体造型用砂芯子用砂涂料冒口芯图9 5.防止发生砂眼、夹渣对策 根据砂眼来源分析，制定以下对策： (1)低温浇注； (2)浇道部分使用滤渣片； (3)设定最佳浇道流速、浇道比； (4)节制内浇口流速； (5)浇道断面变圆； (6)选择合适的产品和内浇口角度； (7)优化浇冒口方案； (8)使用壳型砂芯； (9)及时清理熔炼炉内炉渣； (10)严格按照规范操作。 实际操作中的注意事项有： (1)浇口杯、直浇道应清洁，不应有砂粒等杂物。 (2)起模后，涂刷涂料前，冷铁表面粘附的砂子需要清除，型腔内的浮砂要清吹干净。 (3)保证砂芯完整性，防止因芯盒接合面
6、存在缝隙导致砂芯尺寸不合格。 (4)下芯前，将型腔内堆积的多余的涂料清除，并清吹干净。 (5)合箱前，对型腔内进行全面清吹，不留死角；直浇道、出气棒，要保持通畅，不留浮砂。 (6)砂箱转移时，避免碰撞，防止涂料、砂子掉落。 (7)浇注前，将浇口杯盖住，防止外来物掉入通过浇口杯进入型腔。 (8)注意浇注温度和速度，避免金属液流速过快，冲击力过大。 6.砂眼解决实例 实例一：纠正不规范操作 产品进行磁粉探伤，结果不合格。缺陷外观为局部有细小的空洞，缺陷确认为砂眼缺陷，经过调查分析，确认原因为合箱前易割片内散沙未轻吹干净，浇注时带入铸件，形成砂眼。 局部放大 清吹干净 缺陷基本消除 图10 实例二：使用易割片 引导轮产品浇道内增加滤渣片，改善了浇道内浇口的流速，降低了返修率。 图11 实例三：优化浇冒口方案 托架类产品，存在砂眼，通过工艺优化，增加补贴后，砂眼返修率降低。 图12 7.结论 引起铸件缺陷的原因是多方面的。 想要提高产品的质量，一方面，要提高操作者的素质，做到按照操作规程操作，减少影响产品质量的人为因素；另一方面，出现问题后，要全面的综合考虑问题，查找原因，进行对策，做到及时改善，将负效应减小到最低。 质量就是企业的生命，任何一个岗位的疏忽和轻视都会对企业的整体质量造成不同程度的影响。保证产品的内在、外在品质，就是铸造企业的诚信，铸造企业的未来。
