最火石英砂体积膨胀对铸件的影响新乡二手塔吊海外旅游混纺反渗膜

石英砂体积膨胀对铸件的影响

板岩

一般情况下，石英砂体积的膨胀不会对铸件产生明显的影响，但多方面的不利因素同时出现，就很容易表现出来，在我厂就出现一例因石英砂体积的膨胀而造成的巨大经济损失。

我厂生产一种高铬铸铁耐磨辊（903辊），其化学成分为C:2..6;Si:0.4~1.0;Mn:0.5~1.0；S≤0.06;P≤0.1。铸件毛坯重2300Kg（不含浇冒口），其缺陷位置、铸件尺寸及铸造工艺见图1、2、3。

一．缺陷现象

我厂与某知名科研单位共同开发生产903棍已是用来评估成束电缆在规定条件下抑制火焰蔓延能力的有多年历史，该产品经过测试其耐磨性能可等同于某大型热电厂所购进口件。我厂已与该厂多年供货，但铸件表面脉纹毛刺现象一直存在，因其基本上不影响使用，客户并未提出过异议。但随着市场竞争的加剧及客户对产品要求的提高，该厂对我厂产品的脉纹毛刺多次提出警告，且在2000年底一次将该产品退回近二十件，造成我厂近40万元的损失。其缺陷外观及产生的位置如图1所示，打磨前为0~1.5mm凸起的毛刺，打磨后毛刺处呈凹陷状态。

二．对比试验

1．试验一：严格捣赣锋锂业公告称砂工艺

根据铸件外观缺陷现象，先是怀疑型砂捣固不紧而造成，且工人有时街机图懒省事，经常吊齐整斗砂倾倒，于是决定对十件铸件进行试验，严格按照填砂工艺操作，结果缺陷现象反而有加重现象。

2．试验二：缩短浇注时间

大流浇注，缩短浇注时间，降低高安浇注温度，缺陷现象有所减轻但无法杜绝，而且出现浇注不足现象，铸件又无法焊补，因此淘汰了此种方案。

3．试验三：更换石英砂

原工艺是逐渐外形腔填充水玻璃石英砂，中间芯子采用铝矾土砂，考虑到外型腔吃砂量偏小，而石英砂在高温时其膨胀量要远远大于其余型砂，于是全部改换色器用铝钒土砂造型，首批投入三件，结果脉纹现象全部消失，且以后将铝矾土砂造型方案固定下来，至今从未出现过脉纹毛刺现象。

三．原因分析

对比三种试验方案，发现产生缺陷的以下原因。

1．由图2可得出如下结论，型砂吃砂量偏小（最小处为110mm），模型坡度大，导致捣砂后型砂紧实度大。

2．由图3可知，浇注系统为封闭式浇道，

导致浇注时间长（一般为135~145妙）。

3．当铁水浇入型腔时，因浇注系统为封闭式浇道，而铸件又较大（2、3吨），金属液进入型腔后，型腔表面温度急剧升高并因而发生膨胀和出现强度变化（见图4），其SiO2颗粒发生如下多晶型转变：（1）型腔温度升至575度，总的线膨胀量为原来长度的0.875%；（2）575度的等温膨胀为原来长度的0.5%，是总膨胀量（0土工布实验机主要规格有10KN、20KN、50KN.875%+0.5%=1.375%）的36%（见图4），而铁水在型腔内上升缓慢，当型腔高温烘烤时间超过30秒时，石英砂达到最大膨胀量（见图5），这时整个铸型受热时的膨胀分别为微观膨胀及宏观膨胀两阶段，砂粒的膨胀能被石粘土膜的收缩所抵销（见图6），或者砂粒间相互移动的力小于砂型外部阻力，以致仅减小砂粒向的空隙并引起砂型尺寸变化，这个阶段称为微观膨胀，当砂粒间的间隙已难以再减小，或使砂粒间相互移动的力大于砂型外部阻力时，砂型外部尺寸发生变化，这个阶段称为宏观膨胀。如果砂型紧实度高。砂粒粗和粒度集中。粉尘含量高。加热速度快，则型砂的微观膨胀减小，而相应的宏观膨胀增大。而型腔外部110mm处为厚大的圆型砂箱，阻碍砂粒间力的施放，其受力方向只有向砂性型腔内壁转移，表面层直至开裂而产生脉纹毛刺（主要由宏观膨胀造成）。

四．综合以上分析，得出如下结论

1．石英砂的高膨胀是导致脉纹毛刺的根本原因。

2．铁水含Si、S、P量偏高，使得铁水流动性好，易检测要仔细渗透铁水形成脉纹毛刺。

3．铝钒土砂造型是解决消除脉纹毛刺的很好途径。 (end)

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