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| 現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用 |
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概述
近幾年我國(guó)鑄造業(yè)發(fā)展迅猛，鑄件年產(chǎn)量連創(chuàng)新高，2006年超過(guò)2800萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國(guó)家。我國(guó)鑄件產(chǎn)量快速增加，一方面是國(guó)內(nèi)鑄件需求量大幅度增加所致，另一方面是發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的鑄造生產(chǎn)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使得鑄件出口量逐年增加。
在保持鑄造大國(guó)地位的同時(shí)，我國(guó)鑄造工藝技術(shù)也得到了快速提升，逐步向鑄造強(qiáng)國(guó)目標(biāo)邁進(jìn)，盡管這條路還很長(zhǎng)。目前我國(guó)鑄造新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：先進(jìn)造型線、制芯中心數(shù)量越來(lái)越多，樹脂砂工藝得到大量應(yīng)用，鑄鋼VOD熔煉，消失模鑄造，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、快速成形技術(shù)的應(yīng)用等。在鑄造技術(shù)水平方面的提高主要得益于幾方面：
1、 出口鑄件對(duì)質(zhì)量的嚴(yán)格要求，
2、 國(guó)內(nèi)對(duì)高品質(zhì)鑄件的需求迅速增加，如汽車行業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的興起等，
3、 外資獨(dú)資、合資鑄造企業(yè)帶來(lái)的先進(jìn)成熟工藝技術(shù)。
其中過(guò)濾技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用近幾年發(fā)展很快，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)減少夾雜類、氣孔類缺陷，提高鑄件機(jī)械性能、加工性能有顯著作用，得到越來(lái)越多鑄造企業(yè)的重視。在上世紀(jì)五十年代我國(guó)就有過(guò)使用過(guò)濾技術(shù)的報(bào)道。過(guò)濾技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展過(guò)程：六十年代開始應(yīng)用玻璃纖維過(guò)濾網(wǎng)，七十年底出現(xiàn)了多孔型過(guò)濾器，78年出現(xiàn)泡沫陶瓷過(guò)濾器，八十年代出來(lái)蜂窩型過(guò)濾器，過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件一個(gè)非常主要的工藝手段，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到普遍應(yīng)用，我國(guó)對(duì)其重要性的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深刻。
鑄件中的夾雜物
眾所周知，夾雜是鑄造缺陷中非常重要的一種類型，約占到缺陷總量的一半以上，在所有的鑄件中都可能存在這種缺陷，只是嚴(yán)重程度不同，對(duì)夾雜缺陷控制的標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)鑄件性能、用途而定，越是精密的鑄件、工作條件苛刻的鑄件對(duì)夾雜缺陷的限制越嚴(yán)格，如汽車鑄件、發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件、風(fēng)電鑄件、汽輪機(jī)鑄件、機(jī)床鑄件……
鑄件主要夾雜物有：含有碳酸鈣及鐵、錳、鋁的氧化物的熔渣，未熔的孕育劑顆粒，硫化物，硅酸鎂，殘余的溶劑，砂子等。
夾雜物的來(lái)源和消除方法
夾雜物的產(chǎn)生可以追溯到鑄造生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)：
1、 爐料：如果爐料銹蝕嚴(yán)重或存放不當(dāng)就會(huì)使金屬液夾雜含量超標(biāo)；
2、 熔化、溶液處理：在孕育處理、球化處理、精煉處理等過(guò)程中，如工藝參數(shù)不當(dāng)、操作不當(dāng)會(huì)造成渣子進(jìn)入金屬液；
3、 型、芯砂強(qiáng)度：如果型芯砂強(qiáng)度不足以抵抗高溫金屬液的沖擊，就會(huì)造成沖砂；
4、 二次氧化：由于鑄件結(jié)構(gòu)的原因或澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，在澆注過(guò)程中金屬液激烈飛濺形成二次夾雜。
針對(duì)夾雜產(chǎn)生的原因，相應(yīng)的消除這種缺陷的方法主要有：
1、 使用合格的清潔爐料，避免露天存放；
2、 制定合理的熔化、中間處理工藝并嚴(yán)格照章操作；
3、 保證足夠的型芯強(qiáng)度，可以采用樹脂工藝，在受熱沖擊強(qiáng)烈部位使用特種材料；
4、 合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，避免金屬液飛濺，增加集渣包，延長(zhǎng)澆道；
5、 使用過(guò)濾器等。
6、 其中過(guò)濾器是減少消除夾雜、氣孔缺陷最有效的措施。
鑄造生產(chǎn)中常用過(guò)濾器
鑄造中常用的過(guò)濾器有以下幾種：
1、 玻璃纖維過(guò)濾網(wǎng)：由耐高溫玻璃纖維布經(jīng)特殊處理而成，過(guò)濾效果差，價(jià)格便宜。
2、 直孔過(guò)濾器：過(guò)濾效果較好，性價(jià)比高，應(yīng)用廣泛。
3、 泡沫陶瓷過(guò)濾器：由泡沫塑料做骨架，涂敷上陶瓷漿料燒制而成，過(guò)濾效果最好，廣泛應(yīng)用。常用于不同金屬過(guò)濾的耐火骨料。
4、 大型鑄件用硅膠泡沫陶瓷過(guò)濾器；
5、 硅膠泡沫陶瓷過(guò)濾器是最新出現(xiàn)的一種過(guò)濾器，比常規(guī)泡沫陶瓷過(guò)濾器有更好的高溫性能，制作的尺寸可以更大，過(guò)濾大型鑄鋼、鑄鐵件，蓄熱系數(shù)更低，對(duì)頭股金屬液降溫小。
6、 過(guò)濾器過(guò)濾機(jī)理
以泡沫陶瓷過(guò)濾器為例，說(shuō)明過(guò)濾機(jī)理：
1、 機(jī)械過(guò)濾：金屬液流經(jīng)過(guò)濾器時(shí)，大于孔徑的夾雜被擋在過(guò)濾器上。
2、 整流作用：金屬液在澆注時(shí)一般都呈紊流狀態(tài)，當(dāng)通過(guò)過(guò)濾器后金屬液趨于層流狀態(tài)，有利于夾雜物上浮，減少對(duì)造型的沖擊，減少?zèng)_砂和二次氧化夾雜。
3、 濾餅：隨著過(guò)濾的進(jìn)行，過(guò)濾器孔會(huì)逐漸被平雜堵塞而變小，從而對(duì)更小的夾雜物起到過(guò)濾作用。
4、 吸附：泡沫陶瓷過(guò)濾器有很大的表面積，而過(guò)濾器材料對(duì)夾雜物有很強(qiáng)的吸附作用，在金屬液流過(guò)這些彎曲通道時(shí)，微小的夾雜物很容易被吸附到過(guò)濾器通道壁上。
過(guò)濾器使用原則
過(guò)濾器原則上可以安放在澆注系統(tǒng)的任何位置，但越靠近鑄件過(guò)濾效果越好，為防止高溫鐵水高壓沖碎過(guò)濾器，盡量避免安放在直澆道下方。由于過(guò)濾器對(duì)金屬液的阻流作用和過(guò)濾過(guò)程中部分網(wǎng)孔被堵塞，過(guò)濾面積應(yīng)是原澆道面積的3-4位。
過(guò)濾帶來(lái)的益處
1、 減少夾雜缺陷：能有效減少夾雜物數(shù)量，減少、消除此類廢品。
2、 提高機(jī)械性能：眾多試驗(yàn)、研究表明，由于夾雜物的減少，鑄件的機(jī)械性能得到提高，尤其是塑性
3、 提高加工性能：金屬基體中夾雜物數(shù)量的減少，可以明顯提高切削刀具的壽命。
4、 提高工藝出口率：過(guò)濾的有效作用允許簡(jiǎn)化原來(lái)為消除夾雜物而設(shè)計(jì)的復(fù)雜澆注系統(tǒng)，提高工藝出品率。
結(jié)束語(yǔ)
過(guò)濾技術(shù)是鑄造生產(chǎn)中減少和消除夾雜物的一個(gè)有效工藝手段，隨著我國(guó)鑄造技術(shù)的不斷提高和鑄件品質(zhì)的不斷提升，人們對(duì)過(guò)濾技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷深入，其應(yīng)用必將越來(lái)越廣。 |
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