轴向柱塞泵pvbqa湿型铸造中气孔的形成与控制

轴向柱塞泵pvbqa湿型铸造中气孔的形成与控制

泵壳是根据引用技术开发的一个男孩轴向柱塞女式vbqa的重要部件。它属于薄气密件，由ht300和湿塑料制成。成批生产时,铸件机加工后发现端面有单一或蜂窝状气孔,由此造成的废品率达30%~40%,最高达70%,严重影响了产品的及时成套装配。通过对产生气孔的原因分析,并采取相应措施,基本上消除了这类缺陷。1型砂配比及性能膨润土湿型砂造型,其中硅砂:ZGS90-15H-30;膨润土:PCaS3-5;煤粉:SMF-30,型砂配比及性能见表1。粘土干芯砂制芯,其中硅砂:ZGS80-30H-30,粘土NG-3-30,配比及性能见表2。3t/h冲天炉熔炼,每批金属炉料Z18新生铁25%,废钢35%,同牌号回炉料40%,冲入法孕育,抬包浇注,浇注温度1360℃。2气体侵入铁液车铸件端面3mm,观察气孔形状特征及位置分布。气孔呈椭圆形或梨形,集中气孔呈蜂窝状,内壁光滑,靠近铸件表面,分布无规律。根据生产现状及气孔特征,判断气孔类型为侵入性气孔及少量渣气孔。侵入气体主要来源于铁液热作用下型壁内造型材料生成的气体。浇注后产生并聚集于型壁表面的砂层孔隙中的气体,因热膨胀压力猛增而向四面扩散,在铁液未凝成硬壳前,有可能侵入铁液中,也可能进入型腔或穿过砂层逸出型外。当型壁内气体的压力大于阻止气体侵入铁液的各种阻力时,气体才会侵入铁液中,即气体侵入铁液的条件为:P气>P静+P阻+P腔式中P气——型腔表面砂层某点气体的剩余压力;P静——铁液的静压力(P静=h·γ);P腔——铁液液面上型腔内气体压力;P阻——气体侵入铁液时因铁液表面张力而引起的附加压强(P阻=2σ/r,r为气泡半径,取孔隙的一半,σ为铁液的表面张力)。根据侵入性气孔的形成条件,要防止气体侵入铁液应满足的条件是:P气<P静+P阻+P腔。这可从减少铸型表面气体剩余压力P气和提高P腔、P静两方面着手。但在生产实际中,过大P腔、P静会带来机械粘砂等其它质量问题,因此,主要靠减少P气来防止气孔侵入,主要措施有减少型(芯)砂的发气量,提高铸型的透气能力,并在较高温度下浇注,以便已侵入气体能在铁液未形成硬壳前逸出。渣气孔是由于铁液与渣相反应生成的气孔,即:(FeO)+[C]→[Fe]+CO↑,在S含量较高时容易形成。S以FeS存在于铁液中,它与铁液中的Mn反应生成MnS,MnS溶于氧化渣并降低其熔点成液态,从而使渣中自由氧化铁能与石墨充分接触反应生成CO。要防止这类气孔必须控制铁液中的S含量,同时在熔炼和浇注过程中防止铁液氧化。3避免措施3.1提高新砂补加量(1)煤粉的加入量由6.0%减少至4.0%,含水量由6.5%下降至4.5%,以减少发气量。(2)新砂的补加量由10%提高到30%,并严格控制含泥量,以改善铸型的透气能力。改进后的型砂配比及性能见表1。3.2含泥量的控制(1)新砂选用更粗的ZG80-42H-30硅砂,含泥量控制在1%以下;(2)粘土的加入量由13%减少至10%;(3)加入5%(体积)的木屑,以提高泥芯的透气能力。改进后的芯砂配比及性能见表2。3.3改变浇注速度,增加p静及4.直浇道由ø22mm增至ø25mm,提高浇注速度以适当增加P静,芯头上开设4mm×20mm的排气道,以减小P气,提高型腔的排气能力。3.4刷水、出气孔砂型紧实度要求均匀适度,起模和修型严禁过多刷水,上型应扎足够数量和深度的出气孔。泥芯必须干透,且要在冷却至室温后才能下芯合箱。合箱时封死芯头间隙,防止铁液钻入堵塞排气道口。3.5浇注过程控制妥善管理炉料,对锈蚀严重或表面油脂物多的炉料,必须经清理或处理后才使用,废钢的厚度必须大于3mm,以防止炉内氧化,孕育剂充分预热,炉缸、前炉、浇包充分烘干。抬包浇注时应低位浇注迅速充满。浇口杯中液面高度必须大于直浇道直径的6倍,且浇注过程平稳,以防气体卷入。浇注时必须及时点火引气,铁液出炉温度确保在1420℃以上,浇注温度1360℃以上。3.6炉外脱硫和含硫量低的金属炉料铁液中的硫主要来自于燃料和金属炉料,S=0.75Sm+0.3BSC(其中Sm为金属炉料平均含硫量,Sc为焦炭含硫量,B为焦炭消耗量),因此,应选用含硫量低的铸造焦炭和低硫金属