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图7-1 挤压冷隔形成示意图 a)合模前 b)合模施压
+ w9 c' W) n. J+ p 挤压冷隔形成,与制件成形方法相关。即凸式冲头加压中,这种冷隔在所难免。其防止措施:提高模温和浇注温度;工艺节拍许可时,尽量缩短加压前停留时间;选择不易氧化的合金等。这些措施,只能降低冷隔的危害程度,但无法根本消除,倘若不许可存在,只能改变成形方法:8 F0 N* e8 a- M7 N+ [
l)设计模具时,将制件位置倒过来,以便用平冲头加压代替凸式冲头加压;, v# N: q {6 F/ ?5 y2 k
2)采用先合模、挤入液态金属,紧接着施压。
0 N4 N+ X) v3 y; z9 d7 t# w7 E4 d5 C( Q 6.表面起泡
( F1 m+ V, F, u 制件表皮下被压扁的气孔,在制件脱模或热处理加热时,因热胀将表面鼓起气泡。产生原因有:
/ F8 v! y+ g, Z; b4 I( @3 i$ v+ f 1)凹模中未燃尽、未挥发的涂料过多,或模膛排气不好,使浇注中产生气体浸人液态金属内部;
( [( `5 T8 s; m) X; b/ b/ y/ g& D 2)挤压速度过快,使液态金属填充模膛时产生涡流而卷入大量气体;& @6 z* l; a1 L7 E
3)液态金属含气体量太多,加压前析出的气泡来不及逸出,被压扁在表皮下。/ t8 @8 \0 p# q/ N# U
改进措施:/ M2 C1 W* V9 y. d" {, s$ G
1)适当提高模温,并采用喷涂方法,使涂料在浇注前已干固;4 B) s: c5 M6 I! z
2)施压要慢而平稳;
& a m' G1 _, U& Y! Q; @5 E* ^ 3)注重液态金属除气操作;) F. `8 D+ r' i+ ?
4)模具设计应考虑排气措施。# l. z% ~/ ~: {9 V; q
7.表面夹渣% F+ F9 ]: r9 b/ `
表面夹渣是在液态模锻过程中,部分涂料或氧化皮被挤入制件表层,在淬火时呈现皱皮或氧化渣麻点。产生原因有:" x8 V: W7 @ A+ [3 ~) o! \
1)涂料过多或未干因就进行浇注,使涂料带人液态金属中,有的还与金属波液发生作用,形成化合物夹杂。例如,高锡青铜的“硬质点”就是这样;4 w/ X- b$ X5 ^( [& I
2)冲头加压时,使已自由凝固的结晶硬壳发生大的皱把变形,将涂料、氧化皮等挤入制件表层中。( i9 ^( R! @# O/ i: v% g
防止对策:! |$ P z+ w& |, \$ z0 S
l)适当提高模温,涂料必须喷涂均匀、干固;! d2 d& y6 R. I( W& K, H
2)加压前停留时间尽量短,保证加压时已凝固层不太厚且温度高,不易发生大的皱褶变形。
) o# T6 i/ m% { b8 B 8.表面粘焊与粒状溢出物
3 @. A1 i5 ^ p" \ 制件脱模时,在模芯表层留有一层粘焊物,并使制件内表面粗糙,严重时在制件内孔表面有许多豆粒状金属粒溢出,其最大直径可达2mm。; V- c! V/ ]+ u# c* t7 k
产生原因是,浇注温度和模温过高,保压时间又不足,制件未凝固即开模取件。由于制件表层下未凝固金属液被吸出,轻者粘焊于模芯表面,严重时形成粒状物溢出,并分布于件内表面。
~% n& p( n4 l$ K4 f: O2 h/ P 防止对策:保压时间应足够,即制件凝固结束后才允许脱模。
% Y, P1 b3 R- ^2 S6 f C 9.塌陷
3 n% d( Z. F# ^4 s- {3 \1 Q 挤压过程中卷入的空气及从金属液中析出的气体造成的反压,有可能使制件的细小之处产生塌陷。防止的对策有:* z9 }. }9 I3 K6 y1 }4 _
1)加大模子与冲头的间隙,改善通气状态;
" r& F" N& A' s' i" d2 F 2)少涂些润滑剂,多了会堵塞通气孔;
! e) O% S* T1 A$ i3 y# M$ J/ e 3)发现制件有塌陷,可在模具相应部位增加通气孔的数目;
6 |! j% L2 }1 R+ A1 T' ^3 x 4)采用组合式模具。( V9 s5 O0 ]6 {# V
10.擦份
" r5 \/ q7 X8 t% U$ o 制件表面沿出模方向拉伤痕迹称为擦伤。产生原因有:
8 ^$ X8 p4 n% p) |! c. Q- B 1)模具的脱模斜度太小,模膛表面粗糙或表面有伤残等,使制件脱模困难造成擦伤;
* S) w" y" m4 t V: H: ? 2)浇注温度和模温过高、涂料不足或浇注时金属液流对模膛冲刷作用剧烈,造成金属与模膛粘焊,脱模时将制件擦伤,甚至撕裂。
5 }( V9 s6 h- n- l. X% j. W P( S$ } 预防对策有:% I2 M7 O$ y. N; h/ C
1)在固定部位擦伤时,要修复模具、修正脱模斜度,打光压痕;
- R' g$ P- d6 p( j 2)擦伤无一定部位时,在擦伤部分相应的模具上增敷涂料;
% s/ X( r* o3 A" S, O! O# r 3)对于因粘模造成的擦伤,采用降低浇注温度,控制模温,调整涂料品种和涂敷方法,修复易粘焊模膛部位。
# K# R: h' R) E1 e. t 11.气孔* e8 z3 j r+ F% h3 p
金属在熔融状态时能溶解大量气体。在冷凝过程中由于溶解度随温度降低而急剧减小,致使气体从液态金属中释放出来。若此时尚未凝固的金属液被已凝固壳包围,逸出的气体无法排除,就包在金属中,形成一个个气孔。它具有光滑的表面,形状规则成圆形或椭圆形。形成原因:
" U7 V8 z) `1 j# f+ C+ I/ }1 ~ 1)由于炉料不干净或熔炼温度过高,使金属液含有大量的气体,在随后的结晶凝固中来不及浮至液面逸出,产生析出性气孔。气孔壁具有光亮的金属光泽;
+ C7 Y9 W5 V/ y+ V" v 2)挤压速度过快,液态金属充模流动时产生涡流而卷人大量气体,形成侵蚀性气孔。由于金属在高温时与空气中氧作用而发生氧化,致使气孔壁呈灰褐色或暗色;( I! J1 }+ x" [% E3 a5 ?/ p* b
3)由于模温低,涂料积聚,致使浇注前涂料未干固。与金属液发生化学反应,形成反应性气孔; l; b* a4 v* a8 P
4)浇注至开始加压的时间间隔太长,由于液态金属表面结壳或粘度增加,使液态金属因冷却析出的气泡不能顺利逸出,在随后加压中,被保留或压扁在制件中;1 Y. l" I2 g% J7 A0 T5 q* |3 {
5)压力能使气体在金属中溶解度增加。压力不足,无法抑制气泡形成,而使气孔形成几率增加。
/ B8 v& ]; F% l! G9 e2 {+ X, h 防止对策:& K3 B' Y4 E' x- Y( I4 \8 y
1)使用干燥而洁净炉料,不使合金过烧,并很好除气;% h$ e# [/ Y4 s& `; ?
2)涂料涂敷薄而均匀,严禁积聚;提高模温,保证浇注前涂料干固;! y8 s# [: b( ~
3)选取足以阻止气孔形成的比压值,并尽量缩短加压前停留时间。
4 ]7 c5 f- w0 Z: @ 12.缩孔和缩松; j6 U/ i) }8 ]' N
缩孔和缩松是金属在凝固时体积收缩,而外壳又已经凝固得不到补缩所产生的。孔洞大的叫缩孔;细小分散的叫缩松。凡是液相与固相温差大的金属,产生缩松可能性大,对于共晶合金是在一定温度下结晶,易产生集中缩孔。区别缩孔与气孔,看孔的内壁光整与否。气孔内有气体存在,所以孔壁光滑圆整;缩孔因得不到补缩,孔壁被拉成不平的皱皮,而且集中在最后凝固部位。它们往往和气孔混合在一起。产生原因有:# [$ T% a- j8 o* |1 V# s
1)施加压力低,未能保证金属液始终在压力下结晶凝固,直至过程的结束;/ O' }) P) ^) G! w1 Y! O
2)浇注至开始加压的时间间隔太长,使液态金属与模膛接触面自由结壳太厚,减弱了冲头的加压效果;
7 q4 H! \9 M+ Z' G& N w 3)保压时间短,金属未完全凝固即卸压,使随后凝固部位得不到压力补缩;
( |) d* }2 B; e+ f$ _ 4)浇注温度过低或过高,降低了对制件的压力补缩效果;
2 M( _2 w+ [5 C! l5 Z 5)制件壁厚相差过大,挤压时冲头被凝固早的薄壁部位所支撑,使厚壁的热节部位得不到压力补缩;
7 o' \; L2 D( F2 N 6)制件热节处高加压冲头过远,由于存在“压力损失”,而降低对该部位的加压效果。 B5 [2 Z" B3 Q5 q$ G
改进措施:
V( |1 ?% `' x- b' b3 ] 1)提高比压,选取合适的保压时间;( }/ _! g( _6 x* r
2)降低浇注温度,使之刚刚高于合金的液相线温度,以减小厚壁部位金属液的过热程度;0 X5 b- s1 a: B* g! y5 H! v
3)模具上与制件厚壁部位相对应区域,设法予以激冷,厚壁部位应离施压端最近;# T+ T( a$ ]" Z2 H7 ]& }
4)将冲头设计成可相互运动两部分,以便对不同凝固部位,施以不同压力;
+ K) m* I6 x% ]; M 5)对制件重新设计,使其截面比较均匀。
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