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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 3 Y6 ~+ U1 O5 M( I
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:
2 x4 {' }! {& L+ F2 i 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;6 f( ?' X# Y6 B# n* M* w
2)采用先合模、挤入液态金属,紧接着施压。/ b; u9 `2 n0 {* n: H6 c
6.表面起泡& B5 p3 \1 O" w. z6 d0 w
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:
+ V0 Q' E; r9 G+ v& U/ ]0 p( y 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;1 H+ N+ N$ W- l3 D' i
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;
9 K& Z. I9 p& L6 A* F" { A 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。
, T O4 P% o, c% g9 o0 b2 F 改进措施:
, ^$ X2 U" l8 _* X! c! Q' L% C9 a 1)适当提高模温,并采用喷涂方法,使涂料在浇注前已干固;; O! J4 W8 P7 ?6 h# B( }
2)施压要慢而平稳;
8 { C+ C Q0 y* V ^ 3)注重液态金属除气操作;
0 u+ G6 v0 q$ s, b4 d g% @ 4)模具设计应考虑排气措施。7 f2 J! ^2 B+ I4 B# Q2 p
7.表面夹渣
; _) b1 X& ?" m- }7 I 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:
9 D8 Y) o4 t/ n3 H 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;9 K/ U+ S6 ^" ]' u% c" Z
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。
0 Z. ?$ Z$ C# `" S2 } 防止对策: l, x( P9 S5 n: p
l)适当提高模温,涂料必须喷涂均匀、干固;
8 O4 ^. n0 c: {9 B+ x+ q2 c 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。
" r' y+ @; X, D 8.表面粘焊与粒状溢出物$ z& ~' _; M) t* h% J: _* w v
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。- T& B1 z6 M# M8 c6 o% ]
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。0 W( h6 w. N6 v. v5 A
防止对策:保压时间应足够,即制件凝固结束后才允许脱模。) [- a/ Z }& L6 B
9.塌陷) Z8 ^. \/ D _. v7 m9 {5 i
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:, w% g% p# I" y
1)加大模子与冲头的间隙,改善通气状态;
3 Q: j; k9 r/ `) s2 m% t3 R 2)少涂些润滑剂,多了会堵塞通气孔;! h" ~- B9 R$ A6 {
3)发现制件有塌陷,可在模具相应部位增加通气孔的数目;
# d* _' b# Q9 s+ A2 V 4)采用组合式模具。
) m8 B( E' ~% j# I; h 10.擦份# h3 P9 ^: W& X' v" K% @4 I
制件表面沿出模方向拉伤痕迹称为擦伤。产生原因有:& z) t: M) V# P- }
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;
1 ^9 U9 a( F6 ^2 }9 Q: j' U 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。
. x" v+ Q% y7 \0 H. R: H# E1 X9 |% f 预防对策有:% w$ a, w o9 h/ d6 r) I. H
1)在固定部位擦伤时,要修复模具、修正脱模斜度,打光压痕;: u. I: z' o* C; @ w6 z) }/ m
2)擦伤无一定部位时,在擦伤部分相应的模具上增敷涂料;
: \. y7 ]1 P1 k2 i7 t' A 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。% `1 P6 |7 c" {5 N# E6 e/ l
11.气孔
. f9 `5 ^( n s 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:+ W, Q& o8 w! G# b: Z1 x
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;
- j0 n2 t4 K' @" x; \8 R s; G 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;2 k/ Y3 d4 r+ e
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;
* ` R% \' Z4 H& r3 ? 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 \ j a9 i; f6 z2 }- i; E8 e6 o" A
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。7 H. o. ]' f" q6 K" T* P; ], c
防止对策:
* L* q- @/ Y% F 1)使用干燥而洁净炉料,不使合金过烧,并很好除气;
- [7 I) V) h" C$ w% b 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;$ E; @/ l. b' k7 l
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。0 H8 n3 k; Q3 ^! W0 }! e
12.缩孔和缩松 H" {3 R7 U# @; d J( X
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:5 e! {4 ^2 a8 ^
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;0 p7 T- t6 ~5 X5 e. L
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;
$ D7 H9 v2 b+ {5 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;0 q5 ]* C" u' u4 D* J) u
4)浇注温度过低或过高,降低了对制件的压力补缩效果;& _+ \4 r$ _, W
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 X6 A, D0 U/ g4 @- f 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。
]/ ^3 a) n$ i/ z; D% F 改进措施:
+ i( u' G! k- s6 s! G$ i 1)提高比压,选取合适的保压时间;5 O! V y) X6 U' `
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;
$ I' N/ n" w- V4 @3 G 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;
2 A7 {7 m8 ^/ M3 y, P1 \# M 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;- R2 W& r: v K1 A- s( Z& T d
5)对制件重新设计,使其截面比较均匀。$ P5 e3 `. h% ~8 Q- {
(未完待续) |