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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 % l8 Y+ b) `2 {& H/ Y- q( h
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:
$ O+ O+ ~; a; S: |8 V- o7 u 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;
3 R) Z- N# R8 s. l# ^" j; E2 F 2)采用先合模、挤入液态金属,紧接着施压。
2 h- [; @1 M; ?; I& O. S 6.表面起泡) e9 m' w- o# A+ L/ 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:8 y* n4 o+ q. E" t7 k) o
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;4 m! l% G! A' J# z& o2 {
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 J/ g0 }. L& B/ H9 Y5 r
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。
) y9 U' r) m$ D: s+ q. b2 e 改进措施:- V3 x" K/ E8 T: b9 k
1)适当提高模温,并采用喷涂方法,使涂料在浇注前已干固;2 k7 D. f: f5 n
2)施压要慢而平稳;
+ v% n2 T5 v2 n# @* Q, D, } 3)注重液态金属除气操作;
8 p8 {6 R, j5 ^/ N, X8 I 4)模具设计应考虑排气措施。 z& v2 A( S2 u2 `8 z
7.表面夹渣
7 z9 A$ T: P0 p 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:
- S/ K0 x% i( x$ [ 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;
, r/ `6 m$ V1 h8 K4 d 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。8 Z F0 `' ?- ^6 Y
防止对策:3 d1 H0 G6 F/ _
l)适当提高模温,涂料必须喷涂均匀、干固;9 f* L9 F- J. D, A# M
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。8 x# \8 B+ }- t6 R, }9 _8 y& O
8.表面粘焊与粒状溢出物3 `7 ?1 l1 Q6 f1 R4 w6 M
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。
8 `2 p# _# r) N, d3 o2 u- `2 p 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。 U/ {' ^3 A& D0 c
防止对策:保压时间应足够,即制件凝固结束后才允许脱模。
% i* P8 ?3 ]5 A( H, ?- A0 M 9.塌陷2 r* _6 L+ P/ y w# \
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:
j( l- u: F' K) E; J* t2 ` 1)加大模子与冲头的间隙,改善通气状态;
& T1 H! F* m' v+ M' q0 d, C 2)少涂些润滑剂,多了会堵塞通气孔;
7 d( x, f+ h! q0 b; r) b 3)发现制件有塌陷,可在模具相应部位增加通气孔的数目;2 |4 H3 u5 T1 [: t, B: q
4)采用组合式模具。( g6 R3 Z+ `0 h) O, X# D% x
10.擦份
- u6 I, _1 l% w% s6 I9 f4 H" V3 } 制件表面沿出模方向拉伤痕迹称为擦伤。产生原因有:
W; d) r2 E y3 {; [ 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;
& G5 C! e) [" `5 m+ p: b 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。0 { L1 @6 B7 h8 Z0 k/ d+ i8 g+ l
预防对策有:9 X& ]3 x, B+ K. n
1)在固定部位擦伤时,要修复模具、修正脱模斜度,打光压痕;
- l; d5 y0 l8 A! Q1 h 2)擦伤无一定部位时,在擦伤部分相应的模具上增敷涂料;/ \7 F' z ]* O3 v1 L' S
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。
/ ~ G0 c! @# T: e 11.气孔/ R0 q7 P( S# ^) e
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:; h b3 S% V. ?) M. l G s& P0 a; Q
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;* Q5 Q0 A% u; X( u, h
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;# J$ L( D8 y% {8 m/ f0 T, x
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;
- T. O u7 M% D 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;+ u1 B6 C. `1 V$ E) \1 d) P
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。6 v# ?7 C! S! n+ f R6 o8 z3 }" s! n
防止对策:
9 H/ V4 ]) T& |/ r) o: D 1)使用干燥而洁净炉料,不使合金过烧,并很好除气; Z% b% |# \# e( u- D- J% G
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;% G. l/ h3 ?! M$ t# O
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。5 }( t, ? s* C2 E
12.缩孔和缩松& O' d! Y) A' B6 | c( K
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:" O" v! E0 c+ E7 z6 k, \ ~5 U$ [$ A2 o
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;
2 m# [ u- ?5 _2 y1 f2 [ 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;
* I, r) z. f0 B9 m 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;
: X% K( ?% l; x2 ]1 y4 }3 \ 4)浇注温度过低或过高,降低了对制件的压力补缩效果;2 H% Y) j8 _2 b" O* F, g) _7 T
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;% F6 @- C5 Y0 H9 a: g
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。( u0 u. e& F1 K$ t
改进措施:
9 ]$ W, R; K8 Q1 I2 A 1)提高比压,选取合适的保压时间;" ]: J. r3 ]) O0 X
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;
2 Y- O5 r- M& q1 S( e8 V: Z 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;
1 a7 D& x+ I& B 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;
! {' T# C! u3 z* U/ z' j3 p 5)对制件重新设计,使其截面比较均匀。' ]# B6 d% i4 `1 Q! }, t
(未完待续) |