为什么翻砂铸铝件型壳会产生裂纹?-泊头市顺平模具制造有限公司
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为什么翻砂铸铝件型壳会产生裂纹?

2019-07-29 23:13:01

实际生产中,翻砂铸铝件面层制壳和背层制壳的问题是不同的,面层很薄,很容易干燥,生产中往往是面层干燥过快造成裂纹的问题。而背层往往是干燥过慢,影响制壳生产速率的问题。因而背层需利用风速来加快型壳干燥,生产工厂应将面层制壳和背层制壳间隔开,背层采用吹旋转风。一般硅溶胶作为熔模铸造的黏结剂,它具有很高的高温强度,制铝铸件工序简单,为一种绿色黏结剂。但它也存在湿(室温)强度低,残留强度偏高等问题。为防止面层型壳开裂,就需要面层用硅溶胶湿强度较好。为此,面层采用快干增强硅溶胶是解决开裂的一种好方法。

翻砂铸铝件型壳产生裂纹的情况分析:

(1)制壳过程中,型壳由于水分蒸发,硅溶胶黏结剂浓度增加,胶体胶凝而产生收缩,该收缩受到蜡模的阻碍,从而在型壳中形成应力。当收缩过大形成的应力大于型壳强度,型壳则会开裂;

(2)脱蜡过程中,型壳处于蜡模的外部,两者同时被加热,而蜡料的膨胀远大于型壳的膨胀,脱蜡速度过慢,蜡模就会将型壳胀裂。以上两种型壳开裂,由于机理不同,毛刺分布的情况也不同。

快干增强硅溶胶内部添加高分子化合物等,比一般硅溶胶能在较短时间内建立起较高的湿强度,防止铝铸件开裂。而高分子化合物在高温下被烧除,残留强度得以降低,型壳透气性相对也较好。一些资料也明确指出,制作面层的硅溶胶应具有较好的湿强度,以防止面层型壳开裂。

(1)热膨胀对型壳开裂的影响。虽然熔模铸造采用恒温干燥制度,但在生产中温度波动是不可避免的,温度的变化会造成蜡模和型壳的体积膨胀和收缩。由于蜡模的热膨胀率远大于型壳,当蜡模体积变化过大,必将引起蜡模与型壳剥离或蜡模施加于型壳的拉应力增加。

(2)一般硅溶胶的面层型壳干燥后,其韧性较差,而且厚度小,仅0.2mm左右,强度也较低,铝铸件热膨胀造成的对型壳的拉应力过大时,很容易使型壳开裂。热膨胀引起的型壳裂纹容易出现在面层上,从而造成铝铸件毛刺。鉴于以上原因,对制壳间,特别是面层制壳间要严格控制温度,较好控制在22一250的范围内。

(3)生产条件及存在的问题熔模铸造所生产出的铝铸件尺寸可达CT4一CT6级,表面粗糙度Ra0.8~Ra3.2μm。如果铝铸件表面有毛刺,就只能作为次品,再进行修整。

(4)从而降低了铸件的一次成品率,增加了铸件修整工作,影响生产速率。目前,很多硅溶胶型壳生产厂的一次成品率都很低,其主要问题之一就是铸件毛刺缺陷多,铸件表面产生不规则毛刺的原因是型壳出现裂纹,说注时金属液渗入型壳裂纹而造成的。

(5)翻砂铸铝件缺陷形成机理分析及解决措施制壳过程中影响型壳开裂的因素有很多:热膨胀(温度)的影响、干燥速度(湿度、风力)的影响、黏结剂的影响以及其他因素的影响。

翻砂铸铝件制壳过程由于干燥收缩造成的裂纹分布相对均匀,在相同几何特征的部位出现开裂的几率相同。而脱蜡造成开裂的情况则与浇注系统的安排相关,因为在脱蜡过程中,内浇道是蜡液脱出的主要通道,远离内浇道的部位由于蜡液脱出的时间长,较容易受力出现破坏,而且裂纹相对较为集中。另外,脱蜡时出现裂纹多与设备一脱蜡釜有关,脱蜡釜压力上升速度过慢则会造成型壳裂纹。