耐磨衬板BTMCr12-DT衬板

表2.1-15抗磨白口铸铁牌号及化学成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口铸铁力学性能及应用举例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌号中的"DT"和" GT"，分别为“低碳”和“高碳”的拼音字母的字母，表示含碳全的高低。

2.铸铁的热处理规范和金相组织，参见GB/T8263-1999。

3.铸件在清理铸件或处理铸件缺陷过程中，不能采用火焰切割、电弧切割、电焊切割和补焊。

一，消失模铸造的夹渣缺陷

夹渣缺陷是指干砂粒、涂料及其他夹杂物在浇注过程中随着铁水进入铸件而形成的缺陷。在机加工后的铸件表面上，可看到白色或黑灰色的夹杂物斑点，单个或成片分布,白色为石英砂颗粒，黑灰色为渣、涂料、泡沫模型热解后残留物和其他夹杂。这种缺陷俗称为“进砂”或“夹渣”，在消失模铸造生产中该缺陷是一种很常见的缺陷。几乎采用消失模铸造的工厂是普遍存在的，且很难。只有在每一道工序上采取多种措施且精心操作才能把“夹渣”降到很低，取得比较满意的效果。 在消失模铸件冷却打箱后未清理前，根据铸件及浇注系统表面状况，即可以判定有没有进砂和夹渣缺陷。如果浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和浇口表面或连接处以及铸件表面粘砂严重或有裂纹状粘砂存在，则基本可以肯定铸件有夹渣和进砂缺陷。砸断浇道棒或浇道拉筋，可看到断口上有白色斑点，严重时断口形成一圈白色斑点。这样的铸件，特别是板状、圆饼状铸件机加工后加工面上就会有白色、黑灰色斑点缺陷。如果工序操作规程控制不严格，生产的铸件严重的影响了铸件质量和定单完成的进度。
二，造成夹渣和进砂缺陷的原因
经过我们在生产实践中长期观察证明，从浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道至铸件，所有部位都有可能造成进砂，特别是浇注系统与铸件的结合部位。在整个生产过程中，浇注系统白模表面的涂料脱落开裂、白模结合部位的涂料脱落开裂、泡沫塑料白模表面的涂料脱落开裂、直浇道封闭不严密等因素是造成夹渣、进砂缺陷的最主要原因。其次，工艺参数的选择，如浇注系统净压头大小、浇注温度高低、负压度大小、干砂粒度等因素，以及模型运输过程及装箱操作情况等都对铸件夹渣和进砂缺陷有很大影响。只有在这些环节采取系统的措施、精心操作，才能把铸件的夹渣缺陷减少和基本，获得优质铸件。克服夹渣缺陷是一个系统工程。
三，减少和克服夹渣缺陷的方法和措施
进砂问题、夹渣缺陷是消失模铸造生产的一大难题。目前消失模铸造生产很成功的主要是三类产品，即抗磨件、管件和箱体类铸件，它们都是很少加工或不加工的铸件。对于加工面多且要求高的铸件，夹渣缺陷是一个关键需要解决的问题。我们的经验是从以下几个方面采取措施可以减少和夹渣缺陷：
1，涂料
消失模涂料的作用是：1），提高铸件表面光洁度、使铸件粗燥度降低2－3个等级，提高铸件表面质量和使用性能。2）减少和防止粘砂、砂孔缺陷。 3），有利于清砂、落砂。 4），将浇注时消失模融熔的液体和气体顺利通过涂料层排出到铸型砂中去，而且防止金属液渗入砂型，防止铸件产生气孔、金属渗透和碳缺陷。 5），提高模样强度和刚度，防止在运输、填砂震动造型时产生变形和破坏，有利于提高铸件尺寸精度和成品率。 消失模铸造用涂料要求具有强度、透气性、耐火度、绝热性、爆热抗裂性、耐急泠急热性、吸湿性、清理性、涂挂性、悬浮性、不流淌性等一系列性能，防止夹渣缺陷首先要求涂料具有高的强度和耐火性能。要求涂挂于白模表面的涂料层在烘干和运输过程中不产生裂纹和开裂，即涂料应具有足够的室温强度；而在浇注过程中，在高温金属的长时间冲刷作用下涂料层也要不脱落、不产生裂纹开裂，即有高的高温强度。在液态金属进入铸型时直浇口封闭严密、铸件和浇注系统表面的涂料层不脱落、不产生裂纹和开裂是防止夹渣缺陷的首要条件，如果浇道密封不严密，涂料层产生脱落、裂纹和开裂，大量砂粒、涂料和夹杂物就会进入金属形成夹渣缺陷。强度和透气性是涂料的两个重要的性能，有时候要求浇注系统用的涂料要比铸件涂料具有更高的耐火强度，以抵御高温金属长时间的冲刷作用而不脱落开裂。操作工在涂刷过程必须涂料的均匀性。
2．装箱操作
在装箱时模样组（模型+浇注系统）表面的涂料层不允许有任何脱落、裂纹和开裂，特别是在直浇道与横浇道结合处、横浇道与内浇道结合处、内浇口与铸型结合处，只要有松动、裂纹、连接不牢靠就有可能进砂。这就要求结合处强度要高、涂料要比较厚，浇注系统要有足够的刚性，必要时需设置拉筋或加固套。模样组放置于砂箱底砂上时应平稳，不允许悬空放置时即开始撒砂震动造型，以避免震裂涂料层。不要正对模样猛烈加砂，应先用软管加砂，震动振实时再用雨淋设备撒砂。开始震动造型时震动要轻微、震幅要小，等干砂埋住模样再大幅震动。在震动造型时浇注系统特别是直浇道时不允许掰、弯，以免涂料层破裂，要严密封闭直浇口以免进砂。整个装箱、撒砂、震动、造型操作过程要非常仔细小心，一定要在浇注前模样组涂料层没有任何脱落、开裂和裂纹。在浇注前应再次把浇口杯清理没有浮砂、尘土和杂物。
3，浇注压头、温度和时间
浇注时压头越高对浇注系统和铸型的冲刷越大，冲坏涂料造成进砂的可能性也越大，对不同大小的铸件压头要有所不同。要选择容量合适的浇包，浇包要尽可能降低浇注高度，包嘴尽量靠近浇口杯，应避免用大包浇小活。 浇注温度越高，对涂料性能要求就越高，就越容易产生粘砂夹渣等缺陷，应选择合适的浇注温度。对于灰铸铁件，出炉温度可在1480℃左右，浇注温度为1380－1420℃；球铁铸件出炉温度应在1500℃以上，浇注温度为1420－1450℃；铸钢件浇注温度为1480－1560℃。一箱需铁水300－500公斤的铸铁件浇注时间可控制在10－20秒左右。
4，负压
消失模铸造的浇注过程一般都是在真空条件下进行的，负压的作用是紧实干砂、加快排气、提高充型能力，在真空密封条件下浇注改善了工作环境。 负压度的大小对铸件质量有很大影响，过大的负压度使金属液流经开裂、裂纹处时吸入干砂和夹杂物的可能性增加，也使铸件的粘砂缺陷增加。过快的充型速度增加了金属对浇道和铸型的冲刷能力，易使涂料脱落进入金属，也容易冲坏涂料层造成进砂。对于铸铁件，合适的负压度一般0.025－0.04MPa
5，设置挡渣、撇渣和集渣冒口
在浇注系统设置挡渣、撇渣和铸件上设置集渣冒口和采取挡渣、撇渣措施有助于改善进砂和夹渣缺陷。
6，型砂 型砂粒度过粗、过细都影响夹渣和粘砂缺陷的产生，粒度过粗使粘砂夹渣缺陷增加。铸铁件一般采用粒度30/50的干石英砂（水洗砂）即可。
7，采用铁水净化技术 消失模铸件的整个成型过程都要考虑铁水净化问题，这是消失模铸造的关键技术之一。包括从铁水熔炼、过热、直至浇入铸型的全过程均要考虑净化问题，过滤技术是其中之一。

、 热量。砂型内的白模浇注系统（直、横、内浇道）和连接铸件，必须融解、裂解、分解、气化掉，其整个空位让合金液注入。一般合金液的浇注温度比砂型铸造提高30---50℃，薄壁件至80℃，使其提高温度，有足够的热量来融化掉所有白模。以提高50℃浇注温度1500℃高锰钢液浇注筛板为例，顶注（直、横、内浇道合一），如喉管浇口杯下接直、横、内浇道，浇道偏大、偏多，则进入型腔的钢液温度过高、过快，使腔内过热，而产生的缺陷有：粘砂、化学粘砂、涂层开裂、剥落造成胀砂、结疤、鼓凸、多肉等，塌砂、腔内钢液进入过速过猛冲击力过大，温度又过高，使局部砂型溃崩、塌散，使铸件报废；同样的过热浇注温度，而采用底注，直、横、内浇道截面过小、偏少，使钢液进内腔时速度变缓变慢，时间又过长，促使温度降低过甚，以致局部地方白模干净融化，而产生的缺陷：皱皮、积碳、里皮、粘砂、物理机械粘砂，钢液、砂、白模分解残余液、固物光亮碳和焦油，粘结在一起，难以清理，浇不到、缺肉、重皮、夹渣、夹杂、夹气---等等。所以必须要考虑对铸件相适应的浇注系统，直、横、内截面积，以控制进入型腔的适当的速度，温度和热场的分布，才能获得合格铸件。

2、 渣、杂的排除。白模受合金液提供热量后热解形成一次气相、液相和固相。气相主要由CO、CO2、H2、CH4和分子量较小的苯乙烯以及它们的衍生物组成；液相由苯、甲苯、乙烯和玻璃态聚苯乙烯等液态烃基组成；固相由聚苯乙烯形成的光亮碳和焦油状残留物组成。其光亮碳、气相、液相形成熔胶粘着状；液相二次分解形成二次气相和固相，液态中二聚物、三聚物及再聚物，会出现粘稠的沥青状粘液态，这些物质在整个浇注系统流动过程中，会随着合金液进入型腔而形成夹渣、夹杂。因此在进入内浇道前设法直、横、内浇道中端头或两端留有集渣坑（包），以利集中，因此内浇道截面能扼制流速、流量，使渣档在横浇道二端俘集；进入型腔的合金液温度具有一定流动性，以便让渣上浮，同时留出一定时间使渣能浮至液面；内浇口截面的大小、分布、角度，使进入型腔的合金液不产生紊流，不利浮渣，而要平静和稳定的上升，利于浮出渣，将这些渣杂纳入冒口或设置集渣包中，所以浇注系统设计时必须仔细考虑集渣排渣等工艺措施。
3、 排气。白模在高温合金液的作用下进而热解反应，尤其1350℃---1550℃急剧裂解，析出H2可达48%，聚苯乙烯热解时析出气体（CnH2n,H2,CH4等），800℃时165---175cm3/g，1000℃时500---518cm3/g，1200℃时738---689cm3/g，不同合金浇注温度下的EPS发气量：锌合金450℃时，25cm3/g，银合金750℃时，40cm3/g，铸铁1300℃时，300cm3/g,，铸钢，1550℃时500---600cm3/g。白模在浇注系统和模型中的量（大小、结构、形状、重量及布置）起着决定性作用，加上浇注温度、浇注速度，直接影响发气量，由于发气量在不同温度区间是不一样的，首先控制好在浇注过程中的白模发气量，浇注温度过高、速度又快，尤其是直浇道短粗，极易发生气体爆发，再加上真空泵吸气偏小，造成反喷，危及，设计控制白模量（密度、大小），使发气平稳有序；在平稳有序的浇注下，白模产生气体和砂型中出来气体和合金液析出气体，及时由真空泵吸出或通过浇注系统的冒口（出气冒口）、集渣冒口逸出。必须协调好真空泵从砂箱中的上、中、下、底部吸气方向，和热气上升的规律，使气体吸排干净，否则，砂箱底下吸气，真空泵吸气偏小，同时产生的气体并不少，这样就出现铸件某处断面，热气上升，吸气向下二者相持而产生大量气孔。
4、 型腔温度场。浇注系统尤其是内浇道的断面积大小分布、多少，内浇道进合金液方向，位置侧面四壁（上、中、下、顶、底等六面的）内浇口，都直接影响着型腔内温度场的分布均衡，对于要求均衡化凝固的铸件比如低牌号铸铁、球墨铸铁和小中件锰钢（无特别力学性能要求），其内浇口务必在铸件的壁薄处均布进入（铸件重量大小、壁厚结构差异、尺寸、体积等情况，使整个型腔合金液的温度场分布，左右、前后、上下均衡，便于同时结晶凝固（时间不拉长）；对于要求顺序凝固铸件如碳钢、低合金钢、中大高锰钢、中大铸铁球铁件等，内浇口的选择要由顶注或底面进入，再设中、上的阶梯浇注横、内浇口进入，这样使型腔的合金液下面温度低、上面温度高，有冒口处温度，便于顺序凝固和补缩；也可设置铸件型腔中---侧内浇口进入，分布时使一端（断面大小、多少）温度低，另外一端温度高，再在高温时设置集渣包、出气冒口、冒口，以便顺序凝固，高温端向低温端铸件补缩。总之，内浇口设置是决定型腔温度场的关键，要获得合格铸件，必须遵循合金的凝固特征。