?翻砂鑄造是指用粘土粘結(jié)砂作造型材料生產(chǎn)鑄件，是歷史悠久的工藝方法，也是應(yīng)用范圍廣的工藝方法。說起歷史悠久，可追溯到幾千年以前；論其應(yīng)用范圍，則可說世界各地?zé)o一處不用。那么，小型翻砂鑄造廠小編講一下關(guān)于翻砂鑄造過程中的溫度控制是確保鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，它涉及多個環(huán)節(jié)，具體如下：
一、熔煉環(huán)節(jié)的溫度控制
熔爐類型與特點(diǎn)
沖天爐：這是熔煉鑄鐵常用的設(shè)備。其工作原理是利用焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量使金屬爐料熔化。在熔煉過程中，要根據(jù)爐料的種類和配比來控制送風(fēng)強(qiáng)度和焦炭用量，從而調(diào)節(jié)熔煉溫度。例如，增加焦炭量和送風(fēng)強(qiáng)度可以提高爐溫，但也要注意避免溫度過高導(dǎo)致金屬液過度氧化。一般沖天爐熔煉鑄鐵的溫度可達(dá)到 1300 - 1450℃。
電爐：包括電弧爐和感應(yīng)電爐。電弧爐是利用電極與爐料之間產(chǎn)生的電弧熱來熔煉金屬，感應(yīng)電爐則是通過電磁感應(yīng)使?fàn)t料自身發(fā)熱。電爐熔煉溫度控制相對精確。例如，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時，可通過調(diào)節(jié)輸入功率來精確控制溫度，能將溫度穩(wěn)定在 1400 - 1500℃左右，適合熔煉高質(zhì)量要求的鑄鐵或鑄鋼。
熔煉過程溫度監(jiān)測與調(diào)節(jié)
溫度監(jiān)測工具：通常使用熱電偶溫度計來測量金屬液的溫度。熱電偶可以直接插入金屬液中，實時準(zhǔn)確地顯示溫度讀數(shù)。對于大型熔爐，可能會安裝多個熱電偶，以監(jiān)測不同位置的溫度情況。
調(diào)節(jié)方法：根據(jù)熔煉的金屬材料和工藝要求調(diào)節(jié)溫度。如果溫度過高，對于沖天爐可以減少焦炭加入量或降低送風(fēng)強(qiáng)度；對于電爐可以降低輸入功率。相反，如果溫度過低，可以采取增加熱量供應(yīng)的措施。同時，要注意熔煉過程中的溫度均勻性，避免局部過熱或過冷。例如，在添加新爐料時，要分批加入，防止?fàn)t溫急劇下降。
二、澆注環(huán)節(jié)的溫度控制
澆注溫度的確定
不同金屬材料的澆注溫度范圍：澆注溫度因金屬材料的不同而有所差異。例如，鑄鐵的澆注溫度一般在 1300 - 1400℃，鑄鋼的澆注溫度相對較高，在 1500 - 1600℃左右，而鋁合金的澆注溫度通常在 680 - 780℃。這些溫度范圍是基于金屬的流動性、凝固特性以及與砂型的相互作用等因素確定的。澆注溫度過高，金屬液的收縮率增大，容易產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷，并且會對砂型產(chǎn)生較大的熱沖擊；溫度過低，金屬液的流動性差，可能導(dǎo)致澆不足、冷隔等問題。
考慮鑄件的結(jié)構(gòu)和尺寸因素：對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚薄的鑄件，澆注溫度應(yīng)適當(dāng)提高，以確保金屬液能夠順利充滿型腔。例如，薄壁鑄件的澆注溫度可能需要比常規(guī)鑄件提高 20 - 50℃，因為薄壁部分冷卻速度快，較高的澆注溫度有助于金屬液在凝固前充滿型腔。而對于大型厚壁鑄件，也要適當(dāng)控制澆注溫度，防止中心部位冷卻過慢產(chǎn)生縮孔。
澆注過程中的溫度保持
澆包的保溫措施：使用具有良好保溫性能的澆包來盛裝金屬液，如采用陶瓷纖維保溫層的澆包。在澆注前，要對澆包進(jìn)行預(yù)熱，以減少金屬液在澆包中的熱量散失。預(yù)熱溫度一般在 600 - 800℃左右，具體溫度根據(jù)澆包的材質(zhì)和尺寸而定。
澆注速度與溫度的關(guān)聯(lián)：澆注速度會影響金屬液在澆注過程中的溫度變化。澆注速度過快，金屬液在短時間內(nèi)大量注入砂型，會使砂型溫度急劇上升，可能導(dǎo)致砂型損壞和鑄件缺陷；澆注速度過慢，金屬液在澆包和澆口中的停留時間過長，熱量散失過多。因此，要根據(jù)鑄件的大小和復(fù)雜程度，合理控制澆注速度，確保金屬液以合適的溫度進(jìn)入型腔。例如，對于小型簡單鑄件，澆注速度可以相對快些，但也要保證金屬液平穩(wěn)地注入型腔；對于大型復(fù)雜鑄件，澆注速度要適中，一般澆注時間控制在幾分鐘左右。
三、凝固與冷卻環(huán)節(jié)的溫度控制
鑄件的凝固方式與溫度梯度控制
凝固方式：鑄件的凝固方式主要有順序凝固和同時凝固兩種。順序凝固是指鑄件從遠(yuǎn)離澆口的部位開始凝固，逐漸向澆口方向推進(jìn)，這種凝固方式適用于易產(chǎn)生縮孔的鑄件，通過控制溫度梯度，使金屬液能夠不斷補(bǔ)充凝固收縮產(chǎn)生的空間。同時凝固是讓鑄件各部分幾乎同時凝固，適用于對熱應(yīng)力敏感的鑄件。
溫度梯度控制方法：在砂型中設(shè)置合適的冷鐵和冒口可以控制鑄件的溫度梯度。冷鐵是一種用于加速鑄件局部冷卻的材料，一般放置在鑄件的厚壁部位，使其先凝固，從而實現(xiàn)順序凝固。冒口則是在鑄件頂部設(shè)置的儲存金屬液的部分，用于在鑄件凝固收縮時補(bǔ)充金屬液，防止縮孔。通過合理設(shè)計冷鐵和冒口的位置、大小和數(shù)量，可以有效控制鑄件凝固過程中的溫度分布。
冷卻速度控制及其對鑄件質(zhì)量的影響
冷卻速度的重要性：冷卻速度對鑄件的組織和性能有很大影響。過快的冷卻速度可能導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋，并且會使鑄件的組織細(xì)化，硬度增加；過慢的冷卻速度可能會使鑄件的晶粒粗大，降低力學(xué)性能。例如，對于灰鑄鐵鑄件，過快的冷卻速度可能會使石墨形態(tài)變差，出現(xiàn)白口組織，影響鑄件的切削性能。
控制冷卻速度的措施：可以通過調(diào)整砂型的散熱性能來控制鑄件的冷卻速度。例如，使用導(dǎo)熱性不同的型砂或在砂型表面覆蓋保溫材料。對于需要緩慢冷卻的鑄件，可在砂型表面覆蓋一層保溫砂或石棉板；對于需要快速冷卻的鑄件部分，可以采用金屬型或在砂型中添加導(dǎo)熱性好的材料作為局部冷鐵。