?翻砂鑄造是指用粘土粘結砂作造型材料生產(chǎn)鑄件，是歷史悠久的工藝方法，也是應用范圍廣的工藝方法。說起歷史悠久，可追溯到幾千年以前；論其應用范圍，則可說世界各地無一處不用。那么，小型翻砂鑄造廠小編講一下關于翻砂鑄造過程中的溫度控制是確保鑄件質(zhì)量的關鍵因素之一，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
沖天爐：這是熔煉鑄鐵常用的設備。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強度和焦炭用量，從而調(diào)節(jié)熔煉溫度。例如，增加焦炭量和送風強度可以提高爐溫，但也要注意避免溫度過高導致金屬液過度氧化。一般沖天爐熔煉鑄鐵的溫度可達到 1300 - 1450℃。
電爐：包括電弧爐和感應電爐。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，感應電爐則是通過電磁感應使爐料自身發(fā)熱。電爐熔煉溫度控制相對精確。例如，感應電爐熔煉鑄鐵時，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強度；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，防止爐溫急劇下降。
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，可能導致澆不足、冷隔等問題。
考慮鑄件的結構和尺寸因素：對于結構復雜、壁厚薄的鑄件，澆注溫度應適當提高，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，要對澆包進行預熱，以減少金屬液在澆包中的熱量散失。預熱溫度一般在 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)鑄件的大小和復雜程度，合理控制澆注速度，確保金屬液以合適的溫度進入型腔。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離澆口的部位開始凝固，逐漸向澆口方向推進，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，適用于對熱應力敏感的鑄件。
溫度梯度控制方法：在砂型中設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置的儲存金屬液的部分，用于在鑄件凝固收縮時補充金屬液，防止縮孔。通過合理設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致鑄件產(chǎn)生內(nèi)應力、裂紋，并且會使鑄件的組織細化，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熱性好的材料作為局部冷鐵。