消失模鑄造是目前國際上zui先進的鑄造工(gōng)藝之一,被譽為是鑄造史上的一次革命,是21世紀“綠色集約化鑄造的主要途徑”,在鑄造生(shēng)産中占有越來越(yuè)重要的地位。消失模鑄造确實有它很廣泛的适應性(xìng)。
但是,并不是什麼(me)鑄件都适宜用消失模(mó)鑄造,有的鑄件就是勉強可以(yǐ)做,但是工藝出(chū)品率低或廢品率高。它也有工藝性上的限制(zhì),如泡沫塑(sù)料模樣容易受力(lì)變形;與傳統的鑄造方法相比,它(tā)還(hái)有個泡沫塑料模熱解(jiě)氣化的問題(tí)。
對消失模鑄造缺(quē)陷也有待于完全認識和消除等,消失模鑄造中常見的鑄造缺陷有皺(zhòu)皮、碳(tàn)黑、變形、粘砂、塌箱(xiāng)、氣孔、夾渣、冷隔以及鑄鋼件(jiàn)表面滲碳等,我們就夾渣缺陷談點體會和認識。
一、消失(shī)模鑄造的夾渣缺陷
夾渣缺陷是指幹砂粒、塗料(liào)及其他夾雜物在澆注過程中随着(zhe)鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在機加(jiā)工後的鑄件表面(miàn)上(shàng),可看到白色或黑灰色的夾雜物斑點,單個或成片分布,白色為(wéi)石英砂顆粒,黑灰(huī)色為渣、塗料、泡沫模型熱解(jiě)後殘留物和其(qí)他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂”或(huò)“夾渣”,在消失模(mó)鑄造生産中該缺陷(xiàn)是(shì)一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模鑄造的工廠是普遍存在的,且(qiě)很難徹(chè)底根除。隻有在每一道(dào)工序上采取多種措施且精心操作才(cái)能把(bǎ)“夾渣”降到很低,取得比(bǐ)較滿意的效果。在消失模(mó)鑄件冷卻打箱後未清理前,根據鑄件及(jí)澆注系統表面狀況,即可以判定有沒有進砂(shā)和夾渣缺陷。如(rú)果澆(jiāo)口杯(bēi)、直澆道、橫澆道、内澆道和澆口(kǒu)表面或連接處以及鑄件表面粘砂嚴重(zhòng)或有裂紋狀粘砂存在,則基本可以肯定鑄件有夾渣和進砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉筋(jīn),可看到斷口上有白色斑點,嚴(yán)重時斷口形成一圈白色斑點。這樣的鑄件,特别是闆狀、圓餅(bǐng)狀鑄件機加工後加工面上就會有白色、黑灰(huī)色斑點缺陷。如(rú)果工(gōng)序操作規程控制不嚴格,生産的鑄件嚴重的影響了鑄件質量和定單完成的進度。
二、造(zào)成夾渣和進(jìn)砂缺(quē)陷的原因(yīn)
經過我們在生産實踐中長期觀察證明,從澆口杯、直(zhí)澆道、橫澆道、内澆道至鑄(zhù)件,所有(yǒu)部位都有可能造成進砂,特别是澆(jiāo)注系統與鑄件的結合部位。在整個生産過程中,澆注系統白模表面的塗料脫落開裂(liè)、白模(mó)結合部位的塗料脫落開裂、泡沫塑料白模表面的(de)塗料脫落開裂、直澆道封閉不嚴密等因(yīn)素是造成夾渣、進砂缺陷的zui主要原因。其次,工藝參數的選擇,如澆注系統淨(jìng)壓頭大小、澆注溫度高低(dī)、負壓度大(dà)小、幹砂粒度等因(yīn)素,以及模型運輸過程及裝箱操作情況等都對鑄件(jiàn)夾渣(zhā)和進砂缺陷有很大影(yǐng)響。隻有在這些環節采取系統的(de)措施、精心操作,才能把鑄件的夾渣缺陷(xiàn)減少和基本消除,獲得優質(zhì)鑄件。克服夾(jiá)渣缺陷是一個系統工程。
三、減少和克服夾渣缺陷的方法和(hé)措施
進砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄造(zào)生産的一大難題。目前消失模鑄造生産(chǎn)很成功的主要是三(sān)類(lèi)産品,即抗磨(mó)件、管件和箱體類(lèi)鑄件,它們都是很少加(jiā)工(gōng)或(huò)不加工的鑄件。對于加工(gōng)面多且要求高的(de)鑄件,夾渣缺陷是(shì)一個關鍵需要解決的(de)問題。我們的經驗是從以(yǐ)下幾個方面(miàn)采(cǎi)取措施可以(yǐ)減少和消除夾渣缺陷:
1、塗料
消失模塗(tú)料的作用(yòng)是:
1)提高鑄件(jiàn)表面光潔度、使鑄件粗(cū)燥(zào)度降低2-3個等級,提高(gāo)鑄件表面質量和使用性能。
2)減少和防止粘砂、砂孔缺陷。
3)有利于清砂、落砂。
4)将澆注時消失模融熔的液體和氣體順利通過(guò)塗料層排出到鑄型砂(shā)中去,而且(qiě)防止金屬液滲入砂型,防止(zhǐ)鑄件産生氣孔、金屬滲透(tòu)和碳缺陷。
5)提高模樣強度和剛度,防(fáng)止在運輸、填砂震(zhèn)動造型時産生變形和(hé)破壞,有利于(yú)提高鑄件尺寸(cùn)精度和成品率。消失模鑄造用塗料要(yào)求具有強度、透(tòu)氣性、耐火度、絕熱性、爆熱抗裂性、耐急泠(líng)急熱性、吸濕性、清理(lǐ)性、塗挂性、懸浮性、不流淌性等(děng)一系列性(xìng)能,防止夾渣缺陷首先要求塗料具有高的強度和耐火性能。要求塗挂(guà)于白模表(biǎo)面的塗料層在烘幹和(hé)運(yùn)輸過程(chéng)中不産(chǎn)生裂紋和開裂,即塗料應具(jù)有足夠的室溫強(qiáng)度;而(ér)在澆注過程中,在高溫金屬的(de)長時間沖刷作用下(xià)塗料層也(yě)要不(bú)脫落、不産生裂紋開裂,即(jí)有高的高溫強度。
在液态金屬進入鑄型時直澆口封閉嚴密、鑄件和澆注系統表面的塗料層不脫(tuō)落、不産生裂紋和開裂是防止夾渣缺陷的首要條件(jiàn),如果澆道(dào)密封不嚴密,塗料層(céng)産生(shēng)脫落、裂(liè)紋和開裂,大量砂粒、塗料和(hé)夾雜物就會進入金屬形成(chéng)夾渣缺(quē)陷。
強度和透氣性是塗料的兩個重要的性能(néng),有時候要求澆注系(xì)統用的塗料要比(bǐ)鑄件塗料具有更高的(de)耐火強度,以抵禦(yù)高溫金(jīn)屬長時間的沖刷作(zuò)用而不(bú)脫落開裂。操作工(gōng)在塗(tú)刷過程必須保證塗料的均勻性。
2、裝箱操作
在裝箱時模樣組(模型+澆注系統(tǒng))表面的(de)塗料層不允許有任何(hé)脫落、裂紋和開裂,特(tè)别(bié)是在直(zhí)澆道與橫澆道(dào)結合處(chù)、橫澆道與内(nèi)澆道(dào)結合處、内澆口(kǒu)與鑄型結合處,隻要有松動、裂紋、連接不牢靠就有可能進砂。這就要求結合處強度要(yào)高、塗料要比較厚(hòu),澆注系(xì)統要有足(zú)夠的剛性,必要時需設置拉筋或加固套(tào)。模樣組放置于砂箱底砂上時應平(píng)穩,不允許懸空放置時即開始撒(sā)砂震動造型,以(yǐ)避免震裂塗料層。
不要正對模樣猛烈加(jiā)砂(shā),應先用軟管加砂,震動振(zhèn)實時再用雨淋設備(bèi)撒砂。開始震動造型時震動要(yào)輕微(wēi)、震幅要小,等幹砂埋住模樣再大幅震動。在震動造型時澆(jiāo)注系統特别是直澆道時不允許(xǔ)掰、彎,以免塗料層破裂,要嚴密封閉直澆口以免進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造型操作過程要非常仔細小心,一定要保證在(zài)澆注前模(mó)樣組塗(tú)料層沒有任(rèn)何脫(tuō)落、開裂和裂紋。在澆注前(qián)應再次把澆口杯清理保證(zhèng)沒有浮砂、塵土和雜(zá)物。
3、澆注壓頭、溫度和時間
澆注時(shí)壓頭越高對澆注系統和鑄型的沖(chòng)刷越(yuè)大,沖壞塗料造成進(jìn)砂的可能(néng)性也越大,對不同大小的鑄件壓頭(tóu)要有所不同。要選擇容量合适的澆(jiāo)包,澆包要盡可能降低澆注高度,包嘴盡量靠近澆(jiāo)口杯,應避免用大包(bāo)澆小活。澆注溫度越高,對(duì)塗料性能(néng)要求(qiú)就越高,就越容易産生粘砂夾渣等缺陷,應選擇合适的澆注(zhù)溫度。
對于(yú)灰鑄鐵件,出爐溫(wēn)度可在1480℃左右,澆注溫度為1380-1420℃;球鐵鑄件出爐溫度應在1500℃以(yǐ)上,澆注溫度為1420-1450℃;鑄鋼件澆注溫(wēn)度為1480-1560℃。一箱需鐵水(shuǐ)300-500公斤的鑄鐵件澆(jiāo)注時間可控制在10-20秒左右。
4、負壓
消失模鑄造的澆注過程一般都是(shì)在真(zhēn)空條件下進行(háng)的,負壓的(de)作用是緊實幹砂、加快排氣、提高充型能力,在真空密封條件下澆注(zhù)改善了工作(zuò)環境。負壓度的大小對鑄件質量有很大影響,過大的(de)負壓度使金屬液(yè)流經開裂、裂紋處時(shí)吸入幹砂和夾雜物的可能性(xìng)增加,也使鑄件的粘砂缺(quē)陷增加。過快的充型(xíng)速度增加了金屬對澆道和鑄型的沖刷能力,易使塗料脫落進入金屬,也容易沖壞塗料層造成進砂(shā)。對于鑄鐵件,合(hé)适的(de)負壓度一般0.025-0.04MPa。
5、設置擋渣、撇渣(zhā)和集渣冒口
在澆注系統設置擋渣、撇渣和鑄件上設置集渣冒口(kǒu)和采取擋渣、撇渣措施有助于改善進砂和夾渣缺陷。
6、型砂
型砂粒度過粗、過細都影響夾渣和粘砂缺陷的産生,粒(lì)度過粗使粘砂(shā)夾渣缺陷(xiàn)增加。鑄鐵件一般采用粒度30/50的幹石英砂(水洗(xǐ)砂)即可。
7、采用鐵水(shuǐ)淨化技術
消(xiāo)失模(mó)鑄件的整個成型過程都要考慮鐵水淨化問題,這是消失模鑄造的關鍵技(jì)術之一。包括從鐵水熔煉、過熱(rè)、直至澆入鑄型的全過程(chéng)均要考慮淨化(huà)問題,過濾(lǜ)技術是其(qí)中之一(yī)。
河北峻雅精密機械有限公司,始建于(yú)2017年,是一家集産品設計,模具開發,鑄造,加工,表面處理(lǐ),檢測(cè)與檢驗及銷售服務為一體(tǐ)的(de)企業。工廠占地面(miàn)積5000平米,坐落于美麗的渤海之(zhī)濱河北省黃骅(huá)市經濟技術開發區。公司地理位置youyue,交通便(biàn)利。公司經過多年的發展,先後引進(jìn)各種行業先進的(de)生産設備(bèi)和管理經(jīng)驗,并培養了數十名的研發和技術人才。
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