消失模鑄造(zào)是目前(qián)international上zui先進的鑄造工藝之一,被譽為是鑄造史上的一次革命,是21世(shì)紀“綠色集約化鑄造(zào)的主要途(tú)徑”,在鑄造生産中占(zhàn)有越來越重要的地位。消失模鑄造确實(shí)有它很廣泛的适應性。
但是,并不是什(shí)麼鑄件都适宜用消失模鑄造,有(yǒu)的鑄件就是勉強可以做,但是工藝(yì)出品率低或廢品率高。它也有工藝性上的限制,如泡沫(mò)塑料模樣容易受力變形;與傳統的鑄造(zào)方法相比(bǐ),它還有個泡沫塑料模(mó)熱解氣化的(de)問題。
對消失模鑄造缺陷也有待于完全(quán)認識和消除等,消失模鑄(zhù)造中常見的鑄造缺(quē)陷有皺皮、碳黑、變形、粘砂、塌箱(xiāng)、氣孔、夾(jiá)渣、冷隔(gé)以及鑄鋼件表面滲碳(tàn)等,我們就夾渣缺陷談(tán)點體會和認識(shí)。
一、消失模鑄造的(de)夾(jiá)渣缺陷
夾渣缺陷是指幹砂粒、塗(tú)料及其他夾雜物在澆注過程中随着鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在機(jī)加(jiā)工後的鑄件表面上,可看到白色或黑灰色的夾雜物斑點,單(dān)個或成(chéng)片分布,白色為石英砂顆粒,黑灰色為(wéi)渣、塗料、泡沫(mò)模型熱(rè)解後殘留物和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂(shā)”或“夾渣”,在消失模鑄造生(shēng)産中該缺(quē)陷是一種(zhǒng)很常見的缺陷。幾乎(hū)采用(yòng)消失(shī)模鑄造的工廠是普遍存在的(de),且很難徹底根除(chú)。zhiyou在(zài)每一道工序上(shàng)采取多種措施且(qiě)精心操作才能把(bǎ)“夾渣”降到很低,取得比較滿意的效果。 在消失模鑄件冷卻打箱後未清理前,根據鑄件及澆(jiāo)注系統表面狀況,即可以判定有沒有進砂和夾渣缺陷。如(rú)果(guǒ)澆口杯、直澆道、橫(héng)澆道、内澆道和澆口表面或連接處以及鑄件表面粘砂嚴重(zhòng)或(huò)有裂紋狀粘砂(shā)存在,則基本可以(yǐ)肯(kěn)定鑄(zhù)件有夾渣和進砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉筋,可看到斷口上有白色斑點,嚴重時斷口形成一圈白色斑點。這樣的鑄件,特别是闆(pǎn)狀、圓餅狀鑄件機加工後加(jiā)工面上就(jiù)會有白色、黑灰色(sè)斑點缺陷。如果工序操(cāo)作規程控制不嚴格,生産的(de)鑄(zhù)件嚴重的影響了鑄件質量和定單完成的進度。
二、造(zào)成夾渣和進砂缺陷的原因
經過我們在生産實踐中長期觀察證明,從澆口杯、直澆道、橫澆道、内澆道至鑄件,所(suǒ)有部位都有可能造成進砂,特(tè)别是澆注系統與鑄件的結合部位(wèi)。在整個生産(chǎn)過程中,澆注系統白模(mó)表面的塗料脫落開裂、白模結(jié)合部位的塗料脫(tuō)落開裂、泡沫塑料白模表面的塗(tú)料脫落開裂、直澆道封閉(bì)不嚴密(mì)等因素(sù)是造成夾渣、進砂缺陷的zui主要原因。其次,工藝參數的選擇,如澆注系統淨壓頭大小、澆注溫度高低、負壓度大小、幹砂粒度(dù)等(děng)因(yīn)素,以及模型運輸過程及裝箱操作(zuò)情況等都對鑄件夾(jiá)渣和進砂缺陷(xiàn)有很大影響。zhiyou在這(zhè)些環節(jiē)采取系統的措(cuò)施、精心操作,才能把鑄件(jiàn)的夾(jiá)渣缺陷減(jiǎn)少和基(jī)本消除,獲得優質(zhì)鑄件。克服夾渣缺陷是一個系統工程。
三、減少和克服(fú)夾渣缺(quē)陷的方法(fǎ)和措(cuò)施
進砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄(zhù)造生産的一大難題。目前消失模鑄造生産很成功的主要是三類産品,即抗磨(mó)件、管件和箱體類鑄件,它們都是(shì)很少加工或(huò)不加工的鑄件。對于加工面(miàn)多且要求高的鑄件,夾渣缺陷是一個關鍵需要解決的問題。我們的經(jīng)驗(yàn)是從以下幾個方面采取措(cuò)施可以減少和消除夾渣(zhā)缺陷:
1、塗料
消失模塗料的作用是:
1)提高鑄件表面光(guāng)潔度(dù)、使鑄件粗燥度降低2-3個等級,提高鑄件表面質量和(hé)使用性能。
2)減少(shǎo)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塗(tú)料層排出到(dào)鑄型砂(shā)中去,而且防止金屬(shǔ)液滲(shèn)入砂型,防止鑄件産(chǎn)生氣孔、金屬shentou和碳缺陷。
5)提高模(mó)樣強度和(hé)剛度,防止(zhǐ)在運輸、填砂震動造型時産生變形(xíng)和破壞,有利于提高鑄件尺(chǐ)寸精度和成品(pǐn)率。 消失模鑄造用塗料要求具(jù)有強(qiáng)度、透氣(qì)性、耐火度(dù)、絕熱性、爆熱抗裂(liè)性、耐急泠急熱性、吸濕性、清理性、塗挂性、懸(xuán)浮性、不流(liú)淌性等一系列性能,防止夾渣缺陷首先要求塗料(liào)具(jù)有高的強度和耐火性能。要求塗挂于(yú)白模表面的塗料層(céng)在烘幹和運輸(shū)過程中不産生裂紋和開(kāi)裂,即塗料應具(jù)有足(zú)夠的室溫強度;而在澆注過程中,在高溫金屬的長(zhǎng)時間沖(chòng)刷作用下塗料層也要不脫落、不産生裂紋開裂(liè),即有(yǒu)高的高溫強度。
在液态金屬進入鑄型時直澆口封閉(bì)嚴(yán)密、鑄件和澆注(zhù)系統表面的塗料(liào)層(céng)不脫落、不(bú)産生裂紋和開裂是防止夾渣缺陷的首要條件,如果澆道(dào)密封不嚴密,塗料層産生脫落、裂紋和開裂,大量砂粒(lì)、塗料和夾(jiá)雜物就會進入金屬形成夾渣缺陷。
強(qiáng)度和透氣性是塗料的(de)兩個重要的性能,有時(shí)候要求澆注系統用的塗料要比鑄件塗料具(jù)有geng高的(de)耐火強度,以抵禦高溫金屬長時(shí)間的(de)沖(chòng)刷作用而不(bú)脫落開裂。操作工在塗刷過程必須保(bǎo)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)表面(miàn)的塗料層不允許有任何脫落、裂(liè)紋和開(kāi)裂,特别是(shì)在直澆道與橫澆(jiāo)道結合處、橫澆道(dào)與内澆道結合處、内澆口與鑄型結(jié)合處,隻要有松動、裂(liè)紋、連接不牢(láo)靠就有可能進砂。這就要求結合處強(qiáng)度要高、塗(tú)料要比較厚,澆注系統要有足夠的(de)剛性,必要時需設置拉筋或加固套。模樣組放置于(yú)砂箱底砂上時應平穩,不(bú)允許懸空放置時即開(kāi)始撒砂震動造型,以避免震(zhèn)裂塗料層。
不要正對模樣猛烈加砂,應先(xiān)用軟管加砂,震動振實時再用雨淋(lín)設備撒砂。開始震動造型(xíng)時震動要(yào)輕微、震幅要小,等幹(gàn)砂埋住模樣再大幅震動。在震動造型時澆注系統特别是直(zhí)澆道時(shí)不允許掰、彎,以免(miǎn)塗料層破裂,要嚴(yán)密封閉(bì)直澆口以免(miǎn)進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造(zào)型操(cāo)作過程要非常仔細小心,一定要保證在(zài)澆注(zhù)前模樣組塗料層沒有任何脫落、開裂和裂紋。在澆注前應再(zài)次把澆口杯清理保證沒有浮砂、塵(chén)土和雜物。
3、澆注壓(yā)頭、溫度和時間
澆(jiāo)注時壓頭越(yuè)高對澆注系統和鑄型的沖刷越大,沖壞塗料造成進砂的可能性也越大,對不(bú)同大小的鑄件壓頭要有所不(bú)同(tóng)。要選擇容量合适的澆包,澆包要盡可能降低澆注高度,包嘴盡量(liàng)靠近澆口杯,應避免用大包澆小(xiǎo)活。 澆注溫度越高,對(duì)塗料性能要求就越(yuè)高,就越容易産生(shēng)粘(zhān)砂夾渣等缺陷,應選擇合适的澆注溫度。
對(duì)于灰鑄鐵件,出爐溫度可在(zài)1480℃左右,澆注溫度為1380-1420℃;球鐵鑄件出爐溫(wēn)度應(yīng)在1500℃以上,澆注溫度為1420-1450℃;鑄鋼件澆注溫度為1480-1560℃。一箱(xiāng)需鐵水300-500公斤的鑄鐵(tiě)件澆注時間可控制在10-20秒左右。
4、負壓(yā)
消失模鑄(zhù)造(zào)的澆(jiāo)注過程一般都是(shì)在真空條件下進行的(de),負壓的作用是緊實幹砂、加快排氣、提高充型能力,在(zài)真空密封條(tiáo)件(jiàn)下(xià)澆注改善了工作環境。負壓度的大小對鑄件質量有很(hěn)大影響,過大的負壓度使金屬液流經開裂、裂紋處時吸(xī)入幹砂和夾雜物的可能性zeng加,也使鑄(zhù)件的粘砂缺陷zeng加。過快(kuài)的充型(xíng)速度zeng加了金屬對澆道和鑄型的沖刷能力(lì),易(yì)使塗料脫落進入金屬,也容易沖壞塗料層造成進砂。對于鑄鐵件,合适(shì)的負壓度(dù)一般0.025-0.04MPa。
5、設置擋渣、撇渣和集渣冒口(kǒu)
在澆注系統設置擋渣(zhā)、撇渣(zhā)和鑄件上設置集(jí)渣冒(mào)口和采取擋渣、撇渣措施有助于改善(shàn)進(jìn)砂和夾(jiá)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,粒度過粗使粘砂夾渣缺陷zeng加。鑄鐵件一(yī)般采(cǎi)用粒度30/50的(de)幹石英砂(水洗砂)即可。
7、采用鐵水淨化技術
消失模鑄件的整個成(chéng)型過程都要考慮鐵水淨化問題,這是消失模鑄造的關鍵技術之(zhī)一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆入鑄型的全過程均要考慮(lǜ)淨化問題,過濾技術是其中之(zhī)一。