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1、工艺与工装日压宁夏长城须崎铸造股份有限公司朱劲松西池抽承集团股份有限公司杜天侠摘要通过消失模铸件的生产实戏,在树脂砂消失模铸造的工艺制作、生产工艺上积双了经脸。本文重点在涂料的应用及树脂砂消失模铸造的工艺制作上进行了探讨和总结关锐词消失模铸造聚笨乙烯塑料涂料枯砂工艺树脂砂消失模铸造工艺简介消失模铸造是采用泡沫聚苯乙烯塑料模型代替普通木模型,造型后不用取出模样,直接浇人金属液,在灼热的金属液的热作用下,泡沫塑料气化燃烧而消失,金属液取代了泡沫塑料所 占的空间位置,冷却凝固后形成铸件的一种铸造工艺。目前国内外在消失模铸造方法上主要采用干砂负压法、树脂砂造型法。我公司采用的是树脂砂造型法。采用消失模
2、铸造技术的优势对于单件小批量及交货期急短的铸件定货,多数铸造企业出于生产成本高、交货期无法满足的原因不愿生产,存在市场空缺。由于采用消失模生产技术可极大的降低模样成本,提高劳动生产率,因此特别适合这类铸件的生产。消失模铸造的特点消失模铸造工艺不分型、不起模、无活块、基本无砂芯、不需要造型工序中的制芯合箱两大过程,方便了铸造工序,降低了铸造成本。由于消失模的材料聚苯乙烯价格便宜,加工性能好,粘结方便且快速可靠,因而较大的降低了模样成本,缩短了制模周期河屁适合急短件。由于消失模铸造工艺的不分型、不起模、不下芯,大大简化了成品车间消除毛刺的过程。由于消失模复杂的充型过程及难以稳定控制的表面皱皮碳黑等
3、缺陷,造成消失模铸件尺寸精度及表面粗糙度均不如树脂砂铸件,阻碍了消失棋的广泛应用。在消失模铸造中,由于不起模,涂料只能涂刷在模样表面上,而普通砂型铸造则涂刷在模样所形成的空腔表面上。由于普通涂料与消失模材料不润湿,粘结术牢固,常常会出现造型过程中涂层大剥落现象,严重时会产生严重粘砂,甚至加工面夹杂涂料皮现象。因此消失模必须采用专用涂料,绝对不能采用其他涂料代替。造成消失模生产工艺与普通砂型铸造的差异是消失模热解气体的反阻压力如图所示。金属液消失模棋禅呱呱呱图反阻压力使金属液在直浇道内呈有压流动,因此消失模铸造在充型过程中液态金属每抵达一层 内浇道都会从该浇道注人型腔,而普通砂型铸造在充型过程中
4、液态金属在直浇道中呈无压流动。只有当直浇道中金属液静压头在直浇人口建立时,液态金属才能沿该层内浇道注人。可见消失模铸造的充型过程直接受到聚苯乙烯的热分解和逸出过程的制约。通过生产实践我们认为要获绍质一较好的消一一 宁夏机械以现工艺与工装失模铸件,应在以下几个方面引起足够的孟视消失模涂料的性能要求抗粘砂性能由于消失模模样材质柔软,造型时型砂不能够充分紧实,砂型间的空隙度高,高温铁水注人后,在静压力的作用下会渗人这些空隙而产生粘砂现象。在普通砂型铸造中,由于涂料是在砂型上刷涂的,因此涂料可以渗人这些空隙中堵塞空洞,提高砂型的强度,减轻铸件的粘砂现象。而在消失模铸造中,由于不起模,涂料只能涂刷在模样
5、表面上,涂料 不能渗人紧实不好的型砂孔隙中,造成消失模粘砂倾向比普通砂型铸造严重。因此在消失模铸造 中应使用耐火度较高的防粘砂涂料,如错英粉及铝矾土涂料,并增加涂层厚度。涂料层应具有很好的透气性消失模涂料对透气性的要求和普通砂型涂料不同,普通砂型涂料要求透气性要小,以防止型芯产生的气体侵人铁液中,而消失模则希望在模样气化裂解时,气化的产物及裂解产生的液态产物应能通过涂料层顺利渗出。因此采用普通砂型涂料无法获得外观质盘良好的消失模铸件。应采用具有良好透气性的商品消失模涂料。涂料应对模样有较好的附着性涂料对模样良好的附着性可有效的提高模样的强度和刚度,减少由于搬运、填砂紧实时由于涂层开裂、剥离引起
6、的铸件粘砂及夹杂现象。生产实践表明密度高的骨料涂层强度大汉引 漠样的附着性好不易开裂。消失模的铸造工艺浇注位置及分型面应合理的选择。工艺为防止模样在造型时发生变形应采取的措施重要机加面及要求较高部位应放在下面或侧面,以减少燃烧残渣对重要部位的不利影响。由于聚苯乙烯模样强度低,易受压变形、损坏,因此还要认真考虑模样的结构应有利于填砂。应尽量使模样最大面积的接触造型平台。分型面的选择应按造型时能够平稳放置于造型平台、易于填砂的原则选取,对造型时不能平稳放置的模样,工艺应设计泡沫塑料或木制垫板,对于填砂面较小的模样可作成组合模,采用边造型边粘接组合的生产工艺。消失模的铸造工艺应在砂型上设比普通砂型铸
7、造更多的出气眼模样两侧砂型及上部砂层。出气眼的大小应在中一,气眼间隔一,气眼深度距模样二尽量避免与模样相通,以免因燃烧产生碳渣缺陷,如必须设置明气眼,应设置在不直接影响铸件表面质的冒口、集渣包、横浇道尾端上。实践证明有出气眼的铸件比无出气眼的铸件铸造表面要光洁。而且设大量明出气眼,可减轻型腔内气体的反压力,避免由于气体通过浇注系统从浇口杯反喷而造成对浇注工人的伤害。浇注系统的设计浇注速度的设定消失模铸造的浇注速度应比一般铸造的浇注速度更快,内浇道截面积更大,浇口盆应具有足够的铁水容量。因为泡沫塑料的气化分解是吸热反应,使铁水的热损耗大于普通铸造。因此必须采用高温高速的浇注方法。该方法可瞬时提供
8、较多的热量,以弥补由于模样气化分解时所造成的铁水热损耗,使铁水始终保持足够的流速,降低铁水中液态产物的粘度,使其能够充分渗出砂层获得较好的铸件,文献报道在美国普遍采用的浇注速度。生产实践中我们通过采用的浇注速度及一。的浇注温度,获得了良好的铸件表面质量。浇注方式的设计消失模铸造要求铁水的充型应尽量平稳,因此,消失模的浇注方式一般采用底注开放式及阶梯浇注。生产中也发现采用浇注速度更快的顶注式可以更明显的减少碳黑缺陷提高铸件的表面质盆。通过生产实践认为,顶注式适用于高度较小的消失模铸件。设计内浇口时必须考虑铸件的难以充型的部位及薄壁宁夏机械一一工艺与工装日以正处这些部位极易产生碳渣缺陷对于平板类铸
9、件易采用平干倾斜浇注方式并在倾斜一端放置集渣 冒口,可有效的防止大平面上的碳喳缺陷。床身类铸件易采用底注及阶梯浇注,模样较高时优选阶梯浇注厚大铸件易采用阶梯或顶注式浇注系统采用开放式。浇注静压头的选择由于聚苯乙烯气化时产生大量的气体,型腔瞬时反阻压力很大,如果静压头较低当反阻压力与铁水静压力平衡时,金属液瞬时停止流动,如此反复呈脉动流动全产生皱皮缺陷。如超过铁水静压力,会造成液态金属从浇口杯冲出飞溅伤人。因此消失模铸造的静压头应比普通铸造高。同时高的金属静压力能够促进模样分解的液态产物对涂层的渗透可提高铸件的表面质量,生产实践表明对于中大型铸件静压头高度应大于浇注方法浇注过程中要保证浇口杯始终
10、充满不快浇,后期适当缓浇,以保持铁水平稳充满。浇注过程切不可中断,同时及时引燃排气眼以加速型腔排气。消失模造型工艺消失模造型应采用手工填砂方式,尤其是薄壁及结构复杂易变形的模样,严禁一开始就采用抛砂机直接向模样流砂。为手工填砂方便及有足够的对易粘砂的部位的型砂紧实,应减少固化剂的加人量,延长型砂的硬化时间。紧实度不足是消失模铸件产生粘砂的重要原因,增加涂层厚度并不能从根本上解决粘砂问题,工艺制作及施工时,重点考虑易粘砂部位紧实操作的可操作性。造型时首先用手将树脂砂把底注式系统均匀极盖,对模样中细长或贯通的孔穴应放置芯铁,并对模样所有的凹穴孔洞认真填砂紧实,填砂时应里外同时填砂,保证砂层均匀上升
11、,确保模样受力均匀,填砂过程 中施工员应经常检测一些重要尺寸及时调整填砂方法及紧实力度,当模样的一部分被型砂掩埋及固定后,再安放砂箱填砂造型,手工捣砂过程中切勿用力过猛造成模样变形。不易紧实的部位须用手仔细紧实以保证砂型具有较高的紧实度。造型过程中操作者应注意避免由于踩踏、按压模样而造成模样的变形或损坏。消失模件细长孔极易产生粘砂问题,制作工艺时应对加工余进行合理选择,加工孔直径尽趋向成型陶管直径。采用在加工孔预埋陶管的操作方法以解决粘砂问题。厚大件由于泡沫塑料使用大,加上涂层厚度较厚透气性差极易产生渣孔的现象。在当前国产铸造用泡沫塑料质量不过关的情况下,一味强调不取模样整体埋人砂型直接浇注的方法是不可取的,对于很厚大及造型的铸件应考虑采用掏空模样的办法或采用木制框架与消失模材料结合的方法。结论树脂砂消失模铸造应使用与聚苯乙烯材料相润湿且抗粘砂性能好的专用涂料。树脂砂消失模铸造工艺应采用浇注系统开放的高温快速浇注工艺。针对铸件的结构,合理选用顶注、底注、阶梯浇注工艺树脂砂消失模铸造工艺设计必须考虑坟砂紧实操作的方便性。采用去除聚苯乙烯模样的树脂砂造型方法有利于获得质量 良好的铸件。参考文献【梁光泽实型铸造【机械工艺出版社,收稿日期一一宁夏机械
