消失模鑄造是目前international上zui先進的鑄(zhù)造工藝之一,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”,在鑄造生産中占有越來越(yuè)重要的地位。消(xiāo)失模鑄造确實(shí)有它很廣泛的适應(yīng)性。
但是,并不是什(shí)麼鑄件都适宜(yí)用消失(shī)模鑄造,有(yǒu)的鑄件就是勉強可以做,但是工藝出品率低或廢品(pǐn)率高。它也有工藝(yì)性上的限制,如泡沫(mò)塑料模樣容易受力變形(xíng);與傳統的鑄造方法相比(bǐ),它還有個泡沫塑料模(mó)熱解氣(qì)化的問題。
對消失模鑄造缺陷也有待于(yú)完全認識和消除等,消失模鑄造中常見的鑄造缺(quē)陷有皺皮、碳黑、變形、粘砂、塌箱、氣孔、夾渣(zhā)、冷隔(gé)以及鑄鋼件表面滲碳等,我們就夾渣缺陷談(tán)點體會(huì)和認識。
一、消失模鑄造的(de)夾(jiá)渣缺陷
夾渣缺陷是指幹(gàn)砂粒、塗料及其他夾雜物在澆(jiāo)注過程中随着鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在機加工後的(de)鑄件表面(miàn)上,可看到白色或黑(hēi)灰色的夾雜物斑點,單(dān)個或成片分布,白色為(wéi)石英砂顆粒,黑灰色(sè)為渣、塗料、泡沫模型熱解後殘留物(wù)和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂(shā)”或“夾渣”,在消失模鑄造生産中該缺(quē)陷是一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模鑄造的工廠(chǎng)是普遍存在的,且很難徹底根除。zhiyou在每一道工序上采取多種措施且精心操作才能把(bǎ)“夾渣”降到(dào)很低,取得比較滿(mǎn)意的效果。 在消失模鑄(zhù)件冷卻打箱後未清(qīng)理前,根據鑄件及澆注系統表面狀(zhuàng)況,即(jí)可以判定有沒有進砂和夾渣(zhā)缺陷。如果(guǒ)澆口杯、直澆道、橫澆道、内澆道和澆口表面(miàn)或連接(jiē)處以及鑄件表面粘砂嚴重或(huò)有(yǒu)裂紋狀粘砂存在,則基本可(kě)以肯定鑄件有夾渣和進砂缺陷。砸斷澆道棒或澆道拉(lā)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(jiàn),特别是闆狀、圓餅狀(zhuàng)鑄件機加(jiā)工後加工面上就會有白色、黑(hēi)灰色斑點缺陷。如果(guǒ)工序操作規程控制不(bú)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(héng)澆(jiāo)道、内澆(jiāo)道至鑄(zhù)件,所有部位都(dōu)有可能造成進砂,特别(bié)是澆注系統與鑄件的結合部位(wèi)。在整個生産過程中,澆注系統白模(mó)表面的塗料脫落開裂、白模結合部位的塗料脫落開裂(liè)、泡沫塑料白模表面的塗料脫落開裂、直澆道封閉(bì)不嚴密等因素是造成夾渣、進(jìn)砂缺(quē)陷的zui主要原因。其次,工藝參數的選(xuǎn)擇,如澆注系統淨壓頭大小、澆注溫(wēn)度高低、負(fù)壓度大小、幹砂粒度(dù)等因(yīn)素,以及模型運輸(shū)過程及裝箱操作情況等都對(duì)鑄件夾渣和進砂缺陷有很大影響。zhiyou在這些環節采取系統的措施、精心操作(zuò),才能把鑄件(jiàn)的夾渣缺陷減少和基本消除,獲得優質鑄件。克服夾渣缺陷是一個系統工(gōng)程。
三(sān)、減少和克服(fú)夾渣缺陷的方法和措施
進砂問題、夾渣缺陷是消失模鑄造生(shēng)産的(de)一大難題。目前消失模鑄造生産很成功的主要(yào)是三類産品,即抗磨(mó)件、管件和箱體類鑄件(jiàn),它們都是很少加工或(huò)不加工的鑄件。對(duì)于加工面(miàn)多且要求高的鑄(zhù)件,夾渣(zhā)缺陷是一個關鍵需要解決的(de)問題。我們的經(jīng)驗是從以下幾個方(fāng)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(zuò)用是:
1)提(tí)高鑄件表面光潔度、使鑄件粗燥度降低(dī)2-3個等級,提高鑄件表面質量和使用性能。
2)減少和防(fáng)止粘砂、砂孔缺(quē)陷。
3)有利于清(qīng)砂、落(luò)砂。
4)将澆注(zhù)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,而且防止(zhǐ)金屬液滲入砂型,防止鑄件産(chǎn)生氣(qì)孔、金屬shentou和碳缺陷。
5)提高模樣強度和剛度,防止在運輸、填(tián)砂震動造型時産生變形和破壞,有利于提高鑄件尺寸精度和成品率。 消失模鑄(zhù)造用塗料要求具有(yǒu)強度、透氣(qì)性、耐火度(dù)、絕熱性、爆熱抗裂性(xìng)、耐急泠急熱性(xìng)、吸濕性、清理性、塗挂性、懸(xuán)浮性、不流淌性等一系列性能,防止夾渣缺陷首先要求塗料(liào)具有高的強度(dù)和耐火性(xìng)能。要求塗挂于(yú)白模表面的塗料層在烘幹和運輸過程中不産生(shēng)裂紋和開裂,即(jí)塗料應具有足夠的(de)室溫強度;而在澆注過程(chéng)中,在高溫(wēn)金屬的長(zhǎng)時間沖刷(shuā)作用下塗料層(céng)也要(yào)不脫落、不産生裂紋開裂,即有高的高溫(wēn)強度。
在液态(tài)金屬進入鑄型時(shí)直澆口封閉(bì)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(jiá)渣缺陷的首要條(tiáo)件,如果澆道密封不嚴密,塗料層産生脫落、裂(liè)紋和開裂,大量砂粒、塗(tú)料和夾雜物就會進入金屬形成(chéng)夾渣缺陷。
強(qiáng)度和透氣性(xìng)是塗料的(de)兩個重要的性能,有時候要求澆注系統用的塗料要比鑄件塗料具有geng高的耐火強度,以抵(dǐ)禦高溫金(jīn)屬長時間的沖刷作用而不脫落開裂。操(cāo)作工在塗刷過程必須保(bǎo)證塗料(liào)的均勻性。
2、裝箱操作
在裝箱時模樣組(zǔ)(模型+澆注系統)表面的塗料層不允(yǔn)許(xǔ)有任何脫落、裂紋和開裂,特别是在直澆道與橫澆道(dào)結合處、橫(héng)澆道與内澆道結合(hé)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(yǒu)可能進砂。這就要求結合處強(qiáng)度要高、塗料要比較厚,澆注系統要有足夠的剛性,必要時需設置拉筋或加固套。模樣組放置于砂箱底砂上時(shí)應平穩,不允許懸空放置時即(jí)開始撒砂震動造型,以避免震裂塗料層。
不要正對模樣猛烈加砂,應先(xiān)用軟管加(jiā)砂,震動振實時再用雨淋設備(bèi)撒砂(shā)。開始震(zhèn)動造型時震動要輕微、震幅要小(xiǎo),等幹砂埋住模樣再(zài)大幅震動。在震動造型時澆注系統(tǒng)特别是直澆道時不(bú)允許掰、彎,以免(miǎn)塗料層破裂,要嚴(yán)密封閉直澆口以(yǐ)免進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造型操作過程要非常仔細小心,一定要保證在澆注前(qián)模樣(yàng)組塗料層沒有任何脫落、開裂和裂紋(wén)。在澆注前應再次把澆口杯清理保證沒有浮砂、塵土(tǔ)和雜物。
3、澆注壓頭、溫度和時間
澆注時壓頭越高對(duì)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(duì)不(bú)同大小的鑄件壓頭要有所不同。要選擇容量合适的澆包,澆包要盡可能降(jiàng)低澆注高度,包(bāo)嘴盡量靠近澆口杯,應避免用(yòng)大包澆小活。 澆注溫度(dù)越高,對(duì)塗料性能要求就越高,就越容易産生粘砂夾渣(zhā)等(děng)缺陷,應選擇合适的澆注(zhù)溫度(dù)。
對于灰鑄鐵件,出爐溫度可在(zài)1480℃左右,澆注(zhù)溫度為1380-1420℃;球(qiú)鐵鑄件出爐溫度應在1500℃以上(shàng),澆注(zhù)溫度為1420-1450℃;鑄鋼件澆(jiāo)注溫度為1480-1560℃。一箱需鐵水300-500公斤的鑄鐵件澆注時(shí)間可控制在10-20秒(miǎo)左右。
4、負壓
消失模鑄造的澆注(zhù)過程一般都是(shì)在真空條件下進行的,負壓(yā)的作用(yòng)是緊實幹(gàn)砂、加快排氣、提高充型能力,在(zài)真空密封條件(jiàn)下(xià)澆注改善了工作環境。負壓度的大小對鑄件質(zhì)量有很大影響(xiǎng),過(guò)大的負壓度使金屬液流經開裂、裂紋處時吸入幹砂和夾雜物的可(kě)能性zeng加,也使鑄件的粘砂缺陷(xiàn)zeng加。過快的充型速度(dù)zeng加了金屬(shǔ)對澆道和鑄型的沖刷能力(lì),易使塗料脫落進入金屬,也容易沖壞塗料層造(zào)成進砂。對于鑄鐵件,合适(shì)的負壓度一般0.025-0.04MPa。
5、設置擋渣、撇渣(zhā)和集渣(zhā)冒口
在澆注系統設置擋渣、撇渣和鑄件上設置集渣(zhā)冒口和采取擋渣、撇(piě)渣措施有助于改善(shàn)進砂和夾渣缺陷。
6、型砂
型砂(shā)粒度過粗、過(guò)細都(dōu)影響夾渣和粘砂缺(quē)陷的産生,粒度過粗使粘砂夾渣(zhā)缺陷zeng加。鑄鐵件一般采用粒度30/50的(de)幹石英砂(水洗砂)即(jí)可。
7、采用鐵水淨化技術
消失模(mó)鑄(zhù)件(jiàn)的整個成(chéng)型過程(chéng)都要考慮鐵水淨化問題,這是消失模鑄造的關鍵技術之一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆(jiāo)入鑄型(xíng)的全過程均要考慮(lǜ)淨化問題,過濾技術是其中之一。