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消失模铸造基本工艺解析

发布日期:2019-03-28 作者:新密市正阳铸造材料 点击:

  1、泡沫选择和模样制作

  

  采用手工切割泡沫板材、粘接组模的方法制作细长的槽体模样。首先按照铸件的截面形状、尺寸,用白铁皮或三合板制作泡沫下料样板(加放收缩率)。样板固定在泡沫上作为下料依据,采用电热丝沿样板作导向切割泡沫下料。在垂直切割下料台上,切割泡沫的高度一般不超过600mm,以防止电热丝受力后不垂直影响模样尺寸,下料后的模块经过表面打磨、修整,就可以进行粘接组模,为了保证细长槽体铸件模样的平直,需要在平底板上组队粘接,控制模样两维方向的平直度。

  

  选择EPS板材密度是制作负压槽体模样的关键,低密模样发气量小,对浇注成型有利,但低密模样易变形,同时低密泡沫珠粒粗大,不易有光结的模样表面,影响铸件外观质量。用手工组模方法制作模样,我们选择泡沫板材密度:18~21g/L,珠粒粒径:3~4mm。使用热熔胶粘接具有快速好的优点,但要注意各种粘接剂发气量远大于泡沫模样,保证粘接质量前提下做到尽可能少用胶。

  

  2、涂料烘干和模样定型

  

  泡沫模样上涂料并彻底烘干是防止铸件粘砂、提高模型强度防止变形的主要措施。泡沫模样在上涂料后湿态重量成倍增加,此时涂料不增加模型强度,并很容易造成变形,模样在搬运、烘干过程应加强定型支撑。对于大型负压槽体模样要提前制作专用的定型支架,采用流涂和刷涂相结合的方法上涂料,待一遍涂料烘干后,模样在定型支架上整体翻转,进行二遍涂刷,可有效防止变形。涂层干燥后平均厚度控制在2。5~3。5mm。

  

  涂料是消失模铸造关键技术之一,浇注时它处在高温金属液与泡沫模样置换的前沿,起到支撑型腔、排出气体、防止粘砂等多重作用。好的涂料应具备良好的透气性、合适的强度和稳定的抗粘砂性。要求涂料使用时悬浮持久、与模样附着力强、流平性好,干燥后不开裂、不吸湿。我们选用120~250目的石英粉作耐火骨料,满足了大型负压槽体抗粘砂的要求,分散的耐火料粒度能够提高涂层的透气性,对保证铸件质量有利。选择复合粘结剂,使涂层具有良好的综合强度,以减小变形、防止塌箱。

  

  3、造型和通用砂箱

  

  确定浇注位置,是制定消失模造型工艺的第 一步。浇注位置是铁水充型时铸件在砂箱中所处的位置,消失模铸造浇注位置同泡沫模样填砂埋模的造型位置是一致的。确定浇注位置的原则是,力争让模样在箱底投影面积越小越好,即尽可能避免大面水平放置,以减少铁水流动前沿的气隙跨距,这样有利于铁水平稳充型和热解产物的顺利排出,可有效防止铸型溃散塌箱。在方便金属液充型、有利于铸件补缩的前提下,选择浇注位置还要有利于干砂填充模型。大型复杂铸件在不能保证各部位都能顺利填砂时,选择浇注位置要方便主要部位的填砂,对于局部不便填砂的地方,采取人工辅助紧实、预填自硬砂等措施,以防止产生积瘤、涨箱等缺陷。

  

  对于细长的负压槽体铸件,确定长度方向水平放置开口缝隙向上作为浇注位置,才能方便造型。按照此方案制作了通用砂箱,尺寸为:长7.5m×宽1m×高1.4m,目的是要适合所有的槽体规格品种。尺寸小的可实现2件/箱,或用隔板隔开砂箱以节省型砂。刚度是制作砂箱的关键,选用10mm钢板焊制砂箱,箱底和四周均采用槽钢加固,箱体四周开有多处放砂门和抽气管,箱壁设置振动电机支座。此通用砂箱放在减震支架上不再挪动位置,造型加砂、抽真空浇注、放砂落件均在此完成。

  

消失模铸造基本工艺解析


  泡沫模样在上涂料、烘干、搬运、造型填砂等过程都容易造成变形,然后反映到铸件上。为防止变形应加强消失模工艺的全过程控制。泡沫塑料模样自身强度低是引起变形的根本原因,虽然模样在涂层干燥后强度有明显提高,但由于负压槽体体轮廓尺寸大极易弯曲变形,应将造型填砂过程视为泡沫模样防止变形、纠正变形的过程。除在上述过程谨慎操作、防止变形外,在砂箱内部设置专用工装,利用工装刮制随形砂床,是防止大件变形的主要措施。首先,模样入箱后要与预制砂床吻合良好,对于不能贴紧的部位,用重物压紧使之与底砂吻合,填砂后去除重物。对于宽度方向的变形,可采用树脂砂芯向外撑,或用圆钢制作卡具向内拉等方法进行纠正。采用布袋软管加砂时,要注意模样两侧填砂量的均衡一致,每填200mm厚的砂层,需扒平砂面后进行振实。振实前后都用直杆或拉线的方式对模样的平直度测量并调整。每次振实时间不超过1min,掌握勤振短振的原则,力争提高型砂振实效果。

  

  开口尺寸小、内腔大是负压槽体的结构特征,造型时要特别关注内腔型砂的排气和固定。起初,浇注槽体铸件产生塌箱,主要是忽视内腔干砂的排气和固定。设置辅助抽气管平衡内外真空度,目的要起到砂芯芯骨的作用。选择粒度集中的20~40目圆颗粒的宝珠砂,具有较高的透气性和良好的填充性,能够满足大型铸铁件的造型要求。消失模铸造采用干砂整体埋模的造型过程,大大简化了传统铸造操作工序,缩短了生产工期,是消失模铸造具有诸多优越性的根本原因。

  

  4、浇注和真空系统

  

  消失模铸造浇注大型铸件时,控制砂箱内部真空度十分重要。加强箱口覆盖和抽气管路检查、清理,稳定真空度不要出现大的波动,要保证真空系统单位时间的抽气量接近浇注过程的发气量,生产中要注意掌握浇注速度与负压系统相匹配。铸件浇注位置、浇口引入方式、铁水温度、泡沫密度等都对铸件充型过程造成较大影响,片面追求高初始真空度,容易使铁水充型紊乱并加大从直浇口的吸气量,反而对成型不利。使用大排量真空泵,加大稳压罐容积,有利于稳定负压防止铸型溃散。

  

  根据负压槽体铸件长度尺寸大,而宽度和高度尺寸小的特点,我们采用了多点引入、顶注式浇注系统。多点同时浇注能够有效解决大型铸件铁水充型困难,防止出现浇不足、冷隔缺陷。对于4m以下的铸件,设置两处浇注系统,4m以上铸件设置3~4处浇注系统。多点浇注受行车数量限制时,可提前制作分铁槽置于砂箱之上来实现。用耐火泥条将大容积浇口杯与泡沫直浇道封闭,浇注过程中浇杯内始终存有铁水可防止吸气,对于保证砂箱内负压很有效。浇注温度控制在1 360~1 410℃,初始真空度控制在0.05~0.07MPa,稳定控制真空降≤15%,浇注时间≤60s。铸件浇注效果满足要求,铸件成型合格率与起初的60%提高到98%。


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