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消失模鑄造踏箱缺陷解決方案

2019/4/26 10:46:09??????點擊:

  消失模負壓燃燒空殼鑄造法指在干砂負壓條件下澆冒口點燃泡沫并輸送少量的氧氣,型內的泡沫即往深處發生迅猛的燃燒,其煙氣則隨抽真空系統抽走并經凈化后外排,待模樣燒成空殼后隨即澆注高溫金屬液,從而獲得完全無碳缺陷或基本無碳缺陷的精良鑄件。此工藝于2008年10月在桂林首次向國內外鑄造行業公布并作公開演示和推廣。又將此方法稱為“桂林5號空殼鑄造法”。然而由于各種鑄件生產工藝技術參數不同,其常規裝箱薄膜覆蓋真空砂箱工藝方法,極易使澆冒口周邊薄膜燒壞漏氣,加之模樣燒成空殼后型腔內真空度急速下降,致使型腔外壓強遠大于型內壓強,極易造成塌箱。因此澆注前選定負壓值要求在0.7MPa以上。但過高的真空度對鐵液澆注又帶來一系列問題,易造成塌箱或氣渣孔嚴重,也使得澆注前按生產經驗選定負壓值在0.25~0.50MPa范圍內操作難以控制。為克服以上問題,就要改變常規裝箱塑膜覆蓋真空砂箱工藝方法,“消失??諝よT造法”極易塌箱的技術難點才能得以解決。

  1.消失??諝よT造法簡述

  消失??諝よT造法采用超強耐燒的新型涂料,先把型內的EPS泡沫燒掉,以形成殘留碳量甚微的空腔殼型,而后再澆注高溫金屬液的一種先進實用的消失模鑄造方法。這一方法最大的特點是從模樣的制造到澆注出鑄件的全過程,操作簡單、可靠、快捷、效率高、成本低,能從根本上有效地消除由EPS引發的鑄造碳缺陷,可獲得相近于熔模精密鑄造質量水平的精良鑄件。

  消失??諝よT造法與多年來國內外消失模鑄造傳統沿用的實型澆注工藝相比,只是在臨澆注之前幾分鐘內多實施一道簡單易行的操作工序——從澆口和明冒口處點火把型內的EPS泡沫燒掉,而其余所有操作過程與常規的消失模實型澆注過程無異,所有工裝設備不需作任何改變和增加,只要有可燃氣體就可以實施對消失模鑄造先燒而后澆,而且操作起來簡單方便。

  消失??諝よT造生產工藝流程如圖1所示,模樣裝箱如圖2所示。


  圖1 超強涂料干砂負壓燃燒空殼法工藝流程


  裝箱步驟:第一步,模樣埋入干砂振實刮平箱面;第二步,澆道模樣及冒口模樣埋平砂箱,塑膜蓋平;第三步,在澆注口周邊放置泥條后裝上澆口杯;第四步,擺好砂箱接上真空管。

  2.消失??諝よT造工藝的優缺點

  (1)可獲得優良鑄件消除碳缺陷,提高產品內在質量,保證了優質鑄件。所謂碳缺陷,因為模樣(EPS)中的碳客觀存在,致使金屬液澆注和凝固過程中所引發的各種缺陷統稱為消失模鑄造的碳缺陷。消失模碳缺陷包括由泡沫中碳的熱解作用而導致的增碳、夾渣、皺皮、成分不均、力學性能差、晶粒粗大、表面硬脆,以及焊接和機械加工性能惡化等缺陷,同時也包括由碳直接引發的氣孔缺陷。

  (2)工藝過程不穩定①澆注初始負壓需要保證較高值(0.06MPa以上)。因為型內的EPS泡沫燒掉后,負壓場真空度急速降低,易使澆注失敗。為了使真空度降到最低值后還能保證0.02MPa(不塌箱負壓值),故澆注初始需保證較高負壓值。但澆注負壓值過高,鑄件表面易產生粘砂及氣孔缺陷。②型內的EPS泡沫燒掉后,在澆注過程中,澆冒口杯與澆道口及冒口接合處易出現“三漏”(漏砂、漏風、漏金屬液),致使負壓值急速下降后產生塌箱、鑄件夾砂等缺陷。

  塌箱現象尤為突出,正是消失??諝よT造工藝在生產實踐中遇到棘手問題,常引起澆注失敗,使得較多鑄造廠家廢品率提高,從而沒有得到較好的推廣應用。

  3. 解決消失??諝よT造塌箱的措施

  對以上兩項工藝缺點進行分析,結合消失模鑄造工藝技術要點,嘗試在模樣裝箱操作工藝上改進,經生產應用后,整個澆注過程取得良好效果,消失??諝よT造工藝缺點得以解決。

  模樣裝箱新工藝如圖3所示。


  裝箱步驟:第一步,模樣埋入干砂振實;第二步,澆道及冒口模樣凸出砂箱平面;第三步,塑膜蓋平砂箱面,澆道及冒口模樣凸出穿破塑膜。第四步,在澆道及冒口模樣周邊塑膜上放適量粘結砂刮平,裝上澆口杯。第五步,擺好砂箱接上真空管。

  通過模樣裝箱操作工藝改進,使得型內的EPS泡沫燒掉后,在澆注過程中,澆口杯與澆道口及冒口接合處易出現的“三漏”現象得以控制。澆注初始負壓值也可在正常范圍(0.025~0.06MPa)進行適當選擇,從而解決了高負壓值帶來澆注缺陷。傳統模樣裝箱操作較為簡單,蓋上塑膜抽真空后砂箱內外達到氣壓平衡即可,但當采用消失??諝よT造法即型腔內EPS泡沫燒掉后,澆口杯與澆道口及冒口接合處塑膜被燒破,致使整個砂箱內外氣壓平衡失調,真空度急速下降,澆注過程型腔內真空度(負壓值)嚴重失真,且澆口杯與澆道口及冒口接合處避免不了漏風,嚴重時導致漏砂、漏金屬液?,F改進模樣裝箱操作工藝即澆道及冒口模樣凸出穿破塑膜,在澆道及冒口模樣周邊塑膜上放適量粘結砂刮平,使型腔內外密封效果良好,抽真空后型腔內外就能達到氣壓平衡。當采用消失??諝よT造工藝即型腔內EPS泡沫燒空后,型腔內外氣壓差值變化較小,負壓表讀數能較真實反映澆注過程真空度。另外,澆道及冒口模樣周邊粘結砂硬化,使其塑膜與模樣接觸面還保持相對密封,也就能防止“三漏”現象,達到消失??諝よT造工藝生產鑄件精良的效果。

  4.結語

  改進模樣裝箱工藝,應用于消失??諝よT造工藝后,克服了原有的工藝缺點,杜絕塌箱,保證鑄件質量,降低了廢品率,提高了工藝水平,有利于消失??諝よT造工藝推廣和應用。

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