消失模鑄造是(shì)目前國際(jì)上zui先進的鑄造工藝之一,被譽為是鑄造(zào)史上的一次革命(mìng),是21世紀“綠色(sè)集約化鑄造的主要途徑”,在鑄造生(shēng)産中占有越來越重要的地位。消失模鑄造确實有它很廣泛的适應性。
但是,并不是什麼鑄件都适宜用消(xiāo)失模鑄造,有的鑄件就是(shì)勉強可以做,但是工(gōng)藝出(chū)品(pǐn)率低或廢品率高。它也有工藝性上的限制,如泡沫塑料模樣容易受力變形;與傳統的鑄(zhù)造方法相比,它還(hái)有個泡(pào)沫塑料模熱解氣化的問題。
對消失模鑄造缺(quē)陷也(yě)有待于完全認識和消除等,消失(shī)模鑄造(zào)中常見的鑄造缺陷有皺皮、碳黑、變形、粘砂、塌箱、氣孔、夾渣、冷隔以及鑄鋼件表面滲碳等,我們就夾渣缺陷談點(diǎn)體會和認識。
一、消失(shī)模鑄造的夾渣缺陷
夾渣(zhā)缺陷是指幹砂粒、塗料及其他夾雜物在澆注(zhù)過程中随着鐵水進入鑄件而形成的缺陷。在機加工(gōng)後的鑄件表面(miàn)上,可看到白色或黑灰色的夾雜物斑(bān)點,單個或成片分布(bù),白色為石英砂顆粒,黑灰(huī)色為渣、塗料、泡沫模型熱解後(hòu)殘留物和其他夾雜。這種缺陷俗稱為“進砂”或“夾渣”,在消失模鑄造生産中該缺陷是一種很常見的缺陷。幾乎采用消失模(mó)鑄造的工廠是普遍存在的,且很(hěn)難徹底根除。隻有在每一道工序上采取多種措施且精心操作才能把“夾渣”降到很低,取(qǔ)得比較滿意的效果。在消失模(mó)鑄件冷卻打箱後未清(qīng)理前,根據鑄件及澆注系統表面狀況(kuàng),即可以判定有沒有進砂和夾(jiá)渣缺陷。如果澆口杯、直澆道、橫澆道、内澆道和(hé)澆口表面或連接處以(yǐ)及鑄件表面粘砂嚴重(zhòng)或有裂紋狀粘(zhān)砂存在,則基本可以肯定鑄(zhù)件有夾渣和進砂缺陷。砸斷(duàn)澆道棒或澆道拉筋,可看到斷口上(shàng)有白色(sè)斑點,嚴重時斷口形成一圈白色斑點(diǎn)。這樣的鑄件,特别是闆狀(zhuàng)、圓餅狀鑄件機加工後加(jiā)工(gōng)面上就會有白色、黑灰色斑點缺陷。如果工序操(cāo)作規程控制不嚴格(gé),生産的鑄(zhù)件嚴重的影響(xiǎng)了(le)鑄件質量和定單完成的進度。
二、造成夾渣和進砂缺陷的原因(yīn)
經過我們在生産實踐中長期(qī)觀察證明(míng),從澆口杯、直澆道、橫澆道、内澆道至鑄件,所有(yǒu)部位都有可能(néng)造成進砂,特别是澆注系統與鑄件的結合部位。在整個生産(chǎn)過程中,澆注系統白模表(biǎo)面的塗料脫落(luò)開裂、白模結合部位的塗料脫落(luò)開裂、泡沫塑料白模表面的塗料脫落開裂、直澆道封閉不嚴密等因素是造成夾(jiá)渣、進砂缺陷的zui主要原因。其(qí)次,工藝參數的選擇,如澆注系統淨壓頭大小、澆注(zhù)溫度高低、負壓度大(dà)小、幹砂粒度等因(yīn)素,以及(jí)模型(xíng)運輸過程及(jí)裝箱操作情況等都對(duì)鑄件夾渣和進砂缺陷有很大影響。隻有在(zài)這(zhè)些環節采取系統的(de)措施、精心操作,才能把鑄件的夾渣缺陷減少(shǎo)和基本消除,獲得優質鑄件。克服夾渣缺陷是一個系統工程。
三、減少和克服夾渣缺陷的方法和措施
進砂問題、夾渣(zhā)缺陷是(shì)消(xiāo)失模鑄造生産(chǎn)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,即抗磨件、管(guǎn)件和箱體類鑄件,它們都是很少加(jiā)工或(huò)不加工的鑄件(jiàn)。對于加工面多且要求高(gāo)的鑄(zhù)件,夾渣缺陷是(shì)一個關鍵需要解決的問題。我(wǒ)們的經驗是從以下幾個方面采取措施可以減少和消除夾渣缺陷:
1、塗料
消失模(mó)塗料的作用是:
1)提高鑄件表面光潔度、使鑄件粗(cū)燥度降低2-3個等級,提高鑄件(jiàn)表面質量和使用性能。
2)減少和防止粘砂、砂孔缺陷。
3)有利于清砂(shā)、落砂。
4)将澆注(zhù)時消失模融熔的液體和氣體順利通過塗料層排(pái)出到(dào)鑄型砂中去,而且防(fáng)止金屬液滲入砂型,防止鑄件産生氣孔、金(jīn)屬滲透和碳缺陷。
5)提高模樣強度和剛度,防止在運輸、填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。消失模鑄造用塗料要求具有強度、透(tòu)氣性、耐火度、絕熱性(xìng)、爆熱抗裂性、耐急泠急熱性、吸濕性、清理性、塗挂性、懸浮性、不流淌性等一系列性能,防止(zhǐ)夾渣缺陷首(shǒu)先要求塗料具(jù)有高(gāo)的(de)強度和耐火性能(néng)。要求塗挂于白模表(biǎo)面的塗料層在烘幹和運輸過程中不産生裂紋和開裂,即塗料應具有足夠的室溫強度;而在澆注過(guò)程中,在高溫金屬的長時間沖刷作用下塗料層也要不脫落、不産生裂紋開裂,即(jí)有高的高溫強度。
在液态金屬進入(rù)鑄型時直澆口封閉嚴密(mì)、鑄(zhù)件和(hé)澆注系統表面的塗料層不脫落、不産生裂紋和(hé)開裂是防止夾渣缺陷的首要條件,如果澆道密封不嚴密,塗料層(céng)産生(shēng)脫落、裂紋和開裂,大量砂(shā)粒、塗料和夾雜物就會進(jìn)入金屬形成夾渣缺陷。
強度和透氣性是塗料的兩個重要的性能,有時候要(yào)求澆注系統用的塗料要比鑄件(jiàn)塗料具有更高的(de)耐火強度,以抵禦高溫金屬長時間的沖刷作用而不脫落開裂。操作工在塗刷過程必須保(bǎo)證塗料的均(jun1)勻性。
2、裝箱操作
在裝箱時模樣組(zǔ)(模型(xíng)+澆注系統)表面的塗料(liào)層不允許有任何(hé)脫落、裂紋和開裂,特别是在直(zhí)澆道與橫澆道(dào)結合處、橫澆道與内澆道結合處、内澆口與鑄型結合處,隻要有松動、裂紋(wén)、連接不牢靠就有(yǒu)可能進砂。這就要求結(jié)合處強度要(yào)高、塗料要比較厚,澆注系統要有(yǒu)足(zú)夠的剛性,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,不允許懸空放置時即開始撒(sā)砂震動造型,以避(bì)免震裂塗料層(céng)。
不要正對模樣(yàng)猛烈加砂,應先用軟管加砂,震動振(zhèn)實時(shí)再用(yòng)雨淋設備(bèi)撒砂。開始震動造(zào)型時震動要輕微、震幅要小(xiǎo),等幹砂埋住模樣再大幅(fú)震動。在震動造(zào)型時(shí)澆注系統特别(bié)是直澆道時(shí)不允許掰、彎,以免塗料層破(pò)裂,要嚴密封閉直澆口以免進砂。整個裝箱、撒砂、震動、造型操作過(guò)程要非常仔細小(xiǎo)心,一定要保證在澆注前模樣組塗料(liào)層沒有任何脫落、開(kāi)裂和裂紋。在澆注前(qián)應再次把(bǎ)澆口杯清理保證沒有浮砂、塵土和雜物。
3、澆注壓頭(tóu)、溫度和時間
澆注時(shí)壓頭越高對澆注系統和鑄型的沖刷越大,沖壞塗料(liào)造成進砂的可能(néng)性也越大,對不同大小的鑄件(jiàn)壓頭(tóu)要有所不同。要(yào)選擇容量合适的澆包,澆包要盡可能降低澆注高度,包嘴盡量靠近澆口杯,應避免用大包澆小活。澆(jiāo)注溫度(dù)越高,對塗料性能要求就越高,就越容易産生粘砂夾(jiá)渣等缺陷,應選擇合适的澆注溫度。
對于灰鑄鐵件,出爐溫(wēn)度可在1480℃左右,澆注溫度為1380-1420℃;球鐵鑄件出爐溫度應在1500℃以上,澆注溫度為1420-1450℃;鑄鋼件澆注溫(wēn)度為1480-1560℃。一箱需鐵水(shuǐ)300-500公斤的鑄鐵件澆(jiāo)注時(shí)間可控制(zhì)在10-20秒左右。
4、負壓
消失模鑄造的澆注過程一般都是在真空(kōng)條件下進行的,負壓的(de)作用是(shì)緊實幹砂、加(jiā)快排氣、提高充型能力,在真空密封條件(jiàn)下澆注改善了工作環境。負壓(yā)度的大(dà)小對鑄件質量有很大影響,過大的負壓度使金屬液(yè)流經開(kāi)裂、裂紋處時吸入幹砂和夾雜物的可能性增加,也使鑄件的粘(zhān)砂缺(quē)陷增加。過快的充型速度增加了金屬對澆道(dào)和(hé)鑄型的沖刷能力(lì),易使塗料脫落進入金屬,也容易沖(chòng)壞塗(tú)料層造成進砂。對于鑄鐵件,合适的負壓度一般0.025-0.04MPa。
5、設置(zhì)擋渣、撇渣和(hé)集渣冒口
在澆注系統設置擋(dǎng)渣、撇(piě)渣和鑄件上設置集渣冒口和采取(qǔ)擋渣、撇渣措施有助于改善進砂和夾渣缺陷。
6、型砂
型砂粒度過粗(cū)、過細都影響夾渣和粘砂缺(quē)陷的産生,粒度過粗使粘砂(shā)夾(jiá)渣缺陷增加。鑄鐵(tiě)件一般采用粒(lì)度30/50的幹石(shí)英砂(水洗砂)即可。
7、采(cǎi)用鐵水淨化技術
消失模(mó)鑄件的整個成型過程都要考慮鐵水淨化問(wèn)題,這是消失模鑄造的關鍵技(jì)術之一。包括從鐵水熔煉、過熱、直至澆入(rù)鑄型的全過程均要考慮淨化問題,過濾技(jì)術是其中之一。
河(hé)北峻(jun4)雅精密機械有限公司,始建于2017年,是(shì)一家集産(chǎn)品設計,模具開發,鑄(zhù)造,加工,表面處理,檢測與檢驗及銷售服務為一體(tǐ)的企業。工廠占地面積5000平米,坐落于美麗的渤海之濱河(hé)北省(shěng)黃骅市經濟技術開發區。公司地理位置youyue,交通便利。公司經過多年(nián)的發展,先後引進各種行(háng)業先進的(de)生産設備和管理經驗,并培養了數十名(míng)的研發和技術人才。
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