|
消失模鑄造具有工藝操作簡單、材料消耗成本低、表面光潔、尺寸精度高、環(huán)境污染少等優(yōu)點，在我國90年代末期獲得了大力推廣和應(yīng)用，特別是在鑄鐵件方面取得了很好的成功的經(jīng)驗，如在箱體、殼體灰鐵件上的應(yīng)用等，但消失模用在鑄鋼件上成功的經(jīng)驗并不多，尤其是在低碳鋼方面，主要原因是消失模鑄鋼件容易產(chǎn)生增碳的化學(xué)成份偏差缺陷。如何能夠通過優(yōu)化控制生產(chǎn)系統(tǒng)中的各關(guān)鍵工序，來做到生產(chǎn)出合格的成本較低的鑄鋼件呢?
1、防止增碳。消失模鑄鋼件容易產(chǎn)生增碳缺陷，目前在我國還沒有很好的方法完全解決該種缺陷，這也是眾多鑄造廠家不敢上消失模或上了消失模生產(chǎn)線卻不能批量生產(chǎn)的一個原因。鑄鋼件增碳缺陷產(chǎn)生的原因主要是泡沫材料含有碳，澆注時泡沫燃燒分解出游離碳，碳侵入鋼水所致。經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)其增碳有一定的規(guī)律性，即鑄件表面增碳，而心部幾乎不增碳;內(nèi)澆口附近不增碳，而離內(nèi)澆口越遠，增碳越嚴重。采取如下相應(yīng)措施，可使鑄件成分基本在工藝要求范圍內(nèi)。
(1)選擇含碳量少的泡沫材料，這是關(guān)鍵，目前消失模鑄造用材料主要有EPS,STMMA,EPSMMA三種，其含碳量依次減少。其中EPS的特點是含碳量大，但其發(fā)氣量小，澆注時不易返噴，且其價格便宜，在鑄鐵件和要求不高的鑄鋼件上應(yīng)用較多。EPSMMA的特點是含碳量少，但發(fā)氣量大，易造成返噴現(xiàn)象，且材料價格貴，一般在低合金鋼上使用較多。STMMA則是兼顧兩者的優(yōu)點，具有發(fā)氣少、含碳低的優(yōu)點，是用消失模生產(chǎn)鑄鋼件的首選材料。
(2)利用離內(nèi)澆口越遠，增碳越嚴重的特點，在離內(nèi)澆口最遠端或在鑄件的最高點設(shè)置冒口，使先進入鑄件的增碳污染嚴重的鋼水進人冒口內(nèi)，同時冒口還起到集渣、集氣的作用。鑄鋼件使用該工藝，可使鑄件整體含碳量控制在工藝要求范圍內(nèi)。
(3)消失模模樣的密度非常重要，只要表面光潔，密度低，可帶來增碳低和發(fā)氣量少的好處。
2、防止返噴.返噴是消失模鑄造中常發(fā)生的現(xiàn)象，返噴嚴重時可能會危及澆注工的人身安全，必須予以重視，為減輕噴現(xiàn)象，可采取如下措施。
(1)泡沫模型密度要小，在保證泡沫表面質(zhì)量，保證模型強度的前提下，泡沫應(yīng)做得越輕越好，以減少澆注時的發(fā)氣量。
(2)泡沫模型上涂料前一定要烘干，鑄鋼件每批泡沫模型目前應(yīng)抽檢其烘干過程的重量變化，做出烘烤重量變化曲線圖，只有在重量不再發(fā)生變化情況下方可上涂料。
(3)澆注系統(tǒng)，特別是直澆道和橫澆道不應(yīng)上涂料，這樣可以使?jié)沧r產(chǎn)生的氣體能快速充分地抽走，而且不上涂料，節(jié)省了涂料的消耗。
(4)在澆口杯處上面蓋一個檔板，可把返噴上來的鋼水擋住，使其不能飛濺出來，危及現(xiàn)場操作工人。
3、涂料在消失模中的主要作用
(1)避免鋼水和砂子直接接觸，保證鑄件表面質(zhì)量;
(2)提高泡沫的強度，使其在搬運過程中不變形;
(3)使?jié)沧r產(chǎn)生的氣體通過涂層排出抽走。
4、涂料的涂刷和涂料烘干
(l)涂料的涂刷最好不要一次完成，一次完成涂刷由于很厚，涂料易開裂，應(yīng)上兩至三層，涂層整體厚度應(yīng)控制在1mm左右?？刂仆繉雍穸鹊脑瓌t是，在鑄件不粘砂的前提下，涂層應(yīng)盡量薄，以便于氣體能盡快通過涂層排出。
(2)每層涂料上完后必須要烘干，方可進行下一輪涂刷或造型，如果涂層沒干透，澆注時鋼水遇到水分會產(chǎn)生大量氣體，造成返噴，另外涂層沒干透，涂料透氣性差，氣體無法及時排出，鑄鋼件易使鑄件產(chǎn)生氣孔、渣孔。
5、防止塌箱。當(dāng)一箱中串聯(lián)鑄件較多時，由于各模型同時氣化，造成真空度不夠，易造成塌箱，防止塌箱應(yīng)注意：
(1)保持砂箱內(nèi)的足夠的穩(wěn)定的真空度。
(2)控制好澆注溫度，同時澆注速度盡量與模型的氣化速度一致，防止?jié)沧⑦^慢導(dǎo)致冷隔澆不進，造成塌箱。
消失模鑄造澆注操作最忌諱的是斷續(xù)澆注，這樣容易造成鑄件產(chǎn)生冷隔缺陷，即先澆入的金屬液溫度降低，導(dǎo)致與后澆注的金屬液之間產(chǎn)生冷隔。鑄鋼件另外，消失模鑄造澆注系統(tǒng)多采用封閉式澆注系統(tǒng)，以保持澆注的平穩(wěn)性。對此，澆口杯的形式與澆注操作是否平穩(wěn)關(guān)系密切。澆注時應(yīng)保持澆口杯內(nèi)液面保持穩(wěn)定，使?jié)沧訅侯^平穩(wěn)。
負壓是黑色合金消失模鑄造的必要措施。負壓的作用是增加砂型強度和剛度的重要保證措施，同時也是將模型氣化產(chǎn)物排除的主要措施。負壓的大小及保持時間與鑄件材質(zhì)和模型簇結(jié)構(gòu)以及涂料有關(guān)。對于透氣性較好、涂層厚度小于1mm的涂料，對鑄鐵件負壓大小一般在0.04～0.06MPa，對于鑄鋼件取其上限。對于鑄鋁件負壓大小一般控制在0.02～0.03MPa。負壓保持時間依模型簇結(jié)構(gòu)而定，每箱中模型簇數(shù)量較大的情況，可適當(dāng)延長負壓保持時間。一般是在鑄件表層凝固結(jié)殼達到一定厚度即可卻去負壓。對于涂層較厚及涂料透氣性較差的情況，可適當(dāng)增大負壓及保持時間。
|