如何用樹脂砂-消失模工藝生產(chǎn)大型鑄件

消失模生產(chǎn)技術憑借其尺寸精度高、生產(chǎn)的鑄件表面光潔、少污染及效率高等突出優(yōu)點,近幾年有了飛速的發(fā)展。我司以生產(chǎn)大型機床鑄件為主,為提高生產(chǎn)效率,降低成本,從某年開始采用樹脂砂-消失模工藝生產(chǎn)大型鑄件。現(xiàn)以床身為例,總結一下采用樹脂砂-消失模工藝生產(chǎn)大型鑄件的經(jīng)驗。

選擇合適的EPS制作模樣由于模樣材料對金屬液的充型速度影響很大,低密度的EPS材料較之高密度的EPS材料發(fā)氣量小,發(fā)氣速度也慢,因此,有利于金屬液充型。我公司選用的是密度為20kg/m3的EPS材料,外表刷三遍醇基消失模專用涂料。由于EPS材料本身有吸潮性,因此刷涂料之前將模樣在50℃的烘干窯內(nèi)進行烘干處理。而且每刷一遍涂料就必須烘干一次。這樣完全除去模樣本身及涂料中的水分,使模樣充分干燥,防止?jié)沧⑦^程中由于涂料沒干透,其產(chǎn)生的氣體將涂料層擠裂,引起粘砂。而且涂層厚度必須是≥1.5mm。

實型鑄造工藝的很大特點是無分型面,它是將模樣整體埋入砂箱中造型,但是由于本公司生產(chǎn)的床身體積較大,形狀復雜,為將樹脂砂舂實,防止粘砂,所以其造型工藝采用分箱造型。首先將EPS模樣放到水平地實板上,導軌朝上,模樣下墊撓度板,下箱分兩層(一層圈、一層底).

這樣先填充砂箱圈將模樣用樹脂砂埋上,再放砂箱底,并填砂有利于將兩側螺絲窩及導軌反殼處舂實以防止粘砂。導軌上填充20～30mm厚樹脂砂層后擺放鑄鐵冷鐵。造好下箱后,翻箱,再造上箱。造型過程中在每個型腔中插入芯鐵,防止型腔內(nèi)的樹脂砂偏移,兩側的吊裝孔也要插芯鐵固定。

 采用雨淋式與階梯式相結合的澆注系統(tǒng)。采用封閉式的澆注系統(tǒng)澆注有兩大優(yōu)點,首先澆注系統(tǒng)與暗冒口相連,使冒口始終保持較高溫度,有利于補縮;其次,這樣的澆注系統(tǒng)充型速度快,分散的多個內(nèi)澆道的設置也很好地避免死角。       在冒口的選擇上,最初公司內(nèi)一直有兩種不同意見:第1種是選擇明暗冒口混用;理由①是降低壓力,防止?jié)q箱;②是可以利用明冒口很好地排渣。

而實際中發(fā)現(xiàn),在明冒口周圍的鑄件表面皺皮及氣孔缺陷多。因為,采用的澆注系統(tǒng)是階梯式澆注系統(tǒng)與雨淋式澆注系統(tǒng)相結合的方式,而在明冒口處的EPS模樣是處于高溫有氧條件下不完全燃燒,燃燒產(chǎn)物中存在大量的固態(tài)與液態(tài)產(chǎn)物,這些產(chǎn)物沒有足夠的壓力使之通過涂料層排入型砂中,而且緊貼在金屬液表面,形成皺皮等缺陷。

第二種是只選擇暗冒口。因為我公司生產(chǎn)的是大型鑄件,采用樹脂砂消失模工藝造型,無法采用負壓使EPS模樣的裂解產(chǎn)物很快排出型腔,但由于鑄鐵件的澆注溫度高,EPS模樣裂解充分,以分子氣態(tài)裂解產(chǎn)物為主,使型腔內(nèi)的氣壓以數(shù)十倍、數(shù)百倍的增大,從而使裂解產(chǎn)物在型腔內(nèi)的強大壓力下透過涂料層不斷被排擠入型砂中。而采用暗冒口恰恰可以保證型腔內(nèi)的這種壓力,可以提高補縮效率及排渣效果。 

實踐證明只選用暗冒口的鑄件表面皺皮及氣孔缺陷要少很多。澆注溫度為1380℃,因為鑄件很長,且形狀復雜,且消失模樣遇到鐵溫裂解氣化不斷吸熱,使金屬液的前沿溫度不斷降低。因此,為了保證充型效果,防止冷隔的出現(xiàn),澆注時必須高溫澆注,在澆注過程中應采用先慢后快再慢的方式,避免開始澆注時型腔內(nèi)模樣氣體壓力驟然上升,且裂解產(chǎn)物來不及排出時出現(xiàn)反噴從而傷人。澆注過程中,澆口杯始終處于充滿狀態(tài),且不能斷流,要保證直澆道處于封閉狀態(tài),不能充入空氣。因為型腔內(nèi)的EPS模樣是在高溫高壓下裂解,而不應是在高溫有氧下燃燒,否則會出現(xiàn)皺皮等缺陷。由于消失模裂解后的產(chǎn)物以小分子氣體為主,使得型腔內(nèi)的壓力很大,因此抬箱力很大,易脹箱,這樣不但鑄件易變形,而且易出現(xiàn)披縫。由于我們采用的工裝(砂箱)是鋼質的,所以即使在砂箱上打箱卡也還必須壓箱。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗,壓箱重量約在4倍鑄件重量。

采用上述工藝方法生產(chǎn)的床身,最長達8m,重達19t,不但外觀質量很好,而且尺寸精度高,加工量小,提高了質量,降低了成本。

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