消失模鑄造應用在機床鑄件還比較少。主要原因機床鑄件上下面質量要求比較高。隨著我國裝備業的快速發展,研制和開發各種數控機床非常迅速。由于市場需求的影響,有些大型機床技術含量高,但需求量少,交貨期短。為了降低成本和縮短生產鑄件周期,有些鑄件用消失模鑄造是較佳方法。
為了解決這個問題齊齊哈爾大學和齊齊哈爾第 一機床廠聯合研制鑄鐵件消失模涂料和苯板質量、設計澆注系統整體連接方法和輔助胎模等鑄造方法,經過半年的生產應用,生產多種床身和40t重工作臺及1200t大型機床鑄件效果很好。
1涂料在消失模鑄造所起的作用應用
涂料是消失模鑄造過程的關鍵技術之一,對消失模鑄造工藝的成功與否起著至關重要的作用。其主要作用是:①提高泡沫塑料模樣的強度和剛度,保持模樣尺寸的穩定性;②防止在運輸、填砂及振動時模樣遭到破壞或變形,以保證鑄件的表面質量;③當金屬液在澆注過程中取代泡沫塑料時,涂料是砂子和金屬液之間的主要屏障,涂料在這個過程中起的作用是阻止金屬液透過涂料滲透到砂子中,保持在澆注時鑄型的穩定J陛;①將在澆注過程中泡沫塑料熱分 解的產物順利地排逸到鑄型中去,防止氣孔等缺陷的產生。為此,消失模鑄造專用涂料應具有良好的工作性能和工藝性能。
2大型消失模鑄鐵件專用涂料的組份
2.1耐火粉料
選擇石墨粉,除了考慮石墨粉優良的物理性能外,較輕的密度是大型消失模鑄鐵件專用涂料的選擇。
2.2載液
由于模樣尺寸較大涂刷后不上窯,選用工業乙醇和甲醇的混合物為載液。
2.3粘結劑
消失模鑄鐵件專用涂料常溫強度較高而高溫透氣性好。在選用粘結劑時要減少無機粘結劑的使用,增加有機粘結劑的比例。
2.4懸浮劑
涂料一般呈膏狀,因此一般不刻意增加懸浮劑的加入量,尤其無機物懸浮劑不要使用,以保證良好的透氣性。
2.5其它添加劑
主要加有微量表面活性劑和消泡劑等。為保證模樣的涂刷性和干燥后在搬運及撞砂過程中涂料層不脫落,在涂料中必須加有適量的表面活性劑。
在
消失模鑄造的澆注過程中,鐵液在型腔內受模型分 解產物的阻力及泡沫模型氣化過程中鐵液的熱量損失影響其流動性。一般很難做出精確計算,因此,常采用一般澆注系統計算方法進行。并將所得數值放大50%~100%。為生產方便將單個內澆口截面積定定為:20mmX20mm。為防止粘砂一般涂料層加厚,加上砂型對分 解氣體逸出的阻力,因此在設計澆注系統時,應盡可能地增大壓力頭和鐵液與模型的接觸面積,以增大氣體逸出面積,則澆注系統形式采用雨淋式和分層式澆口,至使在澆注時有利于金屬液在接觸泡沫塑料模型后能均勻燃燒,快速氣化。保證型腔內各部氣體壓力相等,鐵液平穩上升,順序的高溫鐵液沖刷可避免鑄件產生碳化物。分層式澆注,在床身導軌的兩側引入鐵液,或沖刷走導軌部位高溫作用下的泡沫塑料氣化后開成的碳化物,保證導軌部位鐵液過熱,便于鐵液中氣體的排出,從而使床身導軌無渣孔和氣孔,確保機床床身導軌質量。
消失模鑄件黑瘋、夾渣是影響機床鑄件應用主要原因之一,為了解決這個問題,研究了冒口補縮問題。為保證澆注平穩和泡沫塑料模型燃燒后產生的殘留物能進入冒口里,采用暗冒口,各冒口之間用泡沫塑料相連。為了提高冒口的補縮能力,冒口應選擇小而多、分散冒口,而有利于排氣和液態補縮,也避免了大面積夾渣。冒口直徑選擇φ100mm,高度選擇180mm,冒口頸處直徑為φ50mm。
泡沫模依靠高溫鐵液將泡沫燃燒氣化掉,因而對鐵液溫度要求嚴格,一般情況澆注溫度為1380~1420℃,較低鐵液溫度不能小于1360℃,溫度低易產生夾渣缺陷。但鐵液溫度也不能過高,過高會產生粘砂。床身澆注溫度確定在1370℃~1400℃。