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大型中空箱體鑄件的消失模鑄造工藝

作者:bthhjx1 發(fā)布時(shí)間:2016-04-21
內(nèi)容摘要:對于大型中空箱體鑄件,使用消失模鑄造工藝常常出現(xiàn)塌箱、漲箱、澆不足等缺陷。其中,中空箱體鑄件塌箱缺陷是由于鑄件內(nèi)腔真空度不足,及鑄件外側(cè)局部真空度過高,造成鑄件內(nèi)
  

 對于大型中空箱體鑄件,使用消失模鑄造工藝常常出現(xiàn)塌箱、漲箱、澆不足等缺陷。其中,中空箱體鑄件塌箱缺陷是由于鑄件內(nèi)腔真空度不足,及鑄件外側(cè)局部真空度過高,造成鑄件內(nèi)外巨大壓差,導(dǎo)致鑄型潰散而塌箱。同時(shí),金屬液及模樣氣化壓力造成的巨大抬箱力使鑄件內(nèi)腔砂胎上浮,相當(dāng)于砂型鑄造的漂芯,造成鑄件局部變形而報(bào)廢。本課題以河北華民鑄造有限公司生產(chǎn)的九模拉絲機(jī)箱體為例,分析消失模鑄造易出現(xiàn)的鑄造缺陷的原因并提出了防止措施。

  1鑄件簡介九模拉絲機(jī)箱體鑄件質(zhì)量為3. 1.1m,高1.07m,壁厚22mm,材質(zhì)為HT200,結(jié)構(gòu)屬于大型中空薄壁鑄件,見圄1.機(jī)械加工面主要為9個(gè)圓孔,加工面雖不多,但要求鑄件不漏油,表面不允許有冷隔、裂紋、縮孔和穿透性缺陷,以及嚴(yán)重夾雜類缺陷。
  在使用消失模鑄造過程中,容易出現(xiàn)漲箱、塌箱、澆不足等缺陷。另外,由于鑄件過長,使鑄件內(nèi)部負(fù)壓不易保持,這樣很容出現(xiàn)塌箱等缺陷。通過采取的工藝措施,可以減輕或這類缺陷。
  2模樣支架箱體鑄件屬于大型鑄件,且單件生產(chǎn),模樣不適合用模具生產(chǎn),可采用泡沫板材通過切割加工制作出來。
  但對于薄壁中空鑄件,模樣強(qiáng)度低、易變形,涂覆涂料后易出現(xiàn)塌型使模樣報(bào)廢。為此在生產(chǎn)模樣時(shí)需采用支架支撐模樣。
  大型中空箱體鑄件的消失模鑄造工藝支架從模樣生產(chǎn)到涂敷涂料,再到放入砂箱、填砂搌動(dòng),直到澆注凝固,支架都要一直與模樣匹配。
  3鑄造工藝3.1澆注系統(tǒng)采用封閉式澆注系統(tǒng)在澆注開始后液態(tài)金屬很快充滿澆注系統(tǒng),鑄件成品率較高,撇渣,澆注初期也有阻渣作用。鑒于側(cè)面階梯澆注的特點(diǎn),如液態(tài)金屬注入型腔   自下而上分層進(jìn)行,因此直澆道不封閉,通過內(nèi)澆道分層引入金屬液,金屬液對鑄型沖擊力小,充型平穩(wěn)。鑄件上部可獲得高溫液態(tài)金屬,有利于補(bǔ)縮,又不會(huì)造成鑄型嚴(yán)重局部過熱,因此兼有頂注和底注的優(yōu)點(diǎn)。階梯側(cè)注使金屬液充型平穩(wěn),適于壁厚均勻的鑄件。
  采用側(cè)注階梯澆注,有兩種選擇,可在鑄件空腔內(nèi)部放置內(nèi)澆道,也可在鑄件外部放置。而內(nèi)澆道放在鑄件內(nèi)部容易充型,但不易型腔內(nèi)部負(fù)壓,易出現(xiàn)塌箱缺陷,因此選擇在鑄件外部放置澆注系統(tǒng),見圄2. 3.2澆注工藝3.2.1澆注溫度的確定負(fù)壓澆注使金屬液充型能力提高,而澆注時(shí)由于模樣熱解氣化為吸熱,要消耗金屬液熱量。從模樣熱解順利的要求出發(fā),澆注溫度一般要比空腔鑄造高一些,因此鑄件澆注溫度確定為1450C. 3.2.2負(fù)壓參數(shù)在消失模鑄造生產(chǎn)中,負(fù)壓在整個(gè)鑄造過程中的作用包括:①緊實(shí)干砂,防止沖砂和鑄型潰散、型壁移動(dòng);②加快排氣速度,降低界面氣壓,加快金屬液前沿速度,提高充型能力,有利于減少鑄鐵件表面碳缺陷;③使鑄件輪廓   加清晰;④在密封條件下澆注,工作環(huán)境。
  合理選擇負(fù)壓大小和保壓時(shí)間是消失模鑄造澆注成功的關(guān)鍵,負(fù)壓選擇應(yīng)根據(jù)合金種類和鑄件大小及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行。一般情況下,合金密度越大則負(fù)壓度也應(yīng)選擇較大,鑄件尺寸較大負(fù)壓度也較大。對于鑄鐵件負(fù)壓05MPa,鑄鉬件為一0. 0.03MPa.負(fù)壓保持時(shí)間以鑄件凝固至保持其尺寸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)為止。對于中小型鑄件,一般澆注結(jié)束后保持負(fù)壓510mm.對于此鑄件,澆注時(shí)間大約為2mm,負(fù)壓保持時(shí)間大約為由于此鑄件為中空結(jié)構(gòu),內(nèi)部空腔僅靠砂箱底部及四側(cè)負(fù)壓作用,達(dá)不到所要求的負(fù)壓度,容易造成空腔中干砂緊實(shí)度過小,無法柢御金屬液的沖刷和浮力作用,易造成塌箱和內(nèi)部砂胎移動(dòng)。因此,可在中空部位加設(shè)抽氣管路來彌補(bǔ)局部負(fù)壓過低的問題。
  對于此鑄件的中空結(jié)構(gòu)尺寸大小,內(nèi)部添加的抽氣管路內(nèi)徑為100mm,選用內(nèi)有鋼絲的橡膠管,管壁開設(shè)小孔再用絲網(wǎng)纏繞。管路與箱壁的負(fù)壓室聯(lián)通,使?jié)沧r(shí)模樣內(nèi)外同時(shí)達(dá)到相應(yīng)的負(fù)壓度和負(fù)壓保持時(shí)間。
  3.2.3砂箱頂部壓鐵此鑄件結(jié)構(gòu)較大,澆注金屬液質(zhì)量大,為澆注時(shí)金屬液上升速度,采用立澆。立澆時(shí)金屬液產(chǎn)生的巨大抬箱力容易造成鑄件頂部干砂上移出現(xiàn)漲箱。為此一般可在砂箱上頂部施加壓鐵,以柢抗金屬液的浮力,保持鑄件尺寸精度,提高鑄件成形率。
  4結(jié)語采用消失模鑄造生產(chǎn)大型中空鑄件時(shí),由于中空部位負(fù)壓作用較弱,適當(dāng)加局部負(fù)壓管路、提高內(nèi)腔負(fù)壓,可以使模樣內(nèi)外負(fù)壓一致;高大鑄件采用立澆階梯澆注系統(tǒng),可提高金屬液的上升速度;砂箱頂部加壓鐵,可防止金屬液的巨大抬箱力造成鑄件內(nèi)部砂胎上浮。結(jié)構(gòu)的鑄件需要采用的工藝措施,型砂強(qiáng)度及剛度、的澆注速度和柢抗金屬液抬箱等造成鑄件塌箱、漲箱、型壁移動(dòng)、砂胎上浮等鑄造缺陷。對于九模拉絲機(jī)箱體鑄件,經(jīng)過采取上述措施,鑄件無塌箱、漲箱、抬箱,鑄件表面及尺寸結(jié)構(gòu)良好。
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