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    消失模鑄造在PCK破碎機(jī)錘頭生產(chǎn)中的應(yīng)用

    2013-11-20 09:56:52張繼信
    鑄造設(shè)備與工藝 2013年5期
    關(guān)鍵詞:砂箱砂型錘頭

    張繼信

    (山東金嶺鐵礦,山東淄博 255081)

    我廠鑄造車間每年生產(chǎn)的各種鑄件800t多,大多數(shù)產(chǎn)品屬于單件小批量生產(chǎn)類型,系全部采用手工造型工藝,工藝及設(shè)備落后,勞動強(qiáng)度大,工作環(huán)境差,生產(chǎn)效率低,同時鑄件質(zhì)量不易控制,廢品率高,對整個機(jī)械廠的生產(chǎn)影響很大,為了徹底改變上述情況,結(jié)合我礦實(shí)際情況決定進(jìn)行消失模鑄造法的應(yīng)用。

    因?yàn)槭切鹿に嚕瑸樯髦仄鹨?,決定先進(jìn)行一種產(chǎn)品的試驗(yàn),在取得一定的經(jīng)驗(yàn)后,再作推廣。目前我們先后在高錳鋼、碳鋼和灰鐵等材質(zhì)的十幾種產(chǎn)品上應(yīng)用了消失模工藝并獲得成功。P CK破碎機(jī)錘頭用消失模鑄造就是一典型示例。

    1 工藝設(shè)備配置

    根據(jù)小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)和本著因陋就簡及充分利用我廠廢舊閑置設(shè)備進(jìn)行改造節(jié)省投資的原則,特別進(jìn)行了消失模鑄造工藝設(shè)備配置。

    1)1.2 m×1.2 m三維振實(shí)臺;

    2)1 m×0.8 m×0.6 m特制砂箱;

    3)0.5 m3涂料攪拌機(jī);

    4)12 m3/min真空泵;

    5)油水分離器(自改);

    6)穩(wěn)壓罐(自改);

    7)濕式除塵器(自改);

    8)真空分配機(jī)(自制);

    9)多功能切割機(jī)(自制)。

    2 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計

    破碎機(jī)錘頭消失模鑄造法工藝流程如圖1.

    2.1 模型制作工藝

    錘頭材質(zhì)為Mn 13,收縮量為2.3%,在實(shí)驗(yàn)階段,我們選擇了板材切割制模工藝,按圖紙做出實(shí)樣模型。錘頭形狀如圖2.

    圖1 工藝流程圖

    圖2 錘頭形狀

    2.2 制作澆注系統(tǒng)及出氣片并進(jìn)行組合

    澆注系統(tǒng)、出氣片和錘頭數(shù)量的確定遵循以下原則:

    ①必須采用封閉式澆注系統(tǒng)。

    ②各種澆道截面:∑F直∶∑F橫∶∑F內(nèi)=1∶1.1∶1.3.

    ③吃砂量:底部60mm~90mm,四周不少于60 mm,鑄件之間45 mm~55 mm.

    ④出氣片:設(shè)置在鑄件最頂部。

    ⑤將鑄件模型、澆注系統(tǒng)及出氣片進(jìn)行粘結(jié)組合。

    據(jù)此,錘頭消失模鑄造工藝如圖3所示。

    2.3 配制涂料

    圖3 鑄造工藝圖

    涂料必須有良好的出氣性、涂掛性、滴淌性和強(qiáng)度,涂料性能的好壞將直接影響鑄件的質(zhì)量,涂料要求嚴(yán)格配方,特別配制。

    2.4 錘頭模樣涂掛涂料

    錘頭模樣與澆注系統(tǒng)、出氣片粘接良好后,涂掛涂料,涂掛要均勻,涂層厚度確定為0.8 mm~1.2 mm,涂料工藝如表1.

    表1 涂料工藝

    2.5 模樣置入砂箱,填砂振實(shí)

    根據(jù)吃砂量規(guī)定要求,在特制真空砂箱底部鋪上一層80 mm厚的砂子,再將一組模樣置入砂箱,填砂振實(shí)75 s左右,將塑料薄膜蓋在砂箱上封閉,放置澆口杯,便可抽氣待澆。

    2.6 抽真空澆注

    砂箱內(nèi)真空壓力穩(wěn)定在0.06 MPa開始澆注,澆注溫度略高于普通砂型鑄造,為1390℃~1420℃.澆注時過程必須連續(xù),不能出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。

    2.7 落砂清理

    澆注完畢后,10 min解除真空,30 min后打箱,使錘頭空冷,12 h后涂料層自然剝落,節(jié)省了常規(guī)清砂步驟。

    3 效果分析

    3.1 錘頭質(zhì)量分析

    1)外觀質(zhì)量

    用消失模鑄造法生產(chǎn)的錘頭表面質(zhì)量較普通砂型鑄造表面光潔度高,尺寸精度高,無飛邊毛刺,復(fù)印性強(qiáng)。外觀質(zhì)量對比如表2.

    表2 外觀質(zhì)量對比

    2)機(jī)械性能

    消失模鑄造的錘頭與普通鑄造的錘頭機(jī)械性能相差無幾。如表3.

    表3 機(jī)械性能對比

    3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

    1)消失模鑄造與普通砂型鑄造的錘頭技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比如表4.

    表4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比

    2)效益計算

    現(xiàn)有傳統(tǒng)鑄造法年產(chǎn)量為800 t多,采用消失模鑄造法可增加產(chǎn)量600 t,省略部分大件,實(shí)際產(chǎn)量按1312 t計算。

    a)模具費(fèi)節(jié)約成本:(310-49)元/t×1312 t=342432元;

    b) 型砂回收節(jié)約成本:145元 /t×0.9×(95-30)%×1312 t=111290.4元;

    c)工藝出品價值:1312 t×(89-75)%×5000元/t=918400元;

    d) 廢品損失:1312t×5000元 /t×0.6%=39360元;

    e)污染治理費(fèi):約6萬元/t.

    3)生成效益

    42432+111290.4 +918400+60000-39360=1392762.4元≈139.3萬元

    4 結(jié) 論

    1)消失模鑄造法設(shè)備緊湊、工藝簡便、技術(shù)容易掌握,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)成本低。

    2)改善工人工作環(huán)境,可完全消除澆注現(xiàn)場的煙塵和噪音,徹底改變鑄造作業(yè)環(huán)境的落后面貌。

    3)節(jié)省混砂、下芯、啟模、合箱、分型等步驟,減少配砂造型工藝,易于一箱多鑄。

    4)鑄件尺寸精度高,質(zhì)量好,表面光潔,粗糙度可達(dá)Ra6.3 μm,復(fù)印性能強(qiáng)。

    5)鑄件無飛邊毛刺、砂眼,不粘砂,清砂工作量可減少50%以上,工藝性能穩(wěn)定,補(bǔ)縮效果好,廢品率低,鋼水利用率達(dá)75%~90%.

    消失模鑄造法的應(yīng)用成功,為我廠鑄造工藝創(chuàng)出了一條新路子。

    [1]黃天佑.消失模鑄造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

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