機(jī)床立柱類(lèi)鑄件質(zhì)量改進(jìn)及方法研究

楊爭(zhēng)光，魏守田

(寧夏共享裝備有限公司，寧夏銀川 750021)

消失模鑄造工藝是由美國(guó)人H·F·Shroger 1956年試驗(yàn)成功，于1958 年4 月15 日以專(zhuān)利的形式公布于眾。該鑄造工藝由于其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，社會(huì)效益顯著,為廣大冶鑄工作者所關(guān)注,尤其是近幾年，消失模鑄造工藝的快速發(fā)展大大推動(dòng)了我國(guó)鑄造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。然而，消失模鑄造工藝也不是萬(wàn)能的,生產(chǎn)中仍存在許多急待解決的實(shí)際問(wèn)題。

1 立柱類(lèi)產(chǎn)品

消失模鑄造工藝適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度高的鑄件。我公司生產(chǎn)的雙壁立柱（如圖1），共有7種鑄件類(lèi)型，且全是出口商品，尺寸精度要求在±2 mm 范圍內(nèi)。去年此類(lèi)立柱的廢品率在80%以上，幾乎全部因?yàn)槌叽鐖?bào)廢，最后決定采用消失模負(fù)壓工藝生產(chǎn)這類(lèi)立柱。

圖1 典型的雙壁立柱圖片

2 典型缺陷

2.1 皮透

鑄件某些部位缺失，形狀不能正常成形，如圖2 所示。原因分析：皮透部位有較大內(nèi)腔，且內(nèi)腔在抽氣方向方門(mén)太小。在澆注的瞬間（內(nèi)澆口進(jìn)流位置見(jiàn)圖3），泡沫氣化后產(chǎn)生大量氣體沒(méi)有被盡快導(dǎo)出，致使內(nèi)腔負(fù)壓度降低，型砂剛度無(wú)法承受鐵液浮力，型砂發(fā)生漂移，鑄型損壞。

表1 典型雙壁立柱參數(shù)

2.2 塌箱

圖2 皮透缺陷圖片

圖3 前期內(nèi)澆口進(jìn)流位置

鑄件頂部不能正常成形，缺肉，如圖4 所示。原因分析：鑄型頂部吃砂量過(guò)小，只有100 mm，且負(fù)壓度不夠，液體金屬浮力使鑄型頂部型砂潰散。

圖4 塌箱缺陷圖片

2.3 鐵瘤

消失模鑄件表面常見(jiàn)均勻分布的半圓突出物和較大瘤狀突出物。原因分析：型砂振動(dòng)緊實(shí)過(guò)程中，局部型砂緊實(shí)不到形成間隙，導(dǎo)致鐵液沖破涂層形成鐵瘤。

產(chǎn)生缺陷時(shí)工藝振動(dòng)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 產(chǎn)生缺陷的工藝振動(dòng)參數(shù)

3 改進(jìn)方案

（1）內(nèi)澆口進(jìn)流位置：為了防止?jié)沧⑦^(guò)程中內(nèi)腔型砂漂移，內(nèi)澆口不能直沖內(nèi)腔型砂或太靠近內(nèi)腔，并且內(nèi)澆口不能太大。

（2）頂部吃砂量：通過(guò)模擬充型及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明，頂部的吃砂量不能少于150 mm。

（3）振動(dòng)參數(shù)：經(jīng)過(guò)多次的振動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，確定振動(dòng)參數(shù)見(jiàn)表3，可以滿足型砂緊實(shí)。

（4）負(fù)壓度：經(jīng)過(guò)多次負(fù)壓度調(diào)節(jié)試驗(yàn)，最終確定負(fù)壓度為0.038～0.045 MPa。

表3 型砂緊實(shí)的振動(dòng)參數(shù)

通過(guò)以上幾個(gè)方面的工藝參數(shù)的調(diào)整后，連續(xù)生產(chǎn)10 多件雙壁立柱，均未產(chǎn)生皮透、塌箱、鐵瘤等缺陷，表面質(zhì)量良好，加工后無(wú)明顯缺陷。生產(chǎn)鑄件見(jiàn)圖5 所示。

圖5 無(wú)缺陷立柱圖片

4 結(jié)論

（1）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量多點(diǎn)澆注，內(nèi)澆口不能直沖內(nèi)腔型砂，特別是沒(méi)有方門(mén)的盲孔。

（2）對(duì)于大中型鑄件（鑄件質(zhì)量在500～2 000 kg），頂部吃砂量不能少于150 mm。

（3）確定振動(dòng)參數(shù)時(shí)，對(duì)于不易填充部位，可以不加砂，采用不同的方式配合多振動(dòng)幾次，等型砂緊實(shí)后再邊加砂邊振動(dòng)。

（4）在能夠保證不抬箱的情況下，適當(dāng)控制負(fù)壓度值。

[1]李增民.EPC 干砂造型工藝分析[J].特種鑄造機(jī)有色合金,1996(2):5-8.

[2]陶杰.消失模鑄造方法與技術(shù)[M].南京:江蘇科技出版社,2003.

[3]李傳栻.常見(jiàn)鑄造缺陷及防止方法[J].機(jī)械工人(熱加工),1999(6):40-41.