消失模工艺在铸件生产中的应用

消失模工艺在铸件生产中的应用　新兴能源装备有限公司　（河北邯郸０５６０１７）　杨　彬王国强　陈建华　武群力　【摘要】在消失模生产球墨铸铁管件的基础上，根据自身的实际情况对球墨铸铁、灰铸铁、耐磨耐　热铸铁、普碳钢和耐热钢等各种材质铸件进行消失模铸造的试验和探索　并取得了・定成效。　近年来，消失模铸造的适应范围不断扩大。　（１）从材质方面看，可生产普通铸铁、铸钢，　模样费用在成本中占的比例较大，而消失模模样的　制作费用较少，生产周期也较短。对于大批量生产　耐热铸铁、耐磨铸铁、不锈钢、铸铝和铸铜等。我　公司消失模铸造前期主要生产球墨铸铁管件及普通　灰铸铁件，通过工艺上的改进，现在已成功生产出　耐热、耐磨铸铁和不锈钢铸件。　（２）从铸件大小方面看，消失模铸造可生产大　于１５００ｋｇ的铸件，对于大型铸件，重点应考虑泡沫　的铸件，消失模工艺可开设模具实现批量生产。　（４）从铸件结构方面看，由于消失模工艺不存　在分型和起模，也不需要型芯，因此适于铸造较为　复杂的铸件。　本文针对消失模工艺生产的几个典型铸件进行　综合的工艺分析。　篓样的　：达２　　艺试验，我公司已生产出净重　６５ｔ的大型铸件。．一、炼铁高炉立柱　…………～　高炉用立柱为长筒形结构，两端为法兰，内腔　尺寸＋３４５ｍｍ，高１６７０ｍｍ，平均壁厚６０ｒａｉｎ，材质为　ＲＱＴＳｉ４Ｍｏ，净重１．２５ｔ，每台共１２件。　（３）从生产批量方面看，消失模工艺在单件小　批生产中具有很大的优势，传统的砂型铸造需木材　或金属制作模样，生产周期较长。对于小批量铸件，　用砂纸打光再刷下次，保证涂料厚度达１．５～２ｒａｍ。　２．浇注工艺　合供钢液１５ｔ。③采用两个１６ｔ漏包、一个摇包进行　浇注。铸钢第一包出钢后及时放置在座包架上，紧接　着出第二包，同时轧辊出钢，第二包由行车进行浇　注。由于两台行车距离过近不能同时浇注，第二包先　行浇注，浇注３～４ｍｉｎ后第一包开始浇注，同时第三　包由另一台行车吊运等待，第一包浇注完毕及时将车　（１）浇注温度　对铸件质量影响较大，浇注温　度偏低时，铸件易出现浇不足（冷隔），表面出现皱　皮缺陷；反之，浇注温度过高，易出现大面积粘砂缺　陷，铸件上部厚大部位出现缩松、缩沉，严重时会出　现集中缩孔。根据轮带情况，出钢温度控制在１５８０　～移走，将第三包钢液注入第一包浇注。④浇注过程　中，冒口上升到１／３时，撒保温覆盖剂，同时由专人　用圆钢等工具进行捣冒口，主要是将钢液上升过程中　的结壳捣开，防止冒口表面结壳。⑤铸件保温１３５ｈ　打箱。⑥浇注过程中，非相关人员不得停留在浇注范　围５Ｉｎ以内，浇注工站在上风处进行浇注。撒保温　剂、捣冒口人员也均站位于上风处。ＭＷ　（２０１０１２２６）　１６００℃，浇注温度１５４０—１５６０℃。　（２）浇注速度　在一定程度上影响着铸件的质　量，充型速度过慢，会长时间地烘烤型腔，造成粘　砂，浇注速度选择３．０～３．５ｔ／ｍｉｎ。　（３）浇注过程和控制　①轮带净重２２．７４ｔ，毛　重２６．５ｔ，浇冒口１４．５ｔ，内冷铁３．８ｔ，需要钢液４０ｔ。　②铸钢电炉最大熔炼２３—２５ｔ钢液，需要轧辊车间配　垂磊　工。…垫ｌ处翟　ｃ　ｏ／＇／＇／６９　１．工艺分析　首先，由于模样较大，组模尺寸存在变形问题。　对于此类铸件，砂型铸造需要制作木模，生产　周期较长，并且筋板和凸台位置要做成活块以便于　模样的内腔部位粘接修模较为闲难，下料分解过程　要考虑粘接的先后顺序，大致分为ｉ部分，两端盖　部分和中间筒部分。为了保证两端月牙槽部位方向　一起模，加大了造型难度，同时表面质量较差。而采　用消失模Ｔ艺有许多优势，模样制作较为简单，上　下法兰及筋板可用白模板材切割下料，中间部分用　ＤＮ４００和ＤＮ５００的白模直简卷制粘接而成。由于壁　厚较厚，为了防止粘砂，对涂料的要求较高，涂料　致并避免积铁，槽不铸出，两端盖同中间直筒粘　接时沿筋板位置划线，避免内部筋板错位，同时保　证中问直筒部位的圆整度。　其次，在涂料方面，由于模样平均壁厚在　厚度应在２ｒａｍ以上，并在模样的中下位置补刷一层　醇基石墨涂料，在保证成形良好的情况下降低浇注　温度。由于是圆筒形结构，内部的真空强度较低是　影响成形的重要因素，所以在造型时内部插一抽真　空管，以加强局部真空强度，造型工艺方案见图１。　图１　高炉立柱的消失模造型Ｔ艺方案　１．模样２浇注系统３．压边冒１５　４．砂箱５．抽真空管　２．工艺总结　通过实际生产，铸件成形良好，但生产初期也　存在一些问题，主要有粘砂和上部冒口抽空，随后　通过几次工艺改进，如改进涂料厚度，降低浇注温　度，以及加大上部压边冒口的宽度等措施，工艺问　题得到初步解决，并为以后的生产积累了经验。　二、炼铁高炉卷扬系统滚筒　高炉卷扬滚筒结构相对复杂，外径为ｌ１９４ｍｍ、　高１４００ｍｍ的筒形结构，净重２．６５ｔ，材质为　Ｑ　２０＿＿５。此铸件是我公司采用消失模生产的最大　铸件，＿Ｉ＝艺上有一定难度，传统砂型铸造生产需要　高强度的砂型，同时工装模具的制备较慢，单件生　产成本较高，因此综合考虑，决定采用消失模工艺　进行生产。从＿丁艺角度，消失模工艺确实有很大优　势，但生产如此大的铸件，工艺上还有许多需要克　服的难点。　７０　翟　耋　舞　碴参磊　工。　工　６０ｍｍ，两端盖部位厚度在１２０ｒａｍ左右，铁液在充型　过程中对涂层的冲击力较大，涂层的强度和耐火度　要求较高，第一层采用锆英粉涂料，再加两遍石英　粉涂料，涂层厚度达２～３ｒａｍ，同时在中下位置补刷　一层醇基石墨涂料。　最后，在造型及浇注工艺上，筒形内腔真空度　较低，结合立柱造型工艺在内侧加辅助抽真空管。　由于月牙槽部位厚度较厚，为加强补缩，在此部位　插一根圆钢作为内冷铁，外壁贴外冷铁，同时顶部　轴部位上方加环形冒口进行补缩，造型工艺方案见　图２　图２高炉卷扬滚筒的消失模造型工艺方案　１．模样２．浇注系统３．压边冒１５　４．环形冒口　５．抽真空管６．砂箱　三、多管除尘器旋风子　旋风子为多管旋风除尘器上的主要部件，使用　数量较大，每台设备用量在几百件，结构为筒状锥　形，壁厚１２ｒａｍ，高度近１１３１（见图３）。材质为耐磨　铸铁，一端带法兰，且法兰口内径为主要装配尺寸，　精度要求较高，表面光滑，因此适合开专用模具进　行批量生产。我公司已为多家球团厂生产２０余台多　管除尘器，使用情况良好。　１．模具的开设　结合铸件的使用特点，为保证法兰口部位的尺　寸精度，开设成整体模，中间段开成两半模，小头　图３旋风子铸件　渐缩部位开成整体模，为便于模样的整体粘接，接　缝设计成带子口形式。　２．工艺方案的制定　三种模块的粘接较为简单，由于模块壁厚较薄，　容易变形，特别是法兰口，为防止变形，在法兰口　加树脂砂芯圈。此材质的铁液流动性差，收缩倾向　大、易裂。为避免出现冷隔和浇不足，浇道开设在　中间部位，提高浇注温度到１４８０℃，顶部加两个小　冒口；为减少热裂，造型时内腔加砂速度要慢于外　侧，使内部强度略低于外侧，以减少收缩时的阻力，　浇注完成后尽快释放真空。　由于浇注温度较高，涂料采用锆英粉涂料与石　英粉涂料相结合，为提高生产效率，每箱３件，模　样在砂箱中的放置如图４所示。　图４旋风子的消失模造型时的放置　３．生产中出现的问题及分析　生产初期，主要出现浇不足和热裂。浇不足的　主要原因是浇注温度低或浇注速度较慢，热裂主要　原因是在凝固过程中收缩受阻造成的，由于此材质　的收缩较大，接近于铸钢，造型时采用辅助方式使　内部的型砂紧实度加大，增大了收缩的阻力。另外，　抽真空时间较长，也容易产生热裂。　Ｆ　通过对涂料的改进，粘砂基本得以解决。铸件　本身壁厚较薄，内部有残余的铸造应力，需要通过　退火进一步消除。　四、新工艺路线探索　消失模铸造在特殊铸钢材质方面的生产工艺还　不太完善，生产过程中不可避免地存在一些问题，　比如增碳、塌箱、抽空及变形等，生产单一铸件的　工艺稳定性差，而通过结合消失模铸造和砂型铸造　这两种工艺的优势，即采用消失模组模样，然后对　模样涂刷涂料并烘干，然后采用砂型埋砂造型的新　工艺方案，既保证了铸件的外观质量和尺寸，提高　了造型速度，又降低了浇注过程中不确定因素的影　响，收到了很好的效果。这一新的工艺方案已成功　应用于ＺＧ３０Ｃｒ２０Ｎｉｌ０篦板（见图５）、　３Ｃｒ２４Ｎｉ７　ＮＲｅ推头（见图６）的生产，下一步要对　其他特殊铸件进行这一工艺的推广应用。　另外，对于特大型铸件的特殊部位，砂型铸造　又难以实现，在局部也可采用两种工艺相结合的工　艺方案，通过生产实践也收到了很好的效果。　０　图５　已上涂料的篦板模样　图６已组好的推头模样　五、结语　消失模工艺的优越性，已逐渐得到应用企业的　认可，但其特殊应用还有待于进一步实践。随着我　公司在其他材质和工艺上的摸索，相信其应用范同　将会越来越广。ＭＷ　（２０１０１２２５）　参磊　工。热加　璺　粤　凳　．：　荔羞　７１