公司動(dòng)態(tài)
GUANGMING JIXIE
消失模鑄造的精度問題及注意事項(xiàng)
采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件,易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面夾渣狀冷隔等缺陷,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生塌箱,導(dǎo)致澆注失敗。這些缺陷是由于泡沫模樣的分 解氣化過程及其分 解產(chǎn)物(氣體和殘?jiān)?不能排出而引起的,與金屬液的充型過程有很大關(guān)系。但生產(chǎn)實(shí)踐也證明,這些缺陷的產(chǎn)生與所采取的澆冒口形式和結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。澆注系統(tǒng)的形式和結(jié)構(gòu)影響著消失模鑄造的充型過程,進(jìn)而影響到缺陷的產(chǎn)生和鑄件的質(zhì)量。為此,對(duì)消失模鑄造的充型特性進(jìn)行研究。
在消失模鑄造充型過程中,模樣與金屬液前沿發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng),分 解產(chǎn)生大量的氣態(tài)和液態(tài)分 解產(chǎn)物。模樣的氣化過程是一個(gè)吸熱反應(yīng)過程,將降低金屬液前沿的溫度,影響金屬液充型;模樣氣化過程中產(chǎn)生的大量氣體,會(huì)通過透氣性良好的砂型排出;同時(shí),砂型與金屬液、砂型與模樣之間存在著復(fù)雜的熱交換和物質(zhì)交換。因此,應(yīng)當(dāng)正確選取泡沫和砂型的熱物性參數(shù)和界面熱交換參數(shù),才能消失模鑄造模擬的精度。
消失模鑄造的充型過程與傳統(tǒng)普通鑄造工藝的充型不同,高溫金屬液先要使得模樣分 解氣化,才能充滿原先被泡沫模樣占據(jù)的鑄件型腔。消失模鑄造充型過程主要受模樣在流動(dòng)前沿的金屬液的熱作用下的分 解速率(模樣分 解速率)和分 解產(chǎn)物通過涂料層排除到砂箱中去的速率(分 解產(chǎn)物逸出速率)影響,要使兩者達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡,金屬液才能平穩(wěn)的充型。目前,應(yīng)用消失模鑄造的金屬材料主要是鋁合金、鑄鐵和鑄鋼,有部分研究者開始針對(duì)鎂合金的消失模鑄造特性進(jìn)行研究。鑄鋁件的小孔、夾渣,鑄鐵件和鑄鋼件的碳缺陷(鑄鐵件的碳薄膜、皺皮和鑄鋼件的表面滲碳和內(nèi)部增碳)都是在充型過程中因模樣熱解產(chǎn)物的不排除而造成的,這些缺陷的形成與充型過程中液態(tài)金屬前沿的流動(dòng)形態(tài)密切相關(guān)。下面將通過模擬灰鑄鐵件的消失模鑄造和傳統(tǒng)砂型鑄造充型過程,并進(jìn)行對(duì)比,分析消失模鑄造充型金屬液前沿流動(dòng)形態(tài)。
導(dǎo)致消失模鑄造和傳統(tǒng)砂型鑄造充型模式差異的根本原因就是消失模鑄造金屬液流動(dòng)前沿存在著泡沫模樣分 解產(chǎn)物,形成氣隙層,氣隙中存在的氣隙壓力,阻礙金屬液的流動(dòng)和充填,改變了金屬液的充型形態(tài)。氣隙壓力的作用使金屬液在直澆道內(nèi)呈有壓流動(dòng),在充型過程中,金屬液每抵達(dá)一層內(nèi)澆道,都會(huì)從該層內(nèi)澆道流入型腔,且上層內(nèi)澆道的流量較大,且貫穿充型過程的始終。而傳統(tǒng)砂型鑄造在充型過程中,液態(tài)金屬在直澆道中呈無壓流動(dòng),流經(jīng)上、中層內(nèi)澆道時(shí)不會(huì)產(chǎn)生橫向分速度;只有當(dāng)直澆道中金屬液靜壓頭在內(nèi)澆道入口處建立起來時(shí),液態(tài)金屬才能沿該內(nèi)澆道注入;且底層內(nèi)澆道流量較大,且充型過程的自始至終都有金屬液注入;對(duì)于傳統(tǒng)砂型鑄造過程,不管采用何種鑄造方式或澆注方式,金屬液都是先填充鑄件型腔的底部,然后沿垂直方向整個(gè)液面上升,直至充滿型腔。相比較而言,消失模鑄造的充型形態(tài)平穩(wěn)。
①采用消失模工藝的階梯式澆注系統(tǒng)是從較頂上的內(nèi)澆口充填,和傳統(tǒng)砂型鑄造有很大區(qū)別;②由于鑄件較后凝固的部分不同,消失模鑄造的澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有新的特點(diǎn),要根據(jù)需要選擇合適的澆冒系統(tǒng);③消失模鑄造是從內(nèi)澆口層層向前充填,能在程度上傳統(tǒng)砂型鑄造中的由于金屬液與型壁碰撞而產(chǎn)生的回流等不利現(xiàn)象。
消失模鑄造的澆注過程是鋼液充型,同時(shí)泡塑模具汽化消失的過程。整個(gè)過程中需要注意的是:
(1)澆道自始至終要沖滿鋼液,如若不滿,由于涂料層強(qiáng)度有限,很容易發(fā)生型砂塌陷以及進(jìn)氣現(xiàn)象,造成鑄件缺陷。
(2)澆注鋼液時(shí)要把握住,做到穩(wěn)、準(zhǔn)、快。瞬時(shí)充滿澆口杯,并做到不斷流,噸鋼液在大約一分鐘左右。如果同箱鑄件的鋼液斷流會(huì)吸進(jìn)空氣,有可能引起塌砂現(xiàn)象或者鑄件增多氣孔的問題,導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。
(3)消失模鑄造采用負(fù)壓封閉式,而且是在澆口杯以下封閉。鋼液進(jìn)入模塑模具,其開始液化燃燒,并氣化消失,鋼液前端短距離形成暫時(shí)的空腔,所以設(shè)計(jì)鋼液充型的速度和泡塑模型消失的速度大致相同。為防止鋼液高溫輻射熔化同箱其它模型,澆道適當(dāng)離鑄件模型遠(yuǎn)一點(diǎn)。立澆道的位置選擇整箱鑄件較低位置。 澆注時(shí)注意調(diào)節(jié)和控制負(fù)壓真空度在范圍內(nèi),澆注完畢后保持在負(fù)壓狀態(tài)下一段時(shí)間,負(fù)壓停止、鋼液冷凝后出箱。
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