CN101480698A - 消失模免增碳铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种消失模免增碳铸造方法，包括以下步骤：原始泡沫珠粒的预发泡-产品泡沫模型的成型及烘干-产品泡沫模型的修模、组粘、检验-产品泡沫模型和浇注系统表面涂上涂料及烘干-产品泡沫模型组串及组簇及烘干-产品合金的熔炼-产品泡沫模型簇填砂造型-产品浇注-翻箱分离-清理，还包括产品泡沫模型簇填砂造型之后，产品浇注之前的模型真空负压燃烧，其燃烧工艺为：点燃浇注系统及明冒口，点燃的火焰温度为800～1200℃，控制砂箱内的真空负压为－0.04～－0.07MPa，燃烧至涂料表面发白为止。采用本发明的方法铸造的铸件表面无冷隔、增碳和气孔，且铸造过程绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及消失模铸造技术领域，具体涉及一种消失模免增碳铸造方法。
背景技术
消失模铸造(消失模铸造又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法)技术，作为21世纪的“绿色铸造技术”由于其属于绿色环保铸造模式、生产干净快捷、产品质量好、生产成本低、适用于铸件的大批量生产及特殊铸件的生产的特性，因而在国内被越来越多的厂家企业认可并采用。
然而，近几年来由于各厂家消失模生产线的建设状况、生产工艺条件、技术参数等设置的限制，造成在生产一些铸件时，特别是生产低碳铸钢铸件时其表面出现冷隔，增碳，铸件表面有气孔，因此造成产品成品率降低，很难达到熔模精密铸造的尺寸精度；同时，由于泡沫模型的分解产生污染的气体不环保，且铸件在热处理过程有时会出现的表面脱碳现象，从而制约了这种新工艺的发展。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种消失模铸造铸件时，铸件表面无冷隔、增碳和气孔，且铸造过程环保绿色的消失模免增碳铸造方法。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种消失模免增碳铸造方法，它包括以下步骤：原始泡沫珠粒的预发泡——产品泡沫模型的成型及烘干——产品泡沫模型的修模、组粘、检验以及浇注系统的组合——产品泡沫模型及浇注系统表面涂上涂料然后烘干——产品泡沫模型组串及组簇(组串及组簇是指将模型与浇注系统组合在一起)及烘干——产品材料合金的熔炼——产品泡沫模型簇填砂造型——产品浇注——翻箱分离、取出铸件——清理，其特征在于：它还包括产品泡沫模型簇添砂造型之后，产品浇注之前的模型真空负压燃烧，其燃烧工艺过程为：点燃浇注系统及明冒口(浇注系统及明冒口均是由与泡沫模型一样的材料制成，浇注系统与外界相通，点燃浇注系统后，通过浇注系统燃烧到泡沫模型)，点燃浇注系统及明冒口的火焰温度为800～1200℃，控制砂箱内的真空负压为-0.04～-0.07Mpa，燃烧至涂料表面发白为止(涂料为耐火材料和高温粘结剂组成，能够抵抗高温燃烧而不损坏和缺失，即泡沫模型完全燃烧后涂料依然存在；涂料表面燃烧至发白即证明模型燃烧产生的石墨碳充分燃烧干净)。
上述的原始泡沫珠粒的预发泡，其中所述的原始泡沫珠粒为粒径0.2～1.0mm的可发性聚苯乙烯(EPS)，预发密度为20～30g/L，进一步优选为原始泡沫珠粒粒径0.3～0.5mm，预发密度为23g/L；这种可发性聚苯乙烯制备的模型可以快速烧掉，又保证了壳型的完好性。
上述的产品泡沫模型及浇注系统表面涂上涂料，其中涂料选用商品名为桂林5号的涂料，涂挂厚度为1.2～2.5mm，进一步优选为1.2～1.5mm，桂林5号涂料具有高强度、耐烧、耐高温、透气性和抗裂性良好的优点。
上述产品浇注时的真空负压控制在-0.02～-0.05Mpa，进一步优选为-0.03Mpa。
上述的点燃浇注系统及明冒口所用的点燃工具为气割枪或其它特制的燃烧工具。
本发明的优点和有益效果为：
1、采用本发明的消失模免增碳铸造方法，生产低碳铸钢时没有增碳和冷隔的问题出现，从而使消失模铸造更适用于铸钢件的生产。
2、采用本发明的消失模免增碳铸造方法，可以消除铸件表面出现的气孔。
3、采用本发明的消失模免增碳铸造方法，可以达到(厚大件甚至可以超过)熔模精密铸造的尺寸精度。
4、采用本发明的消失模免增碳铸造方法浇注铸钢件，因其表面有一层渗碳层，这样可以解决在热处理过程出现的表面脱碳现象。
5、采用本发明的消失模免增碳铸造方法，在真空负压状况下燃烧泡沫模型，比普通消失模铸造更加环保，且提高了成品率。
附图说明
本发明消失模免增碳铸造实施例结构示意图。
如图所示：
1、浇口杯，2、冒口，3、内浇道，4，明冒口，5、X-HYD65产品模型。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例：
(1)选用粒径为0.5mm的可发性聚苯乙烯(EPS)为原始粒料；将原始粒料进行预发泡，预发密度为23g/L，产品选择X-HYD65，(铸件材料为ZG20Mn5，其中碳含量为0.17～0.23％)制作产品模型两件，成型后，进行烘干24小时，烘干温度控制在45～55℃；
(2)将烘干后的模型进行粘结组合，以及浇注系统的组合(如附图所示)；然后在产品泡沫模型及浇注系统表面分三次涂挂桂林5号涂料，使得涂挂厚度为1.2～1.5mm，再将涂挂涂料后的产品泡沫模型串及浇注系统在45～55℃温度下烘干8小时以上；产品泡沫模型组串及组簇，即将模型与浇注系统组合在一起然后再烘干，同时进行产品合金的熔炼)；
(3)将两个砂箱放于三维振实台上，填入底砂振实、刮平，将烘干的两串模型及浇注系统分别放在两个砂箱内的底砂上，填砂，振实，其造型频率为54和55赫兹；将造好型的砂箱推置浇注位置，等待浇注；
(4)待合金熔炼出炉前10分钟，进行产品泡沫模型负压燃烧，其过程为：使用气割枪点燃浇注系统及明冒口4，气割枪的火焰温度为800～1200℃，控制砂箱内的真空负压在-0.05Mpa，燃烧至注系统上的涂料表面发白为止，燃烧充分后，形成一个X-HYD65产品模型5的空腔，用吸料枪将落入产品模型空腔内的杂物清理干净；
(5)将砂箱内的真空负压调整到-0.03Mpa，然后从浇口杯1处注入钢液进行浇注(待浇注的钢水出炉前要进行光谱成分化验，使其在要求的范围内)；钢水流经冒口2，内浇道3进入X-HYD65产品模型5的空腔内，浇注完成后铸件冷凝1小时，释放真空并翻箱，取出铸件冷却，清理去除浇冒口及铸件表面粘附的涂料和型砂。
将本发明的消失模免增碳铸造方法生产的产品进行检验，其结果如下：
两个铸件表面无粘砂，气孔，夹渣等铸造缺陷。将其中一件进行调质热处理，热处理后，产品硬度合格，抛丸后表面无气孔，夹渣等铸造缺陷；另外一件从内到外取试样进行光谱分析，光谱分析(FSQ火花直读光谱仪)结果如下表所示：
光谱分析结果
试验结果及优点：1)、消失模空壳浇注可以解决用消失模铸造生产低碳铸钢增碳的问题，从而使消失模铸造更适用于铸钢件的生产；2)、消失模空壳浇注可以消除铸件表面出现气孔的问题；3)、消失模空壳浇注可以达到(厚大件甚至可以超过)熔模精密铸造的尺寸精度；4)、消失模空壳浇注铸钢件，因其表面有一层渗碳层，这样可以解决在热处理过程出现的表面脱碳现象；5)、消失模空壳铸造工艺因其是在真空负压状况下燃烧泡沫，具有比普通消失模铸造更加环保。
Claims (7)
1.一种消失模免增碳铸造方法，它包括以下步骤：原始泡沫珠粒的预发泡——产品泡沫模型的成型及烘干——产品泡沫模型的修模、组粘、检验——产品泡沫模型及浇注系统表面涂上涂料然后烘干——产品泡沫模型组串及组簇及烘干——产品材料合金的熔炼——产品泡沫模型簇填砂造型——产品浇注——翻箱分离、取出铸件——清理，其特征在于：它还包括产品泡沫模型簇填砂造型之后，产品浇注之前的模型真空负压燃烧，其燃烧工艺过程为：点燃浇注系统及明冒口，点燃浇注系统及明冒口的火焰温度为800～1200℃，控制砂箱内的真空负压为-0.04～-0.07Mpa，燃烧至涂料表面发白为止。
2.根据权利要求1所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的原始泡沫珠粒的预发泡，其中原始泡沫珠粒为粒径0.2～1.0mm的可发性聚苯乙烯，预发密度为20～30g/L。
3.根据权利要求2所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的原始泡沫珠粒的预发泡，其中原始泡沫珠粒为粒径0.3～0.5mm的可发性聚苯乙烯，预发密度为23g/L。
4.根据权利要求1所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的产品泡沫模型及浇注系统表面涂上涂料，其中涂料为商品名为桂林5号的涂料，涂挂厚度为1.2～2.5mm。
5.根据权利要求4所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的涂挂厚度为1.2～1.5mm。
6.根据权利要求1所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的产品浇注时的真空负压控制在-0.02～-0.05Mpa。
7.根据权利要求1所述的消失模免增碳铸造方法，其特征在于：所述的点燃浇注系统及明冒口的点燃工具为气割枪。
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