CN101767186A - 防止消失模铸造产品塌箱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止消失模铸造产品塌箱的方法，包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，在负压浇铸工序前抽真空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉，在泡沫模型原有的空间内形成铸造型腔，然后在抽真空的状态下进行浇注金属液；泡沫模型上留有燃烧模型的烧口；模型上的涂层厚度为2mm以上，浇注时间为70～120秒，浇注温度为1600～1750℃，烧模时间不大于10分钟。本发明解决了消失模铸造浇注过程中的塌箱问题，同时还能减小铸件的增碳、积碳问题，减少粘砂、气孔、夹渣等缺陷。

Description

防止消失模铸造产品塌箱的方法

技术领域

本发明涉及一种铸造过程中防止塌箱的方法，尤其是指一种解决矿用刮板输送机整铸中部槽采用消失模铸造过程中塌箱问题的方法。

背景技术

消失模铸造是一种先进的铸造方法，被称为“二十一世纪的绿色铸造”，与传统的砂型铸造相比具有尺寸精度高、无分型分模面、成本低、投资少、生产周期短、环境污染小等特点，是未来铸造的一种发展趋势，虽然消失模铸造有着上述的优点，并且消失模为实体模型，造型过程中不容易塌箱，但是对于形状复杂的铸件来说，使用消失模铸造方法铸造的浇注金属液的过程中，由于金属液的冲刷作用，以及消失模存在的剧烈燃烧和气化，对型腔都有很大的作用力，并且这种作用力不均匀，因此在消失模铸造过程中仍然经常出现塌箱的问题。例如我公司生产的矿用刮板机中部槽在整体铸造过程中就经常出现塌箱问题。中部槽是矿山中输送矿山、煤等物料的设备中的一个主要部件，整体铸造中部槽的外轮廓尺寸为1500×300×1100mm，平均厚度为30mm，利用现有的常规消失模方法铸造时，塌箱的几率很高。消失模铸造的塌箱是发生在浇注金属液的过程中，不但导致铸件完全报废，而且浪费大量的能源、人力物力，耽误生产时间。塌箱问题是人们最不愿见到的问题，在铸造生产中却是一个普遍问题，工程技术人员对塌箱问题也比较棘手。一般的使用消失模铸造的厂家，在解决塌箱问题时的处理方法是加大型砂的紧实力度，增加负压，增加浇注速度来解决。但工艺上的每一个参数变动都会影响铸件质量。消失模的材料采用的是可发性聚苯乙烯泡沫，加大紧实力度时，型砂会加强对泡沫模型的压迫，会造成泡沫模型的无序变形，导致铸件的尺寸偏差增大，出现尺寸不合格，严重者产生报废。增加负压后，钢水的附壁效应加大，导致铸件粘砂严重，致使铸件报废。而增加浇注速度后，白模(即泡沫模型)会在高温的金属液的作用下剧烈熔化燃烧，会造成钢水喷溅，白模渣和气体来不及上浮逸出，单凭负压又抽不干净气体，所以铸出铸件后会出现气孔，夹渣等铸造缺陷，给后序工件整理工作带来很大的麻烦。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够防止消失模铸造浇铸过程中塌箱的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

防止消失模铸造产品塌箱的方法，包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中的制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，在负压浇铸工序前抽真空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉，在泡沫模型原有的空间内形成铸造型腔，燃烧模型后立即在抽真空的状态下进行浇铸。其包括的工艺过程变为：制造泡沫模型-刷涂料-烘干-埋箱造型-抽真空-燃烧模型(同时也在抽真空)-负压下浇铸。

本发明的进一步改进是：刷涂料工序的模型上的涂层均匀涂敷成2mm以上。

本发明的进一步改进在于：所述泡沫模型上制有燃烧模型的烧口。

本发明的进一步具体工艺方法为：负压下浇铸工序的浇注时间在70～120秒之间，浇注温度在1600～1750℃。

本发明的进一步具体工艺方法为：燃烧泡沫模型时，向泡沫模型中加入富氧物和可燃物，使泡沫模型充分燃烧掉。最常用的富氧物是氧气，可燃物是天然气、乙炔气等。

本发明的进一步具体工艺方法为：燃烧模型的时间不大于10分钟。使泡沫模型充分燃烧掉即可。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

本发明采用消失模空腔浇注的反常规方法解决了中部槽产品消失模铸造浇注过程中的塌箱问题。消失模的传统方法是带型浇注，一般理论会认为烧掉挂有涂料的白模后，型砂会发生塌陷，更加增大了塌箱的可能性。但是经过反复的试验和探究，我们认为烧掉白模后再浇铸不发生塌箱也有其理论根据，在烧白模的过程中，涂层内的型腔始终处于热压状态，而涂层外的型砂则处于负压状态，这样能够使涂层保持在一定的时间内不变形。同时在烧模后随即进行的浇注金属液的过程中由于型腔与大气相通，热压与大气压相平衡，金属液在空腔中的流动性要远远好于带白模浇注时的情况，金属液会较快充满型腔，因此可以避免塌箱的现象。

在造型后浇注前将模型烧掉并通过负压抽气排出，还能改善铸件碳含量的变动范围，使铸件不增碳，还可以增加涂层的强度和透气性，改善铸件的表面质量，保证铸件尺寸精度，减少附壁效应，减少粘砂、气孔、夹渣等缺陷，也解决了消失模铸造工艺的其它容易产生的铸造缺陷，如铸件增碳、积碳问题。

为了防止砂箱塌陷，在燃烧模型前、及在燃烧模型的过程、浇铸过程中一直保持砂箱的真空度是非常必要的，同时也应该增加涂敷在泡沫模型外层的涂层的厚度，使泡沫模型的涂层形成一个具有足够支撑力的壳体，保证燃烧后的模型型腔的强度，为此模型外壳涂层厚度应在2mm以上均匀分布。为了不使由于烧模时间过长而导致涂层强度过低导致塌箱，烧模时间应控制在十分钟之内。浇注时间应控制在70～120秒内完成，浇注温度应在1600～1750℃之间。为了缩短烧模时间，在烧模过程中应加入助燃剂来使模型尽快完全烧掉。

为了将泡沫模型燃烧干净和迅速，在泡沫模型上预留出燃烧模型的烧口，以便于可燃物和富氧物能够顺利进入泡沫模型的各个部分，在工厂实际中可燃物一般使用天然气，富氧物一般都是氧气，天然气和氧气通过烧口、浇口、冒口进入泡沫模型内，就能将泡沫模型充分迅速烧掉，并可以防止泡沫的残留物粘贴在涂料层的内壁，以形成干净的浇铸用的型腔。

具体实施方式

下面结合铸造中部槽的具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

一、制造泡沫模型

按照中部槽的形状制造泡沫模型(即白模)，除正确设置浇口、冒口之外，还在泡沫模型的合适位置设置一烧口，在泡沫模型的底部设置一个积渣包。

二、刷涂料

在泡沫模型的外面均匀刷涂涂料，涂料的涂层厚度可达到3mm。

三、烘干

按照常规工艺将涂层烘干，保证涂层充分干燥，并不开裂。

四、埋箱造型

将上述处理的泡沫模型放在砂箱中，按照常规工艺方法用型砂埋箱，并振动造型，使型砂具有一定的紧实度。

五、抽真空

在砂箱上连接抽真空设备，对砂箱进行抽真空，使砂箱中的型砂成型。

六、燃烧泡沫模型

在泡沫模型的浇口、冒口、烧口处点燃泡沫模型，并不断向泡沫模型中通入氧气和天然气，使泡沫模型充分燃烧，在燃烧的同时，应加强抽真空的力度；燃烧时间应以不大于10分钟、充分烧掉泡沫模型为准。

七、负压下浇铸

继续抽真空，撤掉天然气和氧气的输入，将熔炼好的耐磨合金液体浇入型腔中，合金液的浇注温度应为1650℃左右，在90秒钟左右浇注完成。

八、成型清理

铸件凝固冷却后，打开砂箱，去掉浇口、冒口、烧口和积渣包，对铸件进行清砂处理，然后再经热处理、检验等工序即可合格入库。

利用本方法铸造的整体中部槽，不但提高了铸件外在质量，降低废品率，也使铸件的机械性能及综合性能显著提高，如抗拉强度由原来的1200Mpa提高到1300Mpa，延伸率由原来的8％提高到10％，硬度由原来的38HRC提高到40HRC，冲击韧性(AK值)由原来的80提高到100。

Claims (6)

1.防止消失模铸造产品塌箱的方法，包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中的制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，其特征在于：在负压浇铸工序前抽真空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉在泡沫模型原有的空间内形成铸造型腔，然后在抽真空的状态下进行浇铸。

2.根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品塌箱的方法，其特征在于：刷涂料工序的模型上的涂层均匀涂敷成2mm以上。

3.根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品塌箱的方法，其特征在于：负压下浇铸工序的浇注时间在70～120秒之间，浇注温度为1600～1750℃。

4.根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品塌箱的方法，其特征在于：所述泡沫模型上制有燃烧模型的烧口。

5.根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品塌箱的方法，其特征在于：燃烧泡沫模型时，向泡沫模型中加入富氧物和可燃物，使泡沫模型充分燃烧掉。

6.根据权利要求1或者5所述的防止消失模铸造产品塌箱的方法，其特征在于：燃烧模型的时间不大于10分钟。