CN110252948A - 一种消失模先烧后浇铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消失模铸造技术领域内一种消失模先烧后浇铸造方法，依次包括消失模和浇注系统模发泡造型、消失模组装粘接、施涂、烘干、砂箱埋砂振实、砂箱内抽真空负压、引燃消失模组件直至燃尽排灰、浇注、凝固保压、撤压、冷却、打箱和铸件后处理过程。本发明的消失模铸造方法，消失模材料在浇注液进入型腔前引燃、充分燃烧后确保型腔清洁，然后进行金属液充型浇注，以提高浇注后铸件的质量和合格率。

Description

一种消失模先烧后浇铸造方法

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，特步涉及一种消失模先烧后浇铸造方法。

背景技术

消失模铸造与砂型铸造存在一个显著差异：砂型铸造型腔是由模具成型的空腔，金属液进入型腔后无阻碍充型，且金属液温度不宜损失；消失模铸造则是由消失模模样充填了整个型腔，金属液进入型腔后首先是利用金属液高温将消失模材料气化、消失，然后充型。消失模气化过程是吸热过程，金属液降温较快，后期金属液温度不能完全将消失模材料气化，消失模材料燃烧会产生大量碳化物残留在型腔内，随着金属液充型、停留在铸件上顶面（碳化物残留密度远低于金属液密度），或者停留在铸件最后凝固的部位。形成碳渣缺陷。

消失模铸造碳渣缺陷层厚度通常在3~7mm，浇注温度较砂型铸件高出100~150℃。以上两个参数还受消失模模样原材料影响：EPS材料由于其更高的含碳量（含碳量为92%），较STMMA材料（含碳量为73%）需要更高的浇注温度，且其碳渣缺陷层厚度也略高于STMMA材料铸件。

发明内容

本发明针对现有技术中消失模铸造过程中，浇注液因消失模汽化吸热及碳化物残留造成的铸造碳渣缺陷及表面增碳问题，提供一种消失模先烧后浇铸造方法，使消失模材料在浇注液进入型腔前引燃、充分燃烧后确保型腔清洁，然后进行金属液充型浇注，以提高浇注后铸件的质量和合格率。

本发明的目的是这样实现的，一种消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，依次包括消失模和浇注系统模发泡造型、消失模组装粘接、施涂、烘干、砂箱埋砂振实、砂箱内抽真空负压、引燃消失模组件直至燃尽排灰、浇注、凝固保压、撤压、冷却、打箱和铸件后处理过程。

为便于实现从砂箱外将消失模顺利引燃，消失模组装粘接过程包括消失模组件本体的组装粘接、浇注系统的粘接和引燃管的粘接，所述引燃管为消失模组件顶部设置的若干便于快速引燃消失模的消失模材料发泡而成的空心管，所述引燃管的内径为φ30～φ70mm，壁厚为10～15 mm。

为便于引燃后使消失模快速烧尽，所述引燃管的内径和数量确保各引燃点同步引燃后120s内完全燃尽，根据铸件的结构和尺寸按下表确定：

为方便从顶部引燃，所述引燃管的长度为从消失模顶部延伸至高于砂箱顶侧砂面50～70 mm。

为确保施涂层的强度，防止消失模燃烧过程中砂型坍塌，施涂过程中，浇注系统模表面的涂层厚度为2～2.5mm，铸件模样本体表面的涂层厚度为1.0～2.0 mm，引燃管外壁涂层厚度为0.5～1mm。

为确保砂箱内真空度并使引燃烧气体快速排出，砂箱内抽真空压负过程中，首先用塑料薄膜密封砂箱表面及顶部，并在顶部用20～50 mm的干砂层压紧，抽真空至使砂箱内的最终的真空度为0.045～0.53MPa；引燃消失模组件前将各引燃管周围的干砂扒开。

为确保浇注充型质量，浇注过程中，浇注液的温度高于同成份浇注液砂型铸造浇注温度80～100℃。

附图说明

图1为本发明的消失模先烧后浇铸造方法中消失模组件粘接引燃管的工艺图。

具体实施方式

本实施例以图1所示以某一厚壁类工作台铸件为例详细说明本发明的消失模先烧后浇铸造方法。该铸件的壁厚为80-120mm，铸件材料为灰铸铁，浇注后的铸件重量约为（800-1000kg），现有技术中采用消失模铸造时，消失模组件及注浇系统各部件使用的发泡材料为发性聚苯乙烯树脂EPS，真空负压时的真空度为0.055 MPa,浇注时浇注液的温度一般比正常砂型浇注温度高140～150℃，实际浇注温度达到1480～1490℃，此方法生产的该铸件一般在铸件顶部表面形成的大量碳层，最大碳层厚度达7 mm。给后期铸件清理带来不便，并直接影响铸件顶部的质量。

下面以上述铸件为例详细说明本发明消失模先烧后浇铸造方法。

首先分别按常规发泡和制模方法进行铸件消失模和浇注系统模发泡成形，发泡用材料为EPS，并提前将适合本实施例的铸件产品的引燃管也发泡成形好，本实施例中，根据铸件结构特点，在铸件消失模组体2浇注方向的顶部设置6根内径为φ30mm管壁厚为15的引燃管1，引燃管1的长度统一定长发泡，组装时根据需要的长度进行切割。

发泡后进行消失模各模块的组装粘接形成消失模组件2的本体，再将浇注系统模和引燃管分别通过热熔胶粘接于设定位置，本实施的六个引燃管分别等间距粘接在铸件顶部，接下来，分别对组装后消失模组件2、浇注系统模3和引燃管1表面进行耐火材料的施涂，为确保施涂层的强度，防止消失模燃烧过程中砂型坍塌，施涂过程中，将浇注系统模3和消失模组件2的表面的施涂层厚度比现有技术中的消失模铸造时的施涂厚度厚约0.5 mm，最终确定的浇注系统模3的涂层厚度为2～2.5mm，铸件模样组件2表面的涂层厚度为1.0～2.0mm，引燃管1外壁涂层厚度为0.5～1mm，施涂后对涂层按常规烘干工艺进行烘干处理，并将引燃管1的管口通过消失模材料封堵。

烘干后将如图1所示的消失模组件整体置于砂箱中进行埋砂振实，当埋砂至模型顶部时，确定引燃管1的切割长度时，使引燃管1的高度高出埋箱振实后砂型顶部50～70mm。然后将砂箱外部用塑料薄膜包裹密封，并在砂箱顶部再覆盖厚度为50 mm的干砂层以便于压紧砂型表面，然后进行真空负压，将砂箱内的真空压负度抽至0.045MPa，为防止提前引燃消失模后出现砂型塌箱问题，此真空度一般比现有技术中的消失模铸造的真空负压度高0.002～0.005MPa。

砂箱内的真空压负度达到设置的真空度时，开始准备引燃，引燃前将塑料薄膜上方各引燃管周围的干砂层扒开，以完全露出引燃管，防止干砂从引燃孔掉入型腔内，然后将各引燃管同步引燃，使砂箱内的消失模及浇注系统模在120s内完全燃尽，待引燃管对应的各部位均无明火、并且烟灰完全排出后，开始浇注，浇注时控制浇注液的温度比正常砂型浇注的温度高80～100℃，比现有技术中的消失模铸造浇注温度低70～80℃，本实施例的铸件为灰铸铁浇注液，实施的浇注温度为1410℃，浇注结束后继续真空保压15min进行保压凝固，再撤压、冷却、打箱和铸件后处理过程。

本实施例的上述先烧后浇的消失模浇注方法，与现有技术相比，浇注温度较正常的真空负压浇注温度降低80℃以上，能耗节约3%左右；浇注后的铸件表面碳渣层基本消除，大大减少了后期处理的加工量，并将该铸件的铸造合格率提高三个百分点，毛净重比达0.9以上，高于现有技术的消失模真空负压浇注制品毛净重比。

同时采用本发明的消失模先烧后浇铸造方法，也同样适用于其它消失模浇注的金属材料，如有色金属、铸钢、球铁等材料。

Claims (7)

1.一种消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，依次包括消失模和浇注系统模发泡造型、消失模组装粘接、施涂、烘干、砂箱埋砂振实、砂箱内抽真空负压、引燃消失模组件直至燃尽排灰完全、浇注、凝固保压、撤压、冷却、打箱和铸件后处理过程。

2.根据权利要求1所述消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，消失模组装粘接过程包括消失模组件本体的组装粘接、浇注系统的粘接和引燃管的粘接，所述引燃管为消失模组件顶部设置的若干便于快速引燃消失模的消失模材料发泡而成的空心管，所述引燃管的内径为φ30～φ70mm，壁厚为10～15 mm。

3.根据权利要求2所述的消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，所述引燃管的内径和数量确保各引燃点同步引燃后120s内完全燃尽，根据铸件的结构和尺寸按下表确定：

。

4.根据权利要求2所述的消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，所述引燃管的长度为从消失模顶部延伸至高于砂箱顶侧砂面50～70 mm。

5. 根据权利要求1所述的消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于，施涂过程，浇注系统模表面的涂层厚度为2～2.5mm，铸件模样本体表面的涂层厚度为1.0～2.0 mm，引燃管外壁涂层厚度为0.5～1mm。

6.根据权利要求1所述的消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于， 砂箱内抽真空压负过程中，首先用塑料薄膜密封砂箱表面及顶部，并在顶部用20～50 mm的干砂层压紧，抽真空至砂箱内的最终的真空度为0.045～0.53MPa；引燃消失模组件前将各引燃管周围的干砂扒开。

7.根据权利要求1所述的消失模先烧后浇铸造方法，其特征在于， 浇注过程中，浇注液的温度高于同成份浇注液砂型铸造浇注温度80～100℃。