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消失模铸造材料的选择及工艺设计

时间:2019-04-24 16:25 作者:东建铸造 点击: 次
消失模铸造技术是一门集塑料、化工、机械、铸造为一体的综合性多学科的先进的铸件成型方法。由于采用消失模铸造技术生产出来的铸造质量好、成本低、尺寸精度高,近年来我国在消失模铸造技术方面得到了迅速发展。目前我们在多种单件机床床身等铸件上应用消失模铸造生产了1000多吨铸件,经过生产验证效果很好。
1材料的选择
1.1模样材料的选择模样材料选择聚苯乙烯泡沫塑料厚板。聚苯乙烯泡沫塑料的物理性质十分重要,密度大、强度高,制作模样的刚度好,但气化时产生的烟火大,当泡沫不能充分燃烧气化时,易产生铸件夹渣。密度低,板材强度不够,铸件模样在运输、造型时易损坏。综合考虑,我们选密度为22kg/m³的聚苯乙烯泡沫塑料。
1.2造型材料采用树脂砂造型,粒度为40~70目,树脂加入量为砂重量的1.2%,固化剂选用二甲 苯磺酸溶液,加入量为树脂的60%,树脂砂型强度>1MPa。
1.3涂料由于床身铸件的模样尺寸大,模样在刷涂涂料后靠自然干燥,因此选用的是醇基涂料。经实验确认涂料的涂挂层厚以1.5~2.5mm为宜。
2铸造工艺设计
床身模样用聚苯乙烯泡沫板分块成型后粘结而成。如牌号HT250卧式机床床身铸件几何尺寸为8100mmx2100mmx900mm,毛重27.1t。为防止在造型时模样变形,在床身8100mm长度上放有40个支撑架。同时在床身刀架把合面做一辅助胎模,增加一个分箱面。在造下箱时先造一个辅助胎模,等取出后,再放铸件模样,这样既可减少空腔内支撑的麻烦,又可防止铸件变形。
2.1浇注系统的设计
浇注系统尺寸设计的正确与否,是能否获得合格铸件的首要问题。在消失模铸造的浇注过程中,铁液在型腔内受模样分 解产物的阻力及泡沫模样气化过程中铁液的热量损失影响其流动性,一般很难做出精确计算。因此,常采用一般浇注系统计算方法,并将所得数值放大50%一100%。为生产方便将单个内浇道截面积定为201mmx20mm。为防止粘砂,一般采取加厚涂料层的方法,加上砂型对分 解气体逸出的阻力,因此在设计浇注系统时,应尽可能地增大压力头和铁液与模样的接触面积,以增大气体逸出面积。因此浇注系统采用雨淋式和分层式浇口形式,有利于金属液在接触泡沫塑料模样后能均匀燃烧,快速气化。分层式浇注,即在床身导轨的两侧引入铁液,或能冲刷走导轨部位高温作用下泡沫塑料气化后形成的碳化物,保证导轨部位铁液过热,便于铁液中气体的排出,从而避免床身导轨出现渣孔和气孔,确保床身导轨质量。
2.2补缩冒口的选择
该件浇注位置的高度较小,上表面较大,厚大部分(导轨处)在下端,因此冒口应选择小而多、均散冒口,有利于排气和液态补缩,也避免了大面积夹渣。
为保证浇注平稳,冒口的形式都采用暗冒口,各冒口之间用横浇道相连,以冒口代替雨淋水口,提高冒口的补缩能力。冒口直径选择φ100mm,高度选择150mm,冒口脖处直径为φ50mm。
2.3浇注温度的确定
泡沫模样依靠高温铁液燃烧气化掉,因而对铁液温度要求严格,一般情况浇注温度为1380~1420℃,较低温度不能小于1360℃。温度低易产生夹渣缺陷;但铁液温度也不能过高,过高会产生粘砂。床身浇注温度确定在1370°~1400℃。
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