长孔窄槽类铸件熔模铸造工艺方法样本.doc

熔模锻造型壳是“上涂料——撒砂——干燥”这一过程重复。但对于具备长孔、窄槽这样构造铸件而言，由于长孔、窄槽内部不易上涂料、撒砂，当通孔孔深和孔径之比H/d>5【1】，窄槽槽深或长与宽之比不不大于一定比例时很难铸出，往往采用机械加工办法实现。对于直径略大长孔，虽然型壳可以做出，但已被浆料、型砂填满，增长了缩孔、缩松缺陷发生几率。本文即讨论该类铸件熔模锻造几种办法。1.浸浆法1.1浸浆法：在制壳二层或三层后，将型壳浸入到浆料中，使浆料布满长孔或窄槽中型壳余下空间，待其中浆料干透后，再进行下一层型壳制作。目是增长孔内型壳强度，防止浮现跑火现象。1.2实例：接头A接头A构造见图1。其上有一种Φ4×25细长孔，呈135°相交，孔壁厚1mm，头部0.7mm，件小而轻，质量为9.5g。资料【1】简介：当孔径Φ3~Φ5时，最大可铸出孔深为5~10mm，即孔深与孔径之比为1.4~3.3，而该件孔深与孔径之比为6.25，可见Φ4孔制壳是该件难点。图1该件一、二层型壳均采用锆英材料，一层型壳厚约0.5mm，二层型壳厚约0.75mm。制壳两层后，Φ4孔口只有约Φ1.5mm。三层正常制壳时，撒30~60目莫来砂，粒径为0.2~0.6mm。且长孔呈135°相交，孔内正常上涂料撒砂已无法实现。但两层锆英材料型壳强度较小，无法抵抗1600℃以上高温钢水冲刷，会产生跑火现象形成废品。在制壳二层后采用了“浸浆法”，增长了型壳强度，满足批量生产规定。1.3工艺要点1.3.1浸浆浆料：硅溶胶+莫来粉（200目），粘度20±2S。粘度大，浸浆时流动不好，不易布满；粘度小，浸浆时看起来已满，但干透后由于水分蒸发会留下较多空洞，影响强度。1.3.2浸浆前吹净长孔内浮砂。1.3.3浸浆后型壳一定要干透，以保证强度。接头A三层浸浆后干燥时间为24小时，干燥条件：温度24±2℃，湿度40~60%，吹风。2.长孔内插木条法2.1长孔内插木条法：在制壳三层或四层后，在长孔余下空间插入木条，随后进行正常制壳、封浆、脱蜡等操作。型壳焙烧时，插入木条烧掉形成空洞，从而改进型壳浇注后散热条件，消除缩孔、缩松缺陷办法。2.2实例接头B接头B构造见图2，虚线为浇口，其上均布Φ7.8×23长孔六个。工艺设计采用一字型横模头组树，正常制壳四层半后浇注，并采用“型壳局部淬水”【2】工艺，即在型壳浇注前，将型壳下部淬入水中2~3秒，形成自上而下温度梯度和凝固顺序。但在浇口下部两个孔内浮现大比例缩松现象，严重已缩透。分析以为：这两个孔位于浇口下部，浇注时钢水经此处流入型腔，有过热倾向，而Φ7.8mm孔正常制壳四层半后已被浆料和型砂填满，恶化了此处散热和冷却条件，加剧了缩松产生倾向。在制壳三层后，采用插入木条法，消除了孔内缩松缺陷。图22.3工艺要点：2.3.1插入木条可依照孔大小在制壳三层后或者四层后进行，此时应保证型壳有一定强度抵抗钢水冲击。2.3.2插入木条直径应与余下型壳孔洞接近，这样既以便操作，又保证能插住。2.3.3插入木条应在制壳2~3小时后进行。过早，型壳强度低，易损坏；过晚，型壳有一定强度，凹凸不平撒砂平面，阻碍了木条插入。2.3.4木条长度足够，以保证插透。2.3.5为便于操作，组树时蜡模六孔中心与模头夹角不不大于60°。3.型壳局部保温法3.1型壳局部保温法：焙烧前，在型壳局部敷贴保温材料，延缓此处冷却、凝固时间，打开钢水补缩通道，以达到消除缩孔、缩松缺陷目。3.2实例DN15法兰阀盖法兰阀盖构造见图3，虚线为浇口。该件构造特点：上下两个较厚法兰盘间有较长流量口，孔径Φ15mm，长51.4mm，壁厚3mm。锻造工艺设计：上法兰盘一种浇口，一字横模头组树，四层半型壳，浇注时下法兰盘处采用“型壳局部淬水”工艺，浇注温度为1600~1610℃。但在浇注后，有某些铸件在流量孔内中部产生缩松现象。分析以为：该件流量孔长且壁薄，铸件浇注后凝固补缩状态见图4。下法兰盘及附近Ⅲ区，因型壳淬水激冷作用，最先凝固而得到致密组织；接近浇口Ⅰ区，钢水收缩有来自浇口热钢水补充，也得到致密组织；处在中间Ⅱ区，上部钢水补充及下部激冷作用都无法到达该处，而在制壳完毕后，流量孔基本上已被浆料和型砂填满，散热及冷却条件极差，于是在流量孔中部产生了缩松缺陷。在流量孔外部型壳处涂敷保温材料后，延缓了Ⅰ区凝固时间，打开了自上而下补缩通道，使来自浇口热钢水通过Ⅰ区补充到了Ⅱ区，解决了孔内缩松问题。图3图43.3工艺要点3.3.1保温材料可以使用保温石棉、石棉布、耐火泥或其他耐火材料。3.3.2对两法兰盘间有筋阀盖，保温材料应让出筋部，以防止筋部产生缩松缺陷。4.陶瓷型芯法4.1陶瓷型芯法：即将预制具备一定常温和高温强度、线膨胀系数小、高温下具备化学稳定性型芯放在压型中压制蜡模，然后正常制壳做出带有型芯型壳，经浇注后再去除型芯，