消失模鑄造外觀尺寸精度高、生產(chǎn)周期短，在汽車和一些中小鑄件應(yīng)用比較廣泛，在機(jī)床鑄件應(yīng)用比較少。主要原因是機(jī)床鑄件上下面質(zhì)量要求比較高，消失模鑄件容易產(chǎn)生皺皮、黑癍等鑄造缺陷。隨著我國裝備業(yè)的快速發(fā)展，研制和開發(fā)各種高檔數(shù)控機(jī)床非常迅速。由于受市場需求的影響，有些大型機(jī)床技術(shù)含量雖然高，需求量非常少，還有些機(jī)床交貨期非常短。為了降低成本和縮短生產(chǎn)鑄件周期，有些鑄件用消失模鑄造是最佳方法。為了解決這個問題齊齊哈爾大學(xué)和齊齊哈爾第一機(jī)床廠聯(lián)合研究鑄鐵件消失模涂料和聚苯乙烯泡沫塑料板質(zhì)量，設(shè)計了澆注系統(tǒng)整體連接方法和輔助胎模等多種鑄造方法，經(jīng)過半年的生產(chǎn)應(yīng)用，生產(chǎn)多種床身鑄件和40t重工作臺及1200t大型機(jī)床鑄件，效果好。本文介紹了采用消失模生產(chǎn)大型床身鑄件的鑄造過程，以及在生產(chǎn)中采取輔助胎模、冒口封閉式連接等工藝。

    1.涂料在消失模鑄造所起的作用


    消失模鑄造是用泡沫塑料制作模樣刷上涂料后，填人樹脂砂或疏松的不含粘結(jié)劑的砂子，澆人金屬液，泡沫塑料模樣汽化后金屬液充滿該空間，冷卻形成鑄件。它具有尺寸精度高、成本低、生產(chǎn)周期短等多種優(yōu)點(diǎn)。但各項技術(shù)必須控制好，否則容易出現(xiàn)粘砂、黑斑等鑄造缺陷。涂料是消失模鑄造過程的關(guān)鍵技術(shù)之一，對消失模鑄造的成功與否起著至關(guān)重要的作用。其消失模鑄造涂料的主要作用是：


    1）提高泡沫塑料模樣的強(qiáng)度和剛度，保持模樣尺寸的穩(wěn)定性。


    2）防止在運(yùn)輸、填砂及振動時模樣遭到破壞或變形，以保證鑄件的表面質(zhì)量。


    3）當(dāng)金屬液在澆注過程中取代泡沫塑料模樣時，涂料是砂子和金屬液之間的主要屏障。涂料在這個過程中起的作用是阻止金屬液透過涂料滲透到砂子中。保持在澆注時鑄型的穩(wěn)定性。


    ·474.消失模鑄造及實(shí)型鑄造技術(shù)手冊


    4）將在澆注過程中泡沫塑料模樣熱分解的產(chǎn)物（大量氣體或液體等）順利地排出到鑄型之外，防止氣孔等缺陷的產(chǎn)生。為此，消失模鑄造專用涂料應(yīng)具有良好的工作性能和工藝性能。


    2.大型消失模鑄鐵件專用涂料的組分


    （1）耐火粉料  耐火粉料選擇石墨粉，除了考慮石墨粉優(yōu)良的物理性能外。較輕的密度是大型消失模鑄鐵件專用涂料的首選。


    （2）載液  由于模樣尺寸較大涂刷后不上窯，為縮短生產(chǎn)周期選用工業(yè)乙醇和甲醇的混合物為載液。


    （3）粘結(jié)劑  消失模鑄鐵件專用涂料與普通砂型涂料較大的區(qū)別是消失模鑄鐵件專用涂料常溫強(qiáng)度較高而高溫透氣性好。因此，在選用粘結(jié)劑時要減少無機(jī)粘結(jié)劑的使用，增加有機(jī)粘結(jié)劑的比例。


    （4）懸浮劑  消失模鑄鐵件涂料層比普通砂型鑄造涂料層厚很多，涂料一般呈膏狀，因此一般不刻意增加懸浮劑的加入量，尤其無機(jī)物懸浮劑不要使用，以保證良好的透氣性。

    （5）其他添加劑  主要加有微量表面活性劑和消泡劑等。為保證模樣的涂刷性和干燥后在搬運(yùn)及填砂過程中涂料層不脫落，在涂料中必須加有適量的表面活性劑。

    （6）涂料的配比  由于涂料質(zhì)量、成本問題，消失模鑄造在大型鑄鐵件上特別是機(jī)床鑄件上沒有廣泛推廣和應(yīng)用。故此需要研制一種材料采購方便、質(zhì)量穩(wěn)定、價格合理，能夠長期推廣應(yīng)用的涂料。為此經(jīng)過多次研究、反復(fù)試驗(yàn)，研制了消失模鑄造涂料（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：土狀石墨30%—35%、片狀石墨30%—35%、乙醇（含部分甲醇）300/0—35%、聚乙烯醇縮丁醛（PVB）2. 5% N3.0%、酚醛樹脂1.00/0-1.5%及松香等。經(jīng)過生產(chǎn)1200t鑄件，最大鑄件工作臺質(zhì)量40t，經(jīng)過檢驗(yàn)和機(jī)械加工效果很好，達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。目前齊齊哈爾第一機(jī)床廠已經(jīng)普遍在10- 60t的單件小批量的工作臺、床身、床頭箱等鑄件上采用消失模鑄造，經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證，效果很好。


    由于床身鑄件的模樣尺寸大，模樣在涂刷涂料后靠自然干燥，因此選用的是醇基涂料。經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)涂料的涂掛層厚度為1.5-2. Smm為宜。


    3.白模材料的選擇


    （1）模樣材料的選擇  模樣材料選擇聚苯乙烯泡沫塑料厚板。聚苯乙烯泡沫塑料的物理性質(zhì)十分重要，密度大、強(qiáng)度高，制作模樣的剛度好，但汽化時產(chǎn)生的煙火大，當(dāng)泡沫塑料模樣不能充分燃燒汽化時，易產(chǎn)生鑄件夾渣。密度低，板材強(qiáng)度不夠，鑄件模樣在運(yùn)輸、造型時易損壞，綜合考慮選密度為22kg/m，。


    （2）模樣所用膠帶的選擇  在制模樣時，因板材之間的縫隙，或搬運(yùn)時的磕碰劃傷，模樣表面會出現(xiàn)細(xì)縫和凹坑，要用膠帶紙將細(xì)縫和凹坑填平，以防在涂刷時涂料侵入或砂子擠人造成鑄件缺陷。


    （3）造型材料  采用樹脂砂為造型材料，粒度為40—70目，樹脂加入量為砂質(zhì)量的1.2%，固化劑選用二甲苯磺酸溶液，加入量為樹脂質(zhì)量的60%，樹脂砂強(qiáng)度>lOON/cm‘。


    4.床身的鑄造工藝設(shè)計

    床身模樣用聚苯乙烯泡沫塑料板分塊成型后粘結(jié)而成。如牌號HT250數(shù)控臥式車床床身鑄件幾何尺寸為8100mm x 2100mm x 900mm，毛重27.1，。為防止在造型時模樣變形，在床身8100mm長度上放有40個支撐架。同時在床身）9架接合面做一輔助胎模，增加了個分箱面。在造下箱時先造一個輔助胎模，等取出后再放鑄件模樣，這樣即可減少空腔內(nèi)支撐的麻煩，又可防止鑄件變形，如圖12 -36所示。

    （1）澆注系統(tǒng)的設(shè)計  澆注系統(tǒng)尺寸設(shè)計的正確與否，是能否獲得合格鑄件的首要問題。在消失模鑄造的澆注過程中，鐵液在型腔內(nèi)受模樣分解產(chǎn)物的阻力及模樣汽化過程中鐵液的熱量損失影響其流動性。一般很難做出精確計算，因此，常采用一般澆注系統(tǒng)計算方法進(jìn)行。


    

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