消失模生产农具铸件工艺论文

1.前言    近日，我公司完成了云南省农具厂消失模基本生产线的安装调试生产的工作，消失模铸造是20世纪50年代末发展起来的砂型铸造生产上革命性的新技术，被誉为“2l世纪的铸造新技术”、“铸造中的绿色工程”。消失模铸造工艺的最大优点源于无需起模与合箱操作，给工艺带来极大的便利与好处，可取消砂芯、分型、合箱等工艺，减小铸件加工余量，减轻毛坯质量，下降表层粗糙度。鉴于此，许多铸件生产厂家开始转向消失模铸造工艺。 2.铸件分析  云南现场所生产的链节为45#铸钢件，前期采用砂型铸造工艺生产，链节使用过程当中需要用柱销将链节连接到一起，对铸件表层光洁度较高，砂型铸造生产出的铸件需要经过加工才能满足其使用要求，锤头为高锰钢铸件。砂型铸造制作过程当中下芯、合箱工序繁琐，且容易出现飞边、毛刺等铸造缺点，产品表层质量差。采用消失模铸造工艺大大减少了下芯、合箱等工序，提高了产品表层质量，消失模铸造工艺生产出的链节无需加工就能满足使用要求。 下文中主要以介绍链节铸钢件生产过程为主，铸钢件的特色是熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，而且夹杂物对铸件力学性能影响严重，要求浇注系统结构简单、截面积大，使充型快而平稳，流股不易分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩，不应阻碍铸件的收缩。如图1所示为产品实物。 3.白区     现场生产链节所需的白模结构较为简单，且生产批量较小，故采用切割粘接白模的方式来成型，对于需要切割粘接的铸件，一般都制定相应的的切割粘接用工装，以便提高生产效率，准确定位铸件结构尺寸。本公司工艺人员为现场制作了白模切割粘接用工装，包括铸件的主体的切割铝制模板，铸件粘接定位模板，浇冒口的粘接，热熔胶粘接，粘接部位不可有缝隙，避免涂料进入缝隙，造成浇注后夹渣缺点。如组图2所示为白模制作过程。      图2 白模制作过程 4.黄区  （1） 涂料采用河北瑞欧涂料厂生产的铸钢专用涂料，刷涂第一遍涂料时，涂料与水按照1:0.65的配比进行混合，在涂料搅拌桶中搅拌1h，搅拌完成之后，根据涂料的粘稠度进行调整，如果太稠，可以适当加水。涂刷方式采用浸涂，方便快捷，涂刷均匀。刷涂第一遍使用的涂料不要太稠，可以使用波美计来测量。以免造成烘干时表层开裂，影响铸件质量。把组型好刷完第一遍涂料的黄模放入烘干房，将烘干房的温度控制在45℃左右，温度不宜过高，否则已引起黄模棱角处开裂，湿度低于15%，黄模不要受到烘干加热器的直吹，以免造成黄模受热过高，引起涂料棱角处开裂。在此环境下烘干8小时左右。 （1） 刷涂第二遍涂料时，涂料要比刷涂第一遍时所用的涂料稍稠一点。白模涂刷后，需静置1min待表层涂料均匀后，避免白模有涂料堆积。将涂刷后的黄模。   （2） 放入烘干房，温度控制在50℃左右，湿度低于15%，烘干24小时。第二遍烘干6h左右时对黄模漏白处以及浇道进行补刷。黄模烘干结束后进行组型，如组图3所示为刷涂二遍后的黄模。      图3 黄模组型过程 5.黑区工艺方案 （1）埋箱造型   采用30-40目的石英砂，底砂厚度200mm，挂平后震实，放置泡沫模型。先用布袋加砂固定泡沫模型，再加砂至埋住一半铸件时，进行第二次震动，振动30~40s，充分振实，时间不宜太长，避免振裂白模，这个时间控制要求比较严格，时间太短，轴孔振不实，时间长了可能冲垮白模。震动时用手深入型砂辅助震实。第二次震实后再加砂至浇口杯上平面进行第三次震动紧实。然后覆上一层塑料薄膜，加顶砂。为避免浇注时铁水冲刷浇口杯周围砂子进入铸件，在浇口四周围上水玻璃砂，避免冲砂。如组图4所示为埋箱过程。    图4 埋箱造型过程 （2） 熔炼     化学成分预设：     废钢采用Q235普通碳素钢，以0.5t中频炉为例，各原料加入的配比为废钢：98.6%，硅铁：0.5%，锰铁：0.9%。按照配料比例进行配料。金属熔清后升温进行涮包，为减少合金烧损，硅铁锰铁合金在金属熔清浇注前加入。 （3） 浇注  钢水浇注前做好除渣工作，钢水出炉后，尽快浇注，浇注温度在1520℃~1550℃，负压度-0.05MP。浇注后以-0.025MP的负压度保压5分钟。保温2小时后翻箱，清理铸件。如下组图5所示为翻箱清理后。    图5 铸件清理打磨后 6.缺点分析 6.1 夹渣、粘砂、夹砂 （1）白模质量本身有缺点，造成涂料涂刷是涂料进入白模缝隙或坑洼处，造成浇注时涂料残渣混进铸件，产生夹渣。 （2）涂料涂刷不均匀，造成浇注时产生粘砂。 （3）浇注时铁液冲刷了周围的型砂，将砂子带入铸件。 （4）铁水脱氧不完全，打渣不干净。 解决措施： （1）合理控制负压度和浇注温度，在保证浇注顺利进行的前提下，尽量下降负压度和浇注温度，以减弱高温金属液的穿透能力。 （2）应该分部加砂，加200mm底砂振实一下，然后放入模样，加砂到模样的一般位置时，振动一下，振动时间不宜太长，之后边加砂边振动。 （3）合理的控制涂料厚度，提高涂料的耐火度、高温强度等性能。 （4）合理的浇口杯，保证浇注时，金属液不会把浇口杯附近的砂子冲入浇口杯。 （5）严格控制脱氧过程，配合造渣剂去除铁水当中的渣子，浇注过程当中使用挡渣棉进行有效挡渣。 6.2 气孔 （1）多数情况下由于浇注过程当中液态金属充型发生紊乱，泡沫模样接触金属液后进行裂解，所产生的气体不可从金属液中排出，就会形成气孔。这种气孔常常表现为数量多。 （2）黄模烘干不彻底，从而造成气体排出受阻。这要是产生气孔的一大原因。 避免措施: （1）设计合理的浇注系统，使铁液充型平稳，不出现紊乱;提高浇注温度，挑选合理的负压度;严格控制涂层厚度和型砂透气性。 (2)模型烘干时涂层必须干透，一定要避免烘干后的黄模与刚刚刷好涂料准备烘干的黄模放入一个烘干房。 (3)模样粘接时注意冷胶或热胶的使用，在保证粘接强度的情况下用量越少越好，从而减少发气量，较少气孔形成的概率。 (4)采用封闭式浇注系统，浇注时，严格控制浇注速度，保证浇口杯内有一定量的金属液，避免空气的卷入。 7.总结 通过现场的多次试浇注，确定的上述工艺流程满足浇注出的合格的铸件产品，且能保证较高的正品率。但浇注的结果也会出现诸如气孔、夹渣等铸造缺点。出现气孔其主要原因在于白模密度、烘干程度以及负压的保持。出现夹渣的原因主要是熔炼过程当中扒渣不干净造成的。   消失模铸造的整套工艺流程较其他普通铸造方式环节复杂。要想生产出合格铸件，一定要把握好各个环节，任何一个环节出现纰漏，就可能造成铸造缺点的出现。最后希望通过此次铸钢件的生产可以为以后生产类似产品提供参考。