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        剝模樹脂砂造型若干技術(shù)問題探討

        2014-10-08 11:38:40馮智鵬蔣云峰喬騰
        金屬加工(熱加工) 2014年13期
        關(guān)鍵詞:樹脂砂冷鐵模樣

        馮智鵬,蔣云峰,喬騰

        我廠是傳統(tǒng)木模樹脂砂鑄造廠,自2011年引入剝模樹脂砂造型工藝,以應(yīng)對當(dāng)前的市場需求。與傳統(tǒng)木模樹脂砂造型相比,剝模樹脂砂造型具有節(jié)能環(huán)保、成本低、設(shè)備需求低、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。剝模樹脂砂造型工藝,是采取特殊的工藝手段用泡沫制作模樣、芯盒,然后用樹脂砂造型的方式。

        1.剝模樹脂砂造型的適用范圍

        (1)小批量產(chǎn)品 訂單較少、形不成批量的產(chǎn)品,制作木模成本高。

        (2)單件或大件 某些噸位較重、客戶需求量少的產(chǎn)品,制作木模成本高。

        (3)客戶試驗(yàn)件 某些客戶需要試驗(yàn)?zāi)承訖C(jī),但又沒有改變原模樣的要求。

        (4)有特殊交貨期的產(chǎn)品 對于交貨期特別緊的產(chǎn)品,可采取剝模樹脂砂造型工藝,以縮短工期。

        (5)特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品 有些特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品無法用消失模方法造型,有些廠家受硬件設(shè)備的影響無法采用消失模造型,都可以使用剝模樹脂砂造型。

        2.剝模樹脂砂造型的注意事項(xiàng)

        (1)主要和重要加工面的機(jī)加工余量應(yīng)適當(dāng)加大。由于制作剝模模樣的泡沫板材不像木頭那樣堅(jiān)固,較易變形,為防止因變形造成的廢品、不良品,剝模模樣、芯盒應(yīng)適當(dāng)增大機(jī)加工余量。

        (2)剝模模樣、芯盒需采取特殊結(jié)構(gòu)加固。剝模模樣、芯盒不適合用鋼木結(jié)構(gòu)加固,需采取“十”形、“米”形等結(jié)構(gòu)加固(見圖1、圖2)。

        (3)防水、防火、防潮。

        (4)泡沫本板與脫模劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),腐蝕剝模模樣,使用剝模方法造型時(shí)應(yīng)特別注意。

        (5)填砂時(shí)要先固定四周再逐層填砂。剝模模樣較輕,受到?jīng)_擊易發(fā)生移動(dòng),造型時(shí)要用砂子或砂塊固定好四周再放砂。特別是分多節(jié)的模樣,要將模樣對接處固定好,確保模樣直線度。

        (6)取樣時(shí)禁止點(diǎn)火或使用噴燈烘烤。點(diǎn)火或噴燈烘烤都會(huì)使砂型表面酥軟,嚴(yán)重影響鑄件外觀質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。

        (7)除小筋板和破壞較大的部位外,厚大的泡沫本板可重復(fù)使用。

        (8)形狀規(guī)則或較小芯盒,如地腳窩芯盒、長方形砂芯的芯盒可采用開合式結(jié)構(gòu)以便多次使用。

        (9)要根據(jù)季節(jié)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)適當(dāng)調(diào)節(jié)鑄件收縮率。季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí),剝模模樣的收縮會(huì)受很大影響,在造型時(shí)要注意測量,適當(dāng)增加工藝補(bǔ)正量。設(shè)計(jì)鑄造工藝時(shí)可以適當(dāng)增大收縮率。

        圖1 模樣加固方式

        圖2 芯盒加固方式

        3.剝模樹脂砂造型的實(shí)例

        FBC260r—13101立柱結(jié)構(gòu)如圖3所示。立柱輪廓尺寸為10530mm×2540mm×2460mm,導(dǎo)軌厚度160~200mm,主要壁厚40mm。技術(shù)要求:兩導(dǎo)軌面的平行度允差0.01mm;鑄件不得有氣孔、砂眼、疏松等缺陷;需時(shí)效處理;導(dǎo)軌硬度要求不得低于190HBW。鑄件重量78489kg。

        結(jié)構(gòu)和工藝分析后得出以下結(jié)論:此鑄件輪廓大、重量大,客戶只訂貨一件,結(jié)合我廠實(shí)際,采取剝模樹脂砂造型工藝;鑄件導(dǎo)軌較厚,要達(dá)到技術(shù)要求的硬度不低于190HBW,需采取一定的工藝措施;澆注量大,對于澆注有一定的難度;鑄件幾何尺寸大,芯盒需要采取必要的加固措施;鑄件從制芯到澆注約7天。

        具體施工細(xì)節(jié)如下:

        (1)為達(dá)到硬度要求,我廠采用覆膜砂鑄鐵冷鐵(見圖4)。與傳統(tǒng)鑄鐵冷鐵相比,覆膜砂鑄鐵冷鐵能夠有效地防止氣孔、冷隔等缺陷,并能有效地減少冷鐵與鑄件產(chǎn)生粘合。

        (2)為實(shí)現(xiàn)快速澆注的工藝要求,采用兩端座包的澆注方式,座包分別為15t、20t。

        (3)為加固此件的芯盒,采用類似如圖5所示的加固方式。

        (4)為防止鑄件高碳當(dāng)量形成硬度高鑄件而造成加工性能惡化的情況,采用低碳當(dāng)量加入合金的方法,以改善鑄件組織結(jié)構(gòu),具體為加入0.3%Cu、0.2%Cr(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

        (5)為防止鑄件厚大部位產(chǎn)生疏松、縮孔等缺陷,采用保溫冒口的工藝措施,其尺寸為φ250mm×600mm,置于模樣四角,其余放置φ120mm×600mm補(bǔ)縮冒口。

        (6)為防止因覆膜砂鑄鐵冷鐵在合型過程和澆注前發(fā)生吸潮引起的氣孔等缺陷,采取熱風(fēng)機(jī)烘烤的工藝措施(見圖6),熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)溫度在(150±5)℃ ,用此方法烘烤5h后,在冒口等型腔裸露部位測溫可達(dá)30~60℃ ,能起到良好的效果。

        (7)為進(jìn)一步防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷,采取高溫鐵液補(bǔ)澆工藝措施,實(shí)際補(bǔ)澆時(shí)間為20min。

        (8)為防止此件產(chǎn)生漂芯的問題,在鑄件最上面設(shè)置22個(gè)φ160mm的工藝孔。在上箱和砂芯對應(yīng)放芯撐的位置鋪鑄造用耐火磚,以加強(qiáng)砂型強(qiáng)度。

        (9)澆道系統(tǒng)截面比為∑F直:∑F橫:∑F內(nèi)=1.1:1.8:3.8,采用鑄造用耐火磚管,直澆道為2—φ120mm。

        生產(chǎn)的鑄件外觀如圖7所示。

        圖3 FBC260r—13101立柱結(jié)構(gòu)

        圖4 覆膜砂冷鐵

        圖5 芯盒加固

        圖6 熱風(fēng)機(jī)

        圖7 立柱實(shí)體鑄件

        經(jīng)檢驗(yàn),鑄件質(zhì)量滿足技術(shù)要求,但表面存在一定程度的粘砂。主要原因是:由于澆注需分兩包進(jìn)行,第一包鐵液溫度為1400℃,第二包鐵液溫度為1360℃,受硬件設(shè)施和時(shí)間的限制,不能等1400℃的鐵液降溫,否則第二包鐵液無法順利澆注,因此初始澆注溫度稍高,鑄件壓力頭很大,造成粘砂的產(chǎn)生。

        因此,再制作此類大件時(shí),需更好地分配鐵液出爐時(shí)間。

        4.結(jié)語

        目前,我廠仍采用剝模樹脂砂造型的方法進(jìn)行生產(chǎn),此方法在生產(chǎn)單件、大件、未成批量件及改型試驗(yàn)件等有很大的優(yōu)勢。同時(shí)也存在模樣收縮率受季節(jié)影響大、尺寸精度較低等問題。但隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富,該技術(shù)會(huì)得到更好的應(yīng)用。20140428

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