郭曉東

（牡丹江中車金緣鑄業(yè)有限公司，黑龍江牡丹江157013）

淺談利用覆膜砂字號砂芯提高鑄件鑄字號的外觀質(zhì)量

郭曉東

（牡丹江中車金緣鑄業(yè)有限公司，黑龍江牡丹江157013）

隨著產(chǎn)品質(zhì)量需求的提高，鑄件鑄字號的外觀質(zhì)量也成為客戶對產(chǎn)品驗收的一項基本要求。本文介紹了利用覆膜砂做字號砂芯提高鑄件鑄字號外觀質(zhì)量的方法。以鑄鋼件為例，對鐵路貨車使用的搖枕、側(cè)架、鉤體等配件進行了鑄字號外觀質(zhì)量的改進和提高，取得了較好成效，解決了鑄字號成型不良、清晰度不夠等問題。

覆膜砂；鑄件；鑄字號；外觀質(zhì)量；改進；成效

隨著近年軌道交通的快速發(fā)展，客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)品外觀及鑄字號清晰程度已納入產(chǎn)品驗收的一項重要指標(biāo)。目前，生產(chǎn)搖枕、側(cè)架、鉤體的鑄造廠大多數(shù)使用酯硬化水玻璃砂自硬工藝制作，澆注出的字號存在塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷，為清理工作帶來不便，字號尺寸精度不能滿足圖紙要求。覆膜砂字號鑄字清晰可見，輪廓鮮明，避免了酯硬化水玻璃砂工藝出現(xiàn)的缺陷，且覆膜砂具有強度高、發(fā)氣量低、潰散性好、成本低廉等優(yōu)點，使用覆膜砂字號，能夠解決鑄字號成型不良、清晰度不夠等問題。

1搖枕、側(cè)架、鉤體等鑄字號的生產(chǎn)工藝及設(shè)備

1.1酯硬化水玻璃砂工藝

酯硬化水玻璃砂工藝是將有機酯做硬化劑，均勻混入水玻璃砂中進行自硬的造型方法。

原輔材料：原砂、改性水玻璃、有機酯。

使用設(shè)備及工裝：字號模具芯盒（鑄鋁）、字號模塊（鑄鋁）、混砂機、銼刀。

制作方法：手工制作。

制作流程：清理模具芯盒→安放字號模塊→噴涂脫模劑→混砂機混砂→放砂、埋砂→舂實→刮砂面刮平→空氣中自然硬化（20 min～40 min）→起?！砟＞呋顗K→利用銼刀打磨處理字號砂芯→清理模具芯盒以備下次使用。

1.2覆膜砂熱芯盒制芯工藝

覆膜砂是砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。覆膜砂熱芯盒制芯工藝是利用覆膜砂通過加熱到達一定溫度固化成型的原理設(shè)計的。

原輔材料：覆膜砂。

使用設(shè)備及工裝：字號模具芯盒（鑄鐵），字號模塊（鑄鐵）、加熱裝置、隔熱手套、鑷子、銼刀、裝料斗。

制作方法：手工制作。

制作流程：清理模具芯盒→安放字號模塊→開啟加熱裝置→將模具芯盒放置在加熱裝置上→模具芯盒溫度加熱至220℃以上→利用裝料斗往模具芯盒內(nèi)加入覆膜砂→加熱約45 s→帶上隔熱手套→通過翻扣熱芯盒方式使砂芯與模具熱芯盒進行脫離→利用鑷子及銼刀將字號模塊取下→重新將字號模塊放置到模具熱芯盒內(nèi)→將模具熱芯盒放置在加熱裝置上→加覆膜砂重新制芯→重復(fù)制芯過程→利用銼刀打磨字號砂芯。覆膜砂熱芯盒如圖1所示。1.3覆膜砂熱芯盒制芯工藝與酯硬化水玻璃砂工藝對比后的優(yōu)點

圖1覆膜砂熱芯盒結(jié)構(gòu)原理圖

1）顯著縮短了砂芯硬化時間，克服了原工藝自然硬化耗時過長難以滿足生產(chǎn)需求的問題，減少了制作工時，提高了生產(chǎn)效率。

2）利用熱起模工藝取代冷起模工藝，使鑄字表面光潔度得到明顯改善，提高了鑄字砂芯成型率和工件鑄字的成型質(zhì)量。

3）工藝過程穩(wěn)定，操作易于控制，避免了原工藝砂芯硬化不充分造成砂芯粘砂、或者硬化過度造成砂芯破損等現(xiàn)象，提高了砂芯成型質(zhì)量。

4）簡化了工藝過程，使工裝、加熱裝置可循環(huán)使用，能夠降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約制作成本。

5）覆膜砂砂芯不易與空氣、水分發(fā)生反應(yīng)，可長時間存放；酯硬化水玻璃砂芯中的水玻璃與空氣中CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且水玻璃可以溶于水，發(fā)生物理反應(yīng)，砂芯易出現(xiàn)粉化及砂芯潮濕情況，酯硬化水玻璃砂砂芯存放時間少于48 h.制作完成后的覆膜砂砂芯如圖2所示。

圖2覆膜砂砂芯

2覆膜砂字號制芯工藝

2.1原材料要求

應(yīng)選用強度較高、粒度較細(xì)、發(fā)氣量較低的覆膜砂。其性能如表1所示。

表1選用覆膜砂性能

2.2模具及加熱裝置選取要求

覆膜砂固化需要持續(xù)加熱，在選取熱芯盒時，從經(jīng)濟性能和導(dǎo)熱方面來說，一般熱芯盒及字號模塊使用灰鑄鐵材料（HT200以上），可以多次循環(huán)使用，根據(jù)鑄件鑄字的大小及鑄字號的長度調(diào)整熱芯盒工裝的尺寸。覆膜砂熱芯盒模具見圖3.

圖3覆膜砂熱芯盒模具

加熱裝置由熱芯盒托架和加熱機構(gòu)組成，加熱裝置主管道可以分為若干個支管道，支管道的長度可以根據(jù)熱芯盒尺寸大小確定，兩支管道之間的距離一般在100 mm～150 mm，在每個支管道上設(shè)有若干個燃點，同一支管道的相鄰兩個燃點之間的距離為50 mm～70 mm.加熱裝置如圖4所示。

圖4覆膜砂熱芯盒加熱裝置

2.3工藝參數(shù)

加熱方式可以選用燃?xì)饧訜岱绞交螂娂訜岱绞?。本文采用燃?xì)饧訜岱绞剑话銓嶋H加熱溫度220℃～280℃，固化時間在20 s～100 s左右，覆膜砂芯厚度為10 mm～15 mm左右。底部利用加熱裝置可持續(xù)加熱，覆膜砂頂部可以使用燃?xì)鈽屖止ぜ訜?，加快砂芯的制作速度?/p>

2.4操作要求

為了烤透，應(yīng)掌握合適的生產(chǎn)節(jié)拍，按測定的平均時間節(jié)拍或觀察固化顏色測定節(jié)拍。正常的情況是：砂芯外表應(yīng)為均勻的黃褐色，中心為黃色；過燒時外表呈褐色乃至黑色；硬化不足時外表呈黃色，中心呈白色。操作過程中，應(yīng)注意溫度的調(diào)節(jié)及掌握合適的生產(chǎn)節(jié)拍。

3覆膜砂字號砂芯對鑄件字號的影響

使用覆膜砂字號砂芯生產(chǎn)出的鑄件，字號清晰可見，解決了酯硬化水玻璃砂自硬工藝帶來的字號塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷，字號尺寸精度滿足圖紙要求。利用酯硬化水玻璃砂自硬工藝和覆膜砂字號制芯工藝生產(chǎn)的鑄件分別如圖5和圖6所示，后者清晰程度明顯提高，且無缺陷。

圖5酯硬化水玻璃砂自硬工藝生產(chǎn)的鑄件

圖6覆膜砂字號制芯工藝生產(chǎn)的鑄件

4結(jié)論

隨著客戶對鑄件質(zhì)量要求的不斷提高，鑄件鑄字的清晰程度也納為產(chǎn)品驗收的一項重要指標(biāo)。通過使用高強度、低發(fā)氣性的覆膜砂字號砂芯，能夠提高鑄件字號的成型和清晰程度，解決了酯硬化水玻璃砂工藝中字號塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷問題。

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TG24

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1674-6694（2017）02-0015-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.02.005

2017-02-22

郭曉東(1987-),男，遼寧朝陽人，學(xué)士學(xué)位,助理工程師,主要從事鑄鋼件鑄造工藝等工作。