（蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司鑄件事業(yè)部，安徽 蕪湖 241002）

消失模鑄造較傳統(tǒng)鑄造有其獨(dú)特的優(yōu)勢，具有生產(chǎn)周期短，表面質(zhì)量好等特點(diǎn)，同時隨著消失模工藝的日漸成熟，且投資少、見效快，消失模鑄造的應(yīng)用越來越普遍。

與此同時，消失模鑄造采用的EPS 及涂料構(gòu)建的鑄件模型剛性低，易變形的特點(diǎn)也非常突出，特別是在球墨鑄件管件類典型的薄壁殼體件鑄造應(yīng)用中，對DN400 以上的較大型管件中更為明顯，管件壁厚薄，中空尺寸大，且缺少結(jié)構(gòu)支撐設(shè)計(jì)，失圓問題更為突出，無論在模樣制備，黃模烘干，亦或是填砂造型都非常容易產(chǎn)生變形，防止變形難度較大，本文將從白模、黃模及造型過程講述如何防止失圓，確保管件達(dá)到質(zhì)量要求。

1 白模失圓的控制

防止白模變形，密度和尺寸控制較為關(guān)鍵。對管件而言，主要安裝面在承口、插口和法蘭盤部分，對管體的圓度要求不是很高，所以管件的變形主要控制好安裝配合位置。首先做好白模密度控制，對于配合位置，提高發(fā)泡密度可有效控制模片變形，在其他措施均相同的條件下，對一部分鑄件的失圓情況進(jìn)行跟蹤，結(jié)果如表1 所示。結(jié)果表明提高配合面的模型密度，可以提高模片強(qiáng)度，對防止模形失圓有一定的效果，但是僅提高密度一種措施控制失圓，還是達(dá)不到最終目標(biāo)。為了防止模型變形，另對組好的模型采用木條和泡沫支撐的方式，做好模型過程控制，提高管件承口部分的白模尺寸精確度和防止模樣變形，減少管件幾何尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸不符合缺陷。對于承口尺寸控制，一般管件生產(chǎn)均采用控制D1 面（管件承口外圓）尺寸來控制白模尺寸精度，但采用外圓測量和皮尺工具，誤差較大，尺寸穩(wěn)定性差。為此通過實(shí)際操作，公司開發(fā)了承口D3面（內(nèi)圓）檢查工裝，如圖1 所示，白模拼組結(jié)束，即用鑄鐵的工裝進(jìn)行尺寸校核，如圖2 所示。對于一些彎頭件采用木條支撐的方式可防止變形，經(jīng)過試驗(yàn)，大大提高了白模尺寸的控制精度，如圖3 所示。

2 防止黃模失圓控制

白模在剛剛浸完涂料后即變軟，如果放置不當(dāng)或浸涂受力不均極易產(chǎn)生變形，為了防止在這個工序模型變形采取了相應(yīng)的措施：一是保證放置架平整，二是采用模型防失圓砂圈或定圓。

2.1 提高黃模烘干架強(qiáng)度

表1 部分鑄件的失圓情況

圖1 承口D3 面（內(nèi)圓）檢查工裝

圖2 白模套裝檢測

圖3 彎頭木條支撐防變形

因浸涂后模型變軟，模型浸涂后一定要放在平整的烘干架上，防止模型在烘干過程中變形。原來模型烘干架采用的是3×30 的角鐵，如圖4 所示。使用過程中發(fā)現(xiàn)烘干架會因強(qiáng)度不夠造成不同程度的翹變，由于架子不平導(dǎo)致模型在烘干過程中隨著架子發(fā)生變形，針對這種情況將原來一些不平整的烘干架全部淘汰掉，制作材料更換成了40×50的矩形方管，加強(qiáng)了烘干架的強(qiáng)度，烘干架的平整度得到保證，降低了模型在烘干過程中變形的風(fēng)險(xiǎn)，黃模失圓情況得到控制，如圖5 所示。

圖4 角鐵烘干架

圖5 方管制作的烘干架

2.2 采用模型管口套砂圈或定圓措施

對于DN400-700 管件主要采用模型管口套砂圈的辦法來防止口部變形。由于涂料有一定的強(qiáng)度，烘干后模型即初步定型，所以控制黃模烘干過程中的變形量比較關(guān)鍵.考慮到生產(chǎn)現(xiàn)場的可操作性，因DN400-700 管件，規(guī)格相對較小，主要采取最后一遍涂料濕套砂圈方式防止變形，為了保證砂圈的強(qiáng)度，砂圈用樹脂砂制作而成，內(nèi)部還加了圓條制成的芯股，如圖6 所示。由于砂圈質(zhì)量較重，對大于DN700 規(guī)格套裝不方便，泡沫模型也會在一定程度上無法承受砂圈重量而導(dǎo)致受壓變形，因此模型管口套砂圈的辦法只用于規(guī)格較小的管件。

圖6 DN400-700 采用套砂圈控制

對于大于DN700 規(guī)格的黃模，利用了泡沫質(zhì)量輕的特點(diǎn)，在黃模烘干到半干狀態(tài)，套上與模型尺寸相匹配的白模定圓，如圖7 所示。此定圓保證模型在烘干過程中的圓整度，定圓為白模大板切割而成，使用時具有質(zhì)量輕、尺寸易控制的優(yōu)點(diǎn)，但要注意一定要在模型烘干到半干狀態(tài)再套裝，以免損壞模型的涂料層，若涂料層被破壞在澆注過程中會導(dǎo)致粘砂，所以套裝的時間點(diǎn)控制尤為關(guān)鍵。

圖7 DN800-1600 采用白模定圓

做好在模型完成烘干前加防失圓措施至關(guān)重要，對浸涂過程中由于受力不均造成的黃模變形進(jìn)行校正和加固，使黃模橢圓得到有效控制，如圖4為DN400 小規(guī)格套砂圈狀態(tài)，圖8 為自行設(shè)計(jì)制作的黃模變形校正裝置，主要用于黃模失圓變形后的校正，使其圓整度控制在要求的范圍內(nèi)，多措并舉共同保證黃模質(zhì)量。

3 造型過程防止失圓控制

3.1 通過設(shè)備控制

圖8 大口徑防失圓支撐

振實(shí)臺是消失模鑄造的核心設(shè)備，黃模由于整體剛度小，在型砂震動填實(shí)過程，易受到型砂填充不均，或震動過大，型砂位移沖力作用，造成變形。為解決以上問題，制定了以下措施：

1）通過調(diào)整振動電機(jī)甩鐵使型砂緊實(shí)率達(dá)到最好，如圖9 所示；

2）同時減少型砂位移沖擊。從表2 中可以看出，型砂緊實(shí)率高，管件失圓率指標(biāo)就越好。

圖9 振動參數(shù)調(diào)整及型砂緊實(shí)率測試

3.2 造型過程控制

消失模質(zhì)量管控重在細(xì)節(jié)管控，無論白模的密度調(diào)整、支撐，還是黃模的支架改進(jìn)和砂圈工裝的使用，均是只為埋箱操作提供了一個盡可能合格的模型，但消失模造型過程中如果控制不得當(dāng)，一樣會前功盡棄，故消失模鑄造每一個細(xì)節(jié)的管控都至關(guān)重要，不到成型出件，均要進(jìn)行嚴(yán)格管控，造型埋箱過程操作不當(dāng)仍會導(dǎo)致變形，造型過程中逐層加砂振實(shí)是防變形的基礎(chǔ)，埋箱過程中僅使用樹脂砂圈還不足以控制失圓，經(jīng)過多次嘗試，在黃型加砂圈入箱后，還需要加輔助措施進(jìn)行再次固定、校正，因此在造型階段，設(shè)計(jì)了防變形專用支撐，如圖10所示即為不同規(guī)格的防變形支撐，操作如圖11 所示，模型入箱后進(jìn)行尺寸校核，支撐會撐在圓直徑相對較小的位置，控制直徑變形量，若檢測模型直徑均在公差要求范圍內(nèi)，也會十字交叉加支撐，防止加砂過程中的變形，圖12 為加支撐后的效果圖。

圖10 防止失圓的輔助支撐

圖11 造型過程測量尺寸并用支撐固定

圖12 造型過程支撐固定的效果圖

4 實(shí)際效果

通過采取多項(xiàng)防失園措施，取得了較好的效果。通過對車間管件失圓率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，失圓率呈逐月遞減趨勢，圖13 為數(shù)據(jù)趨勢圖，失圓率指標(biāo)從原來的45%，降低到了12%，并穩(wěn)定了近三個月，鑄件失圓率得到有效控制。

圖13 管件失圓率統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)論

1）通過生產(chǎn)實(shí)踐說明，消失模防變形要關(guān)注每一個步驟，從模型密度控制，白模尺寸檢驗(yàn)，黃模烘干過程中支架的平整度，根據(jù)不同規(guī)格采用了砂圈和定圓兩種不同的措施，再到造型過程中尺寸的校核，配合防變形工裝的使用，層層把關(guān)、精細(xì)化操作，防變形的效果明顯，可以大大減少消失模鑄造的變形缺陷。

2）管件類失圓問題及復(fù)合防失圓技術(shù)的應(yīng)用證明在消失模鑄件實(shí)際生產(chǎn)過程，充分利用消失模技術(shù)的基礎(chǔ)，同時配合其他鑄造工藝的復(fù)合應(yīng)用，對于減少和控制消失模自身技術(shù)短板是非常必要的。