砂型工藝對(duì)鑄鋼件的影響

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)件模具需求量增大，例如汽車覆蓋件模具單件較重，外形尺寸可達(dá)4.6米*2.8米，內(nèi)腔較復(fù)雜，要求鑄件尺寸精度高，內(nèi)外表面光潔，無鑄造缺陷，單件小批量生產(chǎn)，對(duì)于鑄造工藝的選擇十分重要，既要保證鑄件的質(zhì)量，又要滿足尺寸精度和表面光潔度要求，樹脂砂消失模工藝在國內(nèi)國內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng)用還不多。但樹脂自硬砂工藝和消失模工藝在我國機(jī)床、通用、工程機(jī)械、造船、汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)、泵閥類產(chǎn)品等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。呋喃樹脂砂在強(qiáng)酸固化劑的作用下，樹脂分子間相繼產(chǎn)生加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，使原來相對(duì)低分子質(zhì)量的線型結(jié)構(gòu)相互交聯(lián)，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)分子質(zhì)量很大的體型結(jié)構(gòu)的樹脂膜，在常溫下將砂粒粘結(jié)起來達(dá)到型、芯的常溫固化。樹脂加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))一般為0.8%~1.2%,磺酸類固化劑加入量為樹脂的30%~60%,型、芯砂的可使用時(shí)間從幾分鐘至數(shù)十分鐘,起模時(shí)間由十幾分鐘至數(shù)小時(shí),其特點(diǎn)是粘度低,便于計(jì)量、易混砂、型砂流動(dòng)性好;比強(qiáng)度高,可降低樹脂加入量、降低成本,同時(shí)有利于提高鑄件質(zhì)量。生產(chǎn)的鑄件尺寸精度高可以達(dá)到CT7—9級(jí),輪廓清晰,表面光潔,減少清砂工時(shí),提高勞動(dòng)效率。比較適用于單件、小批量、多品種的中、大型鑄件的生產(chǎn)。如單獨(dú)采用呋喃樹脂自硬砂工藝,可以保證模具的尺寸精度,但內(nèi)腔的光潔不理想;全部采用消失模鑄件的尺寸精度和內(nèi)外表面光潔度可以保證,造型和白模加工設(shè)備較大,投資大,經(jīng)濟(jì)上不太合適;根據(jù)鑄件特點(diǎn),經(jīng)過對(duì)幾種鑄造工藝進(jìn)行分析比較后,確定采用樹脂自硬砂消失模鑄造工藝。呋喃樹脂砂消失模鑄造充分結(jié)合了呋喃樹脂自硬砂和消失模兩者的特點(diǎn)。

(1)鑄件精度高:消失模鑄造(EPC)是一種近無余量、精確成型的工藝;該工藝無需取模、無分型面、無砂芯,因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。鑄件表面粗糙度可達(dá)Ra3.2~12.5μm;鑄件尺寸精度等級(jí)可達(dá)CT7至CT9;加工余量少,可大大節(jié)省機(jī)械加工的時(shí)間和費(fèi)用。(2)設(shè)計(jì)靈活:為本體鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了充分的自由度。可以通過EPS模片組合鑄造出高度復(fù)雜的鑄件;復(fù)雜鑄件更能體現(xiàn)出消失模鑄造工藝的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益。(3)無傳統(tǒng)鑄造中的砂芯,因此不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)砂型鑄造中因砂芯尺寸不準(zhǔn)或下芯位置不準(zhǔn)確造成鑄件壁厚不均和飛邊毛刺。使清理工作量減少,使清理打磨工作量減少50%以上(4)清潔生產(chǎn):低溫下白模對(duì)環(huán)境無害,舊砂回收率95%以上。降低投資和生產(chǎn)成本,減輕鑄件毛坯的重量,鑄件加工余量大大減少。1主要生產(chǎn)工藝稿件編號(hào):1304-246中國鑄造裝備與技術(shù)6/2013(1)設(shè)計(jì)中根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、批量和鑄件的特點(diǎn),采用30 t/h移動(dòng)混砂機(jī)和20 t/h固定混砂機(jī)配套使用,地面造型合箱定點(diǎn)澆注。(2)白模采用成品(EPS、STMMA)板材,用仿形高精度加工機(jī)床加工,經(jīng)人工組裝、修整、涂料、干燥后直接用于造型使用。

(3)熔煉采用一套10 t中頻感應(yīng)電爐,微機(jī)配鐵秤配料,加料車加料;地面合箱、定點(diǎn)澆注,對(duì)于少數(shù)大件采用保溫包的方式增加鐵液的容量進(jìn)行吊包定點(diǎn)澆注。(4)落砂采用載重為30 t落砂機(jī),舊砂輸送至砂再生系統(tǒng);砂再生采用25 t/h砂再生裝置處理舊砂(含破碎、磁選、篩分、再生、儲(chǔ)存、調(diào)溫、發(fā)送等),新砂和再生砂均采用氣力輸送至混砂機(jī)上方的砂斗中待用。(5)車間配備光譜分析儀器和型砂試驗(yàn)儀器設(shè)備,分析鐵液成分和檢測型砂的性能。（6）幾個(gè)特殊工藝要點(diǎn)(1)鑄型冷卻:為加快鑄型冷卻,采取了特殊的冷卻措施。(2)定點(diǎn)澆注:采取移動(dòng)罩抽風(fēng)系統(tǒng),根據(jù)澆注鑄型的位置、數(shù)量,調(diào)整抽風(fēng)口的數(shù)量和抽風(fēng)量。(3)通風(fēng)除塵:樹脂砂混砂機(jī)、砂再生設(shè)備、電爐、定點(diǎn)澆注區(qū)、清理設(shè)備等都配備有完整的通風(fēng)除塵裝置。隨著我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,不少廠家都采用呋喃樹脂自硬砂生產(chǎn)鑄件,而消失模鑄造是無粘結(jié)劑的綠色清潔鑄造工藝,對(duì)實(shí)現(xiàn)砂型鑄造的綠色清潔生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。