消失模铸造缺陷有:铸铁件表面皱皮( 积碳) ,铸钢件增碳,反喷、气孔,尺寸超差、变形,塌箱、溃型,粘砂。
节瘤、针刺,冷隔( 对火) 、重皮、浇不到( 足) ,渣孔、砂孔、缩孔、凹陷及网纹,内部夹杂物,缩松、组织不均等,其主要影响因素如下。
1 白模( 模样) 涂料1 .1 白模( 模样) 常见缺陷及防止1 .1 .1 模样成型不完整.轮廓不清晰产生原因:( 1 ) 珠粒量不足,未填满模具型腔或珠粒充填不均匀;( 2 ) 发泡的粒子粒度不合适,不均匀;( 3 ) 模具型腔的分布,结构不合理;( 4 ) 操作时进粒子不规范。
防止措施:( 1 ) 珠粒大小要与壁厚匹配。
薄壁模样,应该用小珠粒( 最好用E P MMA、S T MMA 粒子) ;( 2 ) 调整模具型腔内结构及通气孔的布置、大小、数量;( 3 ) 手工填粒时,适当震动或手工帮助填料;用压缩空气喷枪填料时,应适当提高压力和调整进料方向。
1 .1 .2 模样熔结不良.组合松散产生原因:( 1 ) 蒸汽的热量、温度不够。
熟化时间过长;( 2 ) 珠粒粒度太小,发泡或发泡剂含量太少;( 3 ) 珠粒充型不均匀或未填满模型。
防止措施:( 1 )控制预发泡粒子比重,控制熟化;( 2 ) 增加通气的温度、时间和压力;( 3 ) 改用粒度较小的珠粒。
1 .1 .3 模样外表正常.内部呈未曾熔结颗粒产生原因:( 1 ) 蒸汽压力不足,没能进入模型中心或冷气充斥型腔:( 2 ) 成型加热时间短.发泡剂含量太少;( 4 ) 粒子过期变质。
防止措施:( 1 ) 提高模具的预热温度,且使其整体均匀;( 2 ) 提高蒸汽的压力,延长成型时间;( 3 ) 控制粒子熟化时间及发泡剂的用量;( 4 )选用保质粒料。
1 .1 .4 模样熔融.软化产生原因:( 1 ) 成型温度过高,超过了粒子的工艺规范;( 2 )成型发泡时间太长;( 3 )模型通气孔太多,太大。
防止措施:( 1 ) 降低成型发泡温度、压力;( 2 ) 缩时间;( 3 ) 调整模具型腔通气孔大小、数量、分布;1 .5 模样增大。
膨胀变形产生原因:( 1 ) 模具未能充分冷却,温度过高;( 2 ) 模样脱模过早,过快。
防止措施:( 1 ) 冷却模具,不烫手;( 2 ) 控制脱模时间。
产生原因:( 1 ) 冷速太快,冷却时间太短;( 2 ) 成型时间过长,使模样大面积过热;( 3 ) 模具过热。
防止措施:( 1 ) 控制冷速和冷却时间;( 2 ) 减少成型时间:( 3 ) 将模样置入烘箱( 5 0 —6 0℃) 内进行后处理.促其均匀,不使收缩过甚而凹陷。
1 .1 .7 模样局部收缩产生原因:( 1 ) 加料不匀;( 2 ) 冷却不均;( 3 ) 模具结构不合理或模具在蒸缸中放置不妥当,局部正对着蒸汽进口处的热区。
防止措施:( 1 ) 控制加料均匀;( 2 ) 调整模具的壁厚和通气孔大小、多少、分布的位置。
以此控制冷速。
使模具冷速均匀;( 3 ) 改变模具在蒸缸中位置,避免局部地方对着进口处过热。
1 .1 .8 表面颗粒界面凸出产生原因:( 1 ) 成型发泡的时间过长;( 2 ) 模具冷却速度太快。
防止措施:( 1 ) 缩短成型发泡的时间;( 2 ) 降低模具冷速或放在空气中缓冷;( 3 ) 保证粒子的质量。
1 .1 .9 表面颗粒界面凹陷.粗糙不平产生原因:( 1 ) 成型发泡时间太短;( 2 ) 违反预发泡和熟化规范;( 3 ) 发泡剂加入量太少;( 4 ) 通气孔太小,数量、分布不合理。
防止措施:( 1 ) 延长成型发泡时间;( 2 ) 缩短预发泡时间,降低成型加热温度.延长粒子的熟化时间;( 3 ) 使用干燥粒子或相应合格珠粒;( 4 ) 模具型腔通气孔大小、重量、分布要合理。
1 .1 .1 0 模样脱皮( 剥皮) 微孔显露产生原因:模样与模具型腔表面发生粘合胶着。
防止措施:加适当的脱模剂或润滑剂( 如甲基硅油) 。
1 .1 .1 1 变形、损坏产生原因:( 1 )模具工作表面没有润滑甚至粗糙;( 2 ) 模具结构不合理或取模样工艺不妥;( 3 ) 冷却时间不够。
防止措施:( 1 ) 及时加润滑油,保证模具工作表面光滑;( 2 ) 修改模具结构,出模斜度,取模样工艺;( 3 ) 延长模具冷却时间。
1 。
1 .12 飞边、毛刺产生原因:模具在分型面处配合不严或操作时防止措施:( 1 )模具分型面配合务必严密;( 2 )飞边可用披刀削去或用砂皮纸磨光( 但务必保持模样尺寸) 。
产生原因:( 1 ) 颗粒熔结不完全;( 2 ) 冷却时水压过高和时间过长;( 3 ) 发泡粒子较粗。
成型加热时破裂成孔。
防止措施:( 1 )成型加热时蒸汽压力要适当:( 2 ) 调整冷却水压力和时间;( 3 ) 将模样放置在5 0 ~6 0℃烘箱或干燥室热空气中进行干燥处理。
E P C 必须要有合格优质的白模,模样与粒料( E P S 、S T MMA、E P MMA) ,模具,发泡、成型设备和操作工艺等密切相关,绝对不能有缺陷。
1 _2 涂料消失模铸造用涂料有其特点:( 1 ) 涂挂性能够很融合地浸涂和涂刷在白模的表面上.干燥或烘干后不分离起壳:( 2 ) 流动性白模涂层表面要光滑平整.表面粗糙度、厚薄均匀度应一致。
( 3 ) 光洁性白模表面粗糙度影响铸件表面的粗糙度。
白模表面务必涂敷专用模样表面修补涂料.光洁平滑涂膜。
然后再挂耐火骨料的涂料,且与白模一起完全气化。
表面光洁涂料和耐火涂料必须满足消失模工艺的要求。
尤其是耐火涂料除了满足铸造工艺对涂料要求外,干燥烘干后必须具备一定的刚度、强度。
白模分解时有利于气体迅速排出。
所以对不同铸造合金务必选择匹配的原材料和涂料制作工艺与挂涂的操作工艺,才能防止因涂料引发的各种缺陷。
2 干砂和造型设备、砂处理、真空稳压2 .1 干砂和震实台2 .1 .1 干砂( 1 ) 耐火度取决于干砂种类和成分。
一般石英砂( 黄砂) 多用于铸铁件;对铸钢件和合金温度较高及厚壁铸件也可用锆英砂,对于高锰钢件宜用镁砂或镁橄榄石砂。
( 2 ) 透气性取决于颗粒的大小。
直径大,透气性好;直径小,透气性差。
形状以圆形为好。
多角棱形的差。
大件用2 0 /4 0 目( 或< 2 0 目、更粗) ,小件用4 0 /7 0 目( 或> 7 0目,更细) 。
( 3 ) 水分干砂中应小于1 %.水分太多极易引发许多铸造缺陷。
如反喷、气孑L 、表面微孑L 等等。
( 4 ) 温度干砂温度应低于3 0 ~6 o℃。
砂温太高易使白模在造型震实过程中变形、扭曲、凹陷。
( 5 ) 紧实度取决于干砂的密度和充填方式( 震动强度) 、干砂的形状和颗粒度( 粗细) 。
直接影响着真空泵吸气的透气性,影响铸件表面的碳黑,增碳等。
2 .1 .2 震实台它的作用是使干砂产生无定向振动.充满白模( 组串、簇群) 内外并达到一定紧实度的砂型且不损害白模( 泡塑模样) 状态。
( 1 )有效振动紧实干砂又不损害白模的造型。
采用高频低幅振动。
频率3 0 8 0 H Z ( 1 8 0 0 ~4 8 0 0 d mi n ) ,并根据不同白模布置在充型过程中调整频率。
振幅一般0 .5 ~1 . 5 mm.振动加速度1 ~ 2 g( 2 ) 振动模式根据白模( 不同铸件) 应有各种模式,垂直振动和两个方向的水平振动。
也可以采用一个方向的振动( 如平衬板垂直布置,磨球组串) ,也可实施三个方向振动( 三维振动、上下左右前后振动,如阀体、六通、复杂泵体等) 。
( 3 ) 足够的弹性支撑能力震实台支撑力应大于砂箱+ 型砂+ 台面的重量总和。
如果震动台的举重力( 支撑力) 小于工作时总重量之和。
则影响造型或根本无法成型甚至松散干砂。
严重影响铸件质量。
震动台激振器要具有足够的激振力。
使其达到要求的振幅和振动加速度。
激振源应多点设置。
以产生三维方向的往复式( 无方向性) 振动,以免造成型砂定向流动,致使白模受损及变形。
( 4 )震动台性能震动台应有足够的强度.刚度和抗振动疲劳结构措施;台面有合适砂箱的尺寸和装卡砂箱的机构;震动造型操作时噪音小。
2 .2 砂处理干砂粉尘大、降温慢、工人填砂工作强度大.要实现连续的快速生产。
必须要有砂处理系统及设备。
型砂筛分除块、除粉尘、保证干砂良好的粒度状态;磁选去除金属杂物;干砂降温至6 0℃以下。
主要设备:筛分、磁选、冷却、水平输送、斗提储砂斗、加砂器等经处理后干砂质量( 颗粒、含粉尘和水分等) 和温度直接影响造型质量。
从而影响铸件是否会引发缺陷。
2 .3 真空稳压系统2 .3 .1 作用和要求真空稳压系统是为充填干砂砂箱提供稳定的负压场( 真空度) 。
使干砂在大气压力作用下定型;同时在浇注过程中将白模( 泡塑模样) 氧化裂化过程中产生的气体吸走。
保证浇注顺利有序地进行。
其要求:相配合;( 2 )为确保负压值平衡要有足够的稳压空间,且准确显示系统各部分的负压值和能有效调整。
( 3 ) 白模( E P S 、E P M MA 粒料) 的分解裂解气体( 有机有害气体) 应能集中作无害处理。
2 .3 .2 组成由水环式真空泵、气水分离罐、稳压过滤罐、分配阀、真空胶管组成;砂箱结构必须与工艺相匹配,自动线采用气动或机械装置,使真空稳压系统胶管与砂箱真空接口对接。
自由工位时由人工插接真空胶管。
浇注时.砂箱中充实干砂的铸型中,砂粒之间的气体约占3 0 %左右砂箱容积内气体;白模在高温金属液的热冲击下.迅速分解裂解的大量气体;直浇道随金属流带人的气体及上面密封塑料薄膜泄漏渗透进砂箱内的气体。
因此,如抽走这些气体选用真空泵抽气容量要大。
但对其真空度的精确度要求不很高。
确定真空泵的抽气量时要考虑的因素:浇注的铸件大小、白模大小、数量、粒子材料E P S 或E P MMA,合金材质( 钢、铁、铜、铝等) ;砂箱大小和同时浇注的砂箱数量。
消失模铸造最适用的是水环式真空泵,它抽气量大,可达0 .0 8 M P a 以上,可以在粉尘、烟气严重条件下工作。
浇注大件和特大件时,采用二套稳压系统并联:浇注小件时仅使用一套稳压系统。
如果真空稳压系统不匹配,或真空系统出故障,真空泵无力吸走气体则整个铸件表面发黑。
3 浇注系统、浇注工艺、真空度控制和停泵3 .1 浇注系统消失模铸造铸件的浇注系统设置,它具有砂型铸造工艺的共性和熔模精密铸造( 组串,簇模组) 的特性,更要满足白模( E P S 和E P MMA 粒料) 在高温合金液的流股热冲击下的熔解、裂解、分解气体和残留物的排除,并附合合金的凝固特性设置浇冒系统。
对于顺序凝固铸件冒E l 应放在最高位置以便能起到收缩和集渣、集气作用,形状以球、半球、柱状为佳,也可设多个冒口分散补缩;对于均衡凝固铸件,必须根据白模分解、裂解、熔解特点设置冒口,冒口仅起着集气集渣包的作用,应放置在渣尤其是有未完全分解、裂解熔解泡沫塑料E P S 的粘黑稠渣、气集中的地方或死角顶端。