阳极钢爪消失模铸造工艺
一、 零件分析
电解铝用阳极钢爪也叫电解爪，有平行三爪，四爪，立体四爪，六爪，
八爪，双阳极钢爪等型号，霍林郭勒现场阳极钢爪为四爪。阳极钢爪是点解
铝工业的重要导电部件，与铝导杆，阳极碳块一同组成阳极导杆组，作为电
解池的阳极，电解铝。
二、 浇铸工艺分析
结合砂箱尺寸于阳极钢爪的零件尺寸，选取一箱两件的浇铸方案，霍林
郭勒地区铸造厂有采用底浇工艺的，即阳极钢爪的四个爪子向上，各个爪子
上安放冒口，用于补缩。结合生产，此类浇铸方案的优点在于补缩效果明显，
钢爪不易出现缩孔，缩松等铸造缺陷，但是，此类浇铸方法缺点明显，1、
埋箱耗时费力，把钢爪埋好后需要刮掉爪子底部的涂料并涂刷热胶，然后安
放冒口，如若冒口安放位置偏离极易造成四爪变形，不在同一直线上，造成
废品；2、后期处理较为复杂，要割掉各个冒口后上铣床，费时费力；3、最
为重要的是此种浇铸方案出品率低，造成铸造成本偏高，使企业利润降低；
4、结合砂箱尺寸考虑，砂箱高度不适合底浇，底砂与顶砂厚度不够，一是
易破坏砂箱，一是易造成塌箱出废品。所以采用顶浇方案。
三、 工艺工程
消失模铸造分为白区、黄区及黑区三部分组成，且各个部分紧密链接，
关联性强，各个部分均不可出现问题，否则不能浇铸出合格产品。
1、 白区部分
白区部分即为泡沫模型制作部分，只有模型尺寸合格无缺陷才可以浇铸
出合格产品。白模制作有两种方法，即手工割模和成型机制模。
白模制作首要需确定补缩量，经查阅，阳极钢爪的不缩量为0.02。
手工割模需要配备切割平台，稳压器，电阻丝，ps板，壁纸刀，砂纸，
钉子，纸胶带等物品。
手工割模的第一点是制作模板，根据零件尺寸加上放缩量之后刻制模
板。把阳极钢爪分成各个部分，分别制作模板。可分为：肩膀，冒口，爪子，
焊导杆平台四个部分。然后根据各个部分的尺寸下料，固定模板制作白模。
手工割模应注意，尺寸必须正确，表面要光洁，不可出现凹槽，粘结处
量少用胶，否则会产生发气量大，浇铸的时候容易反喷，保证四个爪子在同
一直线上。
成型机制模，分为预发与成型两个部分。
预发过程采用电预发机，电预发机与蒸汽预发机相比，预发珠粒的含水
量低，预发饱满。
预发的密度设置为23g/L,预发密度大容易成型，但是浇铸时发气量大，
且产生增碳现象，预发密度小不易成型。预发过程中比较重要的参数为预发
温度与预发时间，预发温度过高会造成珠粒结块现象，时间过长也会造成结
块现象，根据温度适当调整时间长短。预发前先对预发机进行预热，到达预
发温度后，开始加料预发。
霍林郭勒现场，预发温度设定在111-112度间，预发时间为320s左右，
根据情况适当调节。预发的前三次，应对预发完成的珠粒进行称重，检查是
否符合密度要求，然后根据结果适当调整参数，当预发密度满足要求且稳定
后，可以进行连续自动预发。预发完成后，出料时间适当调长，因如果出料
出不完全，会造成余料结块，所以出料后，应通过观察窗检查料筒是否已无
剩料。
预发完成后珠粒到达熟化仓，珠粒要经过两个小时的熟化才可使用。珠
粒放置时间不应超过48小时，否则珠粒内的戊烷气体会散发，对成型过程
造成一定困难。
此处强调，珠粒结块的严重性，如果结块严重，需拆开预发机侧板对预
发机进行清理，耗时费力且耽误生产，如果是几个珠粒结为一小块，会造成
后期成型机入料的繁琐，因小块珠粒结块会堵住料枪口。
熟化完成后，熟化珠粒要经过自动上料系统到达成型机料仓。自动上料
系统由上料风机，上料管道及球阀组成。自动上料的过程中应注意的操作是，
第一步操作必须是先开风机，然后才可以缓缓打开熟化仓下部的球阀。因如
果进料过多，会造成风机堵塞，造成电机过载，导致电机烧毁。现场三个成
型机，通过各个成型机后的球阀来合理给各个成型机补料。
在送料管道上有通气阀，上料的同时加空气，缓解风机压力，避免堵料。
熟化珠粒到达成型机料仓后，通过加料管进入模具。制作白模较手工割
模，成型方便，操作简单，效率高，厂区干净整洁。
成型机制模过程，主要在于参数的把握。主要分为三点，压力，加热，
冷却三个参数。
一般珠粒的二次熟化最小压力设定为0.6到0.7个压，高限为1.2个压左
右。否则珠粒不会膨大熟化。且成型机的调试过程中一般压力为固定值，不
可随意调动。如果白模成型过程在出现问题可以通过调整加热参数与冷却参
数来调整。
成型机制模过程中，加热方式可分为时间控制与压力控制两种方式，压
力穿透方式不叫直观，所以霍林郭勒现场采用的为压力控制方式来加热成
型。此处说的加热方式为固模与移模分别加热时，主加热的控制方式是程序
设定的时间控制。加热方式确定之后就可以设定压力加热的控制量，即蒸汽
的穿透次数，此处穿透次数，即压力穿过电接点压力表的下限值的次数。穿
透次数根据成型机制出的模型来适当调整，如果白模是不熟（不熟即泡沫珠
粒没有粘连在一起，手摸珠粒自动掉落）要检查时固模表面不熟还是移模表
面不熟，然后根据情况调整主加热时间或压力穿透次数。如果是产生过烧现
象（即白模表面出现褶皱或硬皮），可以缩短主加热时间或者减少穿透次数。
白模熟化成型后，需进行水冷。因成型后的白模还没固定，整体是软化
的。如果水冷时间不足，最严重会造成白模弯曲变形，较轻的表面会有鸡皮
疙瘩似的小凸起，造成表面质量差。水冷对起模的影响较大，如果水冷时间
不够，白模会黏在模具表面不易起模，水冷的时间设定应靠起模后模具温度
及水温来调整。水与模具均不过烫也不过凉时，起模最合适。
成型机制作出的是阳极钢爪的一半，需要两个对接粘结起来后才可以刷
涂料。粘结过程应注意，两个白模应严丝合缝对齐，并用纸胶带把对接处封
死，否则会有涂料漏进白模内部。
2、黄区部分
黄区即为涂料涂刷部分。
黄区第一步为涂料搅拌，选用瑞欧铸钢涂料，涂料与水的搅拌比例为
1:0.75,涂料的搅拌时间为2.5个小时，慢搅两个小时后快搅半个小时，搅拌
后的波美度在1.7到1.8。
在涂料涂刷的过程中，要均有涂刷，刷过的模型再次涂刷的时候不可再
涂料槽里浸泡时间过久，否则会造成涂料脱落。每次涂刷之后，在涂料干透
之后再进行下次涂刷。经过涂刷的模型放置烘干房内进行烘干，烘干房的温
度和湿度影响模型的质量，温度设定在45到50度之间，且烘干过程中，白
模不可以距离暖气太近，否则会造成模型内部变形，但外表有涂料覆盖不易
发现，浇铸后会出残品。湿度通过排风扇排风控制，湿度过大会造成涂料干
不透。浇铸过程中潮湿模型所含水分遇到铁水会汽化，水汽向上反造成“放
炮”现象。涂刷完成的模型涂料厚度应在1.5-2.5mm之间，厚的话透气性差，
薄的话耐火度不够。
建议：因成型机制作的白模是两两对接合成的，两半白模的中间连接处
有缝隙，且白模内部为空腔，所以烘干过程中水汽会透过缝隙进入空腔，所
以建议涂刷完最后一遍涂料后，把冒口顶割开，让模型内部也可以通风透气，
除去进入模型内部的潮气。
根据现场的天气温度情况，从白区向黑区送模型的过程中应做好保温措
施，因从烘干房到室外，温差过大，会造成涂料离骨，白模遇冷收缩涂料剥
落现象。
2、 黑区部分
黑区即为铸造部分，分为埋箱和浇铸两部分。
埋箱过程对消失模铸造十分关键。埋箱时，砂箱底部先加底砂，底砂的
厚度为100mm，然后把底砂抹平，震实放入模型，如果底砂太薄会有可能烧
坏砂箱底部气孔内的筛网，底砂不平容易造成钢爪变形。放入模型后分两次
加砂震实，不可以一次加到冒口处。两次加砂后，到冒口处，加盖塑料薄膜，
然后加保护塑料薄膜的一层顶砂，否则浇铸过程中铁水溅出的话会烫坏塑料
薄膜，造成漏气失压导致塌箱。加盖薄膜后在冒口出加交口圈，防止砂子流
入铸件内部。
霍林郭勒现场阳极钢爪的冒口设计尺寸高300mm，直径为260mm。与
鹤庆现场相比可以有效防止缩孔的出现。
埋好箱之后，顶推砂箱到自动对接的浇铸位，浇铸之前应做好相应准备，
负压系统中的分离罐，负压管应加水，自动对接口伸出检查位置是否正确。
然后打开负压系统，对于霍林郭勒现场，一箱两件应分别浇铸，不做内浇道。
因阳极钢爪铸件较大，两个一起浇铸的话两个钢爪的冒口一个为明冒口一个
味暗冒口，名冒口补缩明显，暗冒口补缩效果较差，会出现缩松缩孔现象。
分别浇铸则可以避免此现象的发生。
浇铸时负压度应保持在0.5个压以上，在0.5-0.8个压之间。一箱两件应
在一分钟内完成浇铸，遵循慢快慢的浇铸原则，时间不可超过一分钟。且浇
铸过程中不可出现断流现象，容易造成塌箱。
浇铸完成之后，关闭自动对接系统中的两个负压管的一个，进行保压，
保压时间为15-20分钟。保压之后撤去负压，对铸件保温，保温时间为2个
小时，如果翻箱出件过早，铸件整体发软，会造成铸件变形。
经过两个小时的保压之后，可以翻箱出件，进入砂处理过程，使用后的
砂子，经过水冷落砂后经筛分输送与链式提升机进入卧冷进行主冷却，砂温
降下来之后砂子通过气力输送重新回到储砂斗，达到对砂子的循环使用。

铁水利用率 79%
铸件重385公斤
冒口重105公斤
浇注温度 启浇温度 1560
浇注速度 每件25秒—30秒
埋箱速度 每箱5—6分钟