1.概述
隨著技術的發展,我國在鑄造自主 了許多 的鑄造成形技術,使鑄造業有了的進步。同時,鑄件不斷地向大型化、薄壁化、整體化發展,對鑄件質量也提出了新的 高的要求。例如,對于存在熱節的大型薄壁復雜鑄件進行熔模 鑄造,由于鑄件熱節處成形困難,易產生縮孔、縮松等質量問題,因此熱節補縮成為熔模鑄造中的一個難題。目前,大多都是通過采用復雜的澆注系統及增加澆冒口重量的方法來解決大型 鑄件熱節處成形困難的鑄造難題。但是由于其澆注系統龐大,工藝出品率低,制造難度大,造成原材料和能源的 大浪費。為解決這一技術問題,我們通過大量的試驗,成功 出對存在較大熱節的大型薄壁復雜鑄件進行 鑄造成形的。不采用復雜的澆注系統,不增加澆冒口重量,而采用在熱節處安放“鑄造冷鐵”的方法,較好地解決了存在較大熱節的大型薄壁復雜鑄件熔模 鑄造成形熱節補縮問題。
2.技術原理及試制過程
熔模 鑄造又稱“失蠟鑄造”,這種方法是用熔模材料制成熔模樣件并組成模組,表面涂敷多層耐火材料,待干燥固化后,將模組加熱并熔出模料,經高溫焙燒后澆入金屬液即得熔模鑄件。熔模 鑄造具有鑄件尺寸,表面粗糙度值低;能鑄造出其他工藝方法難以形成的大型復雜鑄件或大型組合件;能鑄造形狀復雜小孔及薄壁鑄件;可以鑄造的合金不受限制等特點。因此,在機械制造、石油化工、航空航天、兵器船舶等行業 了廣泛應用。
在實際生產中,有些鑄件由于其形狀存在局部的突起、尺寸的突變,形成在鑄造時金屬液凝固較慢的熱節,而在熱節處很容易產生縮孔、疏松、氣孔等缺陷。
在砂型鑄造中,常采用安放冷鐵的方法來解決熱節問題。由于“鑄造冷鐵”具有高的導熱性和蓄熱性,并有較強的激冷作用,安放在鑄件熱節處,使金屬液在此處凝固時形成激冷,組織致密,從而 地防止鑄件在熱節處產生縮孔、縮松缺陷。
但是,熔模 鑄造的型殼在澆注前要經過1000℃左右的焙燒,冷鐵經高溫焙燒后會產生氧化皮。澆注時氧化皮掉入殼模型腔內,會形成鋼液夾雜物,嚴重影響產品質量。若用不銹鋼制作冷鐵,澆注后附在鑄件上很難加工且不能循環使用,而且還增加了制造成本。因此,傳統工藝大多是通過采用復雜的澆注系統及增加澆冒口重量來解決熱節處成形困難的難題。由于澆注系統龐大,工藝出品率低,制造難度大,造成原材料和能源的 大浪費且制造相當困難,所以使此類零件熔模 鑄造成形受到限制。
基于此,需要找到一種冷鐵,使其既能在高溫焙燒時不產生氧化皮,又能在澆注后容易加工。或者采取某種工藝措施,使普通的冷鐵在高溫焙燒時不產生氧化皮。
于是,我們在新工藝 過程中,為了 防止冷鐵在1100℃左右的高溫和長時間焙燒環境下被氧化,并將鋼液與冷鐵隔離開,防止冷鐵與金屬液直接接觸,避免冷鐵在起冷卻防縮松作用的同時又產生其他的副作用,經過多次試驗,研制了一種“鑄造冷鐵”耐熱涂料,將冷鐵保護起來,防止冷鐵氧化。我們還對存在較大熱節的大型薄壁復雜鑄件的冷鐵材質、形狀、尺寸、表面處理、嵌入方式等進行了系統的 , 后終于采用“鑄造冷鐵”的方法解決了熔模 鑄造鑄件熱節處縮孔、縮松缺陷問題, 成功了對存在較大熱節的大型薄壁復雜鑄件的 鑄造成形。
3.工藝流程
鑄造成形的工藝過程如下:零件圖、工藝設計、壓型設計(在壓型設計時考慮冷鐵設置)、制造壓型(壓型返修)、制備蠟料、制造蠟模、修蠟模、蠟模檢驗、制造澆口棒、制作冷鐵、冷鐵加工、冷鐵涂料、冷鐵涂料干燥、組焊蠟模(包括冷鐵組合)、涂料配制、制造型殼、熔失蠟模、型殼焙燒、熔煉澆注(爐前化驗)、脫殼、清理(冷鐵回收)、切割澆冒口、熱處理、清理、檢驗、入庫。
4.關鍵技術
該工藝技術的關鍵是在熔模 鑄造鑄件熱節處安放“鑄造冷鐵”,并冷鐵在高溫焙燒環境下不被氧化,在澆注時不與金屬液接觸。
為了 防止冷鐵在950一1100℃的高溫和長時間焙燒環境下不被氧化,同時,將鋼液與冷鐵隔離開,防止冷鐵與鋼液直接接觸,應注重涂料的質量和涂敷質量。
我們研制的“鑄造冷鐵”耐熱涂料為水基涂料,其主要性能為:耐熱溫度為850一1300℃,密度為1.9一2.0g/c時,外觀為水性粘膠液體,涂覆用量為1.0一2.0m2/kga在試用該涂料過程中,采用浸涂的方法,涂層數為1-2層,涂層厚度為0.3-0.8mm,試用結果比較理想,成功地起到了防止冷鐵氧化的作用。