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消失模涂料及機床鑄件實(shí)型鑄造應用
消失模涂料及機床鑄件實(shí)型鑄造應用

  消失模涂料外觀(guān)尺寸精度高、生產(chǎn)周期短,在汽車(chē)和一些中小鑄件應用比較廣泛,在機床鑄件應用比較少。主要原因是機床鑄件上下面質(zhì)量要求比較高,消失模鑄件容易產(chǎn)生皺皮、黑癍等鑄造缺陷。隨著(zhù)我國裝備業(yè)的快速發(fā)展,研制和開(kāi)發(fā)各種高檔數控機床非常迅速。由于受市場(chǎng)需求的影響,有些大型機床技術(shù)含量雖然高,需求量非常少,還有些機床交貨期非常短。為了降低成本和縮短生產(chǎn)鑄件周期,有些鑄件用消失模涂料是最佳方法。為了解決這個(gè)問(wèn)題齊齊哈爾大學(xué)和齊齊哈爾第一機床廠(chǎng)聯(lián)合研究鑄鐵件消失模涂料和聚苯乙烯泡沫塑料板質(zhì)量,設計了澆注系統整體連接方法和輔助胎模等多種鑄造方法,經(jīng)過(guò)半年的生產(chǎn)應用,生產(chǎn)多種床身鑄件和40t重工型機床鑄件,效果好。本文介紹了采用消失模生產(chǎn)大型床身鑄件的鑄造過(guò)程,以及在生產(chǎn)中采取輔助胎模、冒口封閉式連接等工藝。

  1.涂料在消失模涂料所起的作用

  消失模涂料是用泡沫塑料制作模樣刷上涂料后,填人樹(shù)脂砂或疏松的不含粘結劑的砂子,澆人金屬液,泡沫塑料模樣汽化后金屬液充滿(mǎn)該空間,冷卻形成鑄件。它具有尺寸精度高、成本低、生產(chǎn)周期短等多種優(yōu)點(diǎn)。但各項技術(shù)必須控制好,否則容易出現粘砂、黑斑等鑄造缺陷。涂料是消失模涂料過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)之一,對消失模涂料的成功與否起著(zhù)至關(guān)重要的作用。其消失模涂料涂料的主要作用是:

  1)提高泡沫塑料模樣的強度和剛度,保持模樣尺寸的穩定性。

  2)防止在運輸、填砂及振動(dòng)時(shí)模樣遭到破壞或變形,以保證鑄件的表面質(zhì)量。

  3)當金屬液在澆注過(guò)程中取代泡沫塑料模樣時(shí),涂料是砂子和金屬液之間的主要屏障。涂料在這個(gè)過(guò)程中起的作用是阻止金屬液透過(guò)涂料滲透到砂子中。保持在澆注時(shí)鑄型的穩定性。

  4)將在澆注過(guò)程中泡沫塑料模樣熱分解的產(chǎn)物(大量氣體或液體等)順利地排出到鑄型之外,防止氣孔等缺陷的產(chǎn)生。為此,消失模涂料專(zhuān)用涂料應具有良好的工作性能和工藝性能。

  2.大型消失模鑄鐵件專(zhuān)用涂料的組分

  (1)耐火粉料耐火粉料選擇石墨粉,除了考慮石墨粉優(yōu)良的物理性能外。較輕的密度是大型消失模鑄鐵件專(zhuān)用涂料的首選。

  (2)載液由于模樣尺寸較大涂刷后不上窯,為縮短生產(chǎn)周期選用工業(yè)乙醇和甲醇的混合物為載液。

  (3)粘結劑消失模鑄鐵件專(zhuān)用涂料與普通砂型涂料較大的區別是消失模鑄鐵件專(zhuān)用涂料常溫強度較高而高溫透氣性好。因此,在選用粘結劑時(shí)要減少無(wú)機粘結劑的使用,增加有機粘結劑的比例。

  (4)懸浮劑消失模鑄鐵件涂料層比普通砂型鑄造涂料層厚很多,涂料一般呈膏狀,因此一般不刻意增加懸浮劑的加入量,尤其無(wú)機物懸浮劑不要使用,以保證良好的透氣性。

  (5)其他添加劑主要加有微量表面活性劑和消泡劑等。為保證模樣的涂刷性和干燥后在搬運及填砂過(guò)程中涂料層不脫落,在涂料中必須加有適量的表面活性劑。

  (6)涂料的配比由于涂料質(zhì)量、成本問(wèn)題,消失模涂料在大型鑄鐵件上特別是機床鑄件上沒(méi)有廣泛推廣和應用。故此需要研制一種材料采購方便、質(zhì)量穩定、價(jià)格合理,能夠長(cháng)期推廣應用的涂料。為此經(jīng)過(guò)多次研究、反復試驗,研制了消失模涂料涂料(質(zhì)量分數)為:土狀石墨0%一35%、片狀石墨30%~35%、乙醇(含部分甲醇)30%一35%、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)2.5%~3.0%、酚醛樹(shù)脂1.0%一1.5%及松香等。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)1200t鑄件。最大鑄件工作臺質(zhì)量40t,經(jīng)過(guò)檢驗和機械加工效果很好,達到設計標準。目前齊齊哈爾第一機床廠(chǎng)已經(jīng)普遍在10—60t的單件小批量的工作臺、床身、床頭箱等鑄件上采用消失模涂料,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗證,效果很好。



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