消失模鑄造在PCK 破碎機(jī)錘頭的應(yīng)用

張繼信

（山東金嶺鐵礦，山東淄博 255081）

山東金嶺鐵礦機(jī)械廠鑄造車間每年生產(chǎn)的各種鑄件800 余噸，大多數(shù)產(chǎn)品屬于單件小批量生產(chǎn)類型，系全部采用手工造型工藝，工藝及設(shè)備落后，勞動強(qiáng)度大，工作環(huán)境差，生產(chǎn)效率低，同時鑄件質(zhì)量不易控制，廢品率高，對整個機(jī)械廠的生產(chǎn)影響很大，為了徹底改變上述情況，結(jié)合實(shí)際情況決定進(jìn)行消失模鑄造法的應(yīng)用。

目前我們先后在高錳鋼、碳鋼和灰口鐵等材質(zhì)的十幾種產(chǎn)品上應(yīng)用了消失模工藝并獲得成功。下面就以PCK 破碎機(jī)錘頭鑄造工藝為例，介紹如下。

1 工藝設(shè)備配置

根據(jù)小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)和本著因陋就簡及充分利用原有廢舊閑置設(shè)備進(jìn)行改造節(jié)省投資的原則，特別進(jìn)行了消失模鑄造工藝設(shè)備配置。

①1.2m×1.2m 三維振實(shí)臺；②1m×0.8m×0.6m 特制砂箱；③0.5m3涂料攪拌機(jī)；④12m3/min 真空泵；⑤油水分離器（自改）；⑥穩(wěn)壓罐（自改）；⑦濕式除塵器（自改）；⑧真空分配機(jī)（自制）；⑨多功能切割機(jī)（自制）。

2 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)

（1）模型制作工藝

破碎機(jī)錘頭消失模鑄造法工藝流程圖（圖1）。

錘頭材質(zhì)為Mn13，收縮量為2.3%，在實(shí)驗(yàn)階段，我們選擇了板材切割制模工藝，按圖紙做出實(shí)樣模型。錘頭形狀如圖2。

圖1 消失模鑄造法工藝流程圖

（2）制作澆注系統(tǒng)及出氣片并進(jìn)行組合

澆注系統(tǒng)、出氣片和錘頭數(shù)量的確定遵循以下原則：①必須采用封閉式澆注系統(tǒng)；②各種澆道截面：∑F直=∑F橫=∑F內(nèi)=1:1.1:1.3；③吃砂量：底部60mm～90mm，四周不少于60mm，鑄件之間45mm～55mm；④出氣片設(shè)置在鑄件最頂部；⑤將鑄件模型、澆注系統(tǒng)及出氣片進(jìn)行粘結(jié)組合。

據(jù)此，錘頭消失模鑄造工藝圖如圖3 所示。

圖2 錘頭形狀

（3）配制涂料

涂料必須有良好的出氣性、涂掛性、滴淌性和強(qiáng)度，涂料性能的好壞將直接影響鑄件的質(zhì)量，涂料要求嚴(yán)格配方，特別配制。

（4）錘頭模樣涂掛涂料

錘頭模樣與澆注系統(tǒng)、出氣片粘接好后，涂掛涂料。涂掛要均勻，涂層厚度確定為0.8mm～1.2mm，涂料工藝如表1。

圖3 錘頭消失模鑄造工藝圖

（5）模樣置入砂箱，填砂振實(shí)

根據(jù)吃砂量規(guī)定要求，在特制真空砂箱底部鋪上一層80mm 厚的砂子，再將一組模樣置入砂箱，填砂振實(shí)75s 左右，將塑料薄膜蓋在砂箱上封閉，放置澆口杯，便可抽氣待澆。

表1 涂料工藝

（6）抽真空澆注

砂箱內(nèi)真空壓力穩(wěn)定在0.06MPa 開始澆注，澆注溫度略高于普通砂型鑄造，為1390℃～1420℃。澆注必須連續(xù)，不能出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。

（7）落砂清理

澆注完畢后，10min 解除真空，30min 后打箱，使錘頭空冷，12h 后涂料層自然剝落，節(jié)省了常規(guī)清砂步驟。

3 效果分析

（1）錘頭質(zhì)量分析

外觀質(zhì)量。用消失模鑄造法生產(chǎn)的錘頭表面質(zhì)量較普通砂型鑄造表面光潔度高，尺寸精度高，無飛邊毛刺，復(fù)印性強(qiáng)。外觀質(zhì)量對比如表2。

機(jī)械性能。消失模鑄造的錘頭與普通鑄造的錘頭機(jī)械性能相差無幾，如表3。

表2 外觀質(zhì)量對比

表3 機(jī)械性能對比

（2）經(jīng)濟(jì)效益分析

消失模鑄造與普通砂型鑄造的錘頭技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比如表4。

表4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比

4 結(jié)論

（1）消失模鑄造法設(shè)備緊湊、工藝簡便、技術(shù)容易掌握、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低。

（2）改善工人工作環(huán)境，徹底改變鑄造作業(yè)環(huán)境的落后面貌。

（3）節(jié)省混砂、下芯、啟模、合箱、分型等步驟，減少配砂造型工藝，易于一箱多鑄。

（4）鑄件尺寸精度高，外觀質(zhì)量好，表面光潔，粗糙度可達(dá)RA6.3μm，復(fù)印性能強(qiáng)。

（5）鑄件無飛邊毛刺、砂眼，不粘砂，清砂工作量可減少50%以上，工藝性能穩(wěn)定，補(bǔ)縮效果好，廢品率低，鋼液利用率達(dá)75%～90%。