機床立柱類鑄件質量改進及方法研究

楊爭光，魏守田

(寧夏共享裝備有限公司，寧夏銀川 750021)

消失模鑄造工藝是由美國人H·F·Shroger 1956年試驗成功，于1958 年4 月15 日以專利的形式公布于眾。該鑄造工藝由于其技術經濟指標先進，社會效益顯著,為廣大冶鑄工作者所關注,尤其是近幾年，消失模鑄造工藝的快速發展大大推動了我國鑄造技術的進步和發展。然而，消失模鑄造工藝也不是萬能的,生產中仍存在許多急待解決的實際問題。

1 立柱類產品

消失模鑄造工藝適合生產結構復雜，尺寸精度高的鑄件。我公司生產的雙壁立柱（如圖1），共有7種鑄件類型，且全是出口商品，尺寸精度要求在±2 mm 范圍內。去年此類立柱的廢品率在80%以上，幾乎全部因為尺寸報廢，最后決定采用消失模負壓工藝生產這類立柱。

圖1 典型的雙壁立柱圖片

2 典型缺陷

2.1 皮透

鑄件某些部位缺失，形狀不能正常成形，如圖2 所示。原因分析：皮透部位有較大內腔，且內腔在抽氣方向方門太小。在澆注的瞬間（內澆口進流位置見圖3），泡沫氣化后產生大量氣體沒有被盡快導出，致使內腔負壓度降低，型砂剛度無法承受鐵液浮力，型砂發生漂移，鑄型損壞。

表1 典型雙壁立柱參數

2.2 塌箱

圖2 皮透缺陷圖片

圖3 前期內澆口進流位置

鑄件頂部不能正常成形，缺肉，如圖4 所示。原因分析：鑄型頂部吃砂量過小，只有100 mm，且負壓度不夠，液體金屬浮力使鑄型頂部型砂潰散。

圖4 塌箱缺陷圖片

2.3 鐵瘤

消失模鑄件表面常見均勻分布的半圓突出物和較大瘤狀突出物。原因分析：型砂振動緊實過程中，局部型砂緊實不到形成間隙，導致鐵液沖破涂層形成鐵瘤。

產生缺陷時工藝振動參數見表2。

表2 產生缺陷的工藝振動參數

3 改進方案

（1）內澆口進流位置：為了防止澆注過程中內腔型砂漂移，內澆口不能直沖內腔型砂或太靠近內腔，并且內澆口不能太大。

（2）頂部吃砂量：通過模擬充型及現場試驗，結果表明，頂部的吃砂量不能少于150 mm。

（3）振動參數：經過多次的振動參數調節試驗，確定振動參數見表3，可以滿足型砂緊實。

（4）負壓度：經過多次負壓度調節試驗，最終確定負壓度為0.038～0.045 MPa。

表3 型砂緊實的振動參數

通過以上幾個方面的工藝參數的調整后，連續生產10 多件雙壁立柱，均未產生皮透、塌箱、鐵瘤等缺陷，表面質量良好，加工后無明顯缺陷。生產鑄件見圖5 所示。

圖5 無缺陷立柱圖片

4 結論

（1）澆注系統設計時，盡量多點澆注，內澆口不能直沖內腔型砂，特別是沒有方門的盲孔。

（2）對于大中型鑄件（鑄件質量在500～2 000 kg），頂部吃砂量不能少于150 mm。

（3）確定振動參數時，對于不易填充部位，可以不加砂，采用不同的方式配合多振動幾次，等型砂緊實后再邊加砂邊振動。

（4）在能夠保證不抬箱的情況下，適當控制負壓度值。

[1]李增民.EPC 干砂造型工藝分析[J].特種鑄造機有色合金,1996(2):5-8.

[2]陶杰.消失模鑄造方法與技術[M].南京:江蘇科技出版社,2003.

[3]李傳栻.常見鑄造缺陷及防止方法[J].機械工人(熱加工),1999(6):40-41.