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重慶凹道模具有限公司
專注：消失模鑄造模具和EPS、EPP等泡沫包裝模具的生產(chǎn)
主要應(yīng)用于消失模鑄造模型的制作和泡沫包裝產(chǎn)品的生產(chǎn)
摘要：對(duì)于ZGCr20Mn14Si2N材質(zhì)的爐篦條的消失模鑄造生產(chǎn)效率低，廢品率高的現(xiàn)狀進(jìn)行原因分析。通過(guò)對(duì)原工藝進(jìn)行優(yōu)化，解決了該鑄件存在的夾渣、夾砂缺陷，并提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞：消失模鑄造；爐篦條；夾渣、夾砂；重慶消失模模具廠
燒結(jié)機(jī)用爐篦條，工用在于支撐燃燒之后的高溫焦炭、灰渣，材質(zhì)上要求耐熱耐磨，牌號(hào)為Cr20Mn14Si2N。鑄件的輪廓尺寸高70mm寬40mm長(zhǎng)800mm，砂箱尺寸長(zhǎng)2200mm寬1200mm高800mm，鑄件毛坯單重19kg。生產(chǎn)要求效率高，鑄件技術(shù)要求全加工，工作面上不允許有鑄造缺陷，故鑄件的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單但是對(duì)于生產(chǎn)要求和鑄造工藝很高。鑄件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1原工藝及生產(chǎn)狀況
1.1原工藝生產(chǎn)形式
采用消失模鑄造生產(chǎn)方式，造型時(shí)采用箱內(nèi)組型，破口處用濕涂料填補(bǔ)。砂箱尺寸為長(zhǎng)2200mm寬1200mm高800mm，每箱鑄件埋箱一簇，每簇模型出12件，澆冒口工藝如圖2所示。澆注溫度1620℃，澆注負(fù)壓度-0.055MP，保壓時(shí)負(fù)壓度-0.02MP，保壓時(shí)間30min。
1.2原工藝特點(diǎn)及生產(chǎn)鑄件質(zhì)量狀況
1.2.1原工藝特點(diǎn)
原工藝中鑄件有兩個(gè)冒口，金屬液從一個(gè)冒口澆入，遠(yuǎn)端的冒口為冷冒口，近澆口一段為熱冒口，由冒口的補(bǔ)縮距離等于冒口直徑的三倍的方式來(lái)考慮，故這種補(bǔ)縮工藝不合理，遠(yuǎn)端的冷冒口的補(bǔ)縮效果差,鑄件中間部位超出補(bǔ)縮距離而無(wú)法補(bǔ)縮[1]。
由于砂箱的尺寸相對(duì)較大，可以容納更多的鑄件，從而提高生產(chǎn)效率；故模型簇一箱生產(chǎn)12件，埋箱只埋了一層的工藝不合理，沒(méi)有有效的利用砂箱空間，生產(chǎn)效率太低。
1.2.2鑄件質(zhì)量狀況
（1）：夾砂夾渣缺陷。
鑄件是全加工鑄件，要求的鑄造質(zhì)量較高。但由于使用了箱內(nèi)組型的方式，用濕涂料填補(bǔ)的部位強(qiáng)度不夠，粘接不牢，屬于易出問(wèn)題的脆弱部位。在澆注時(shí)候這些粘接的部位被高溫金屬液沖開(kāi)，導(dǎo)致鑄件夾渣夾砂缺陷。并且在鑄造工藝制定中，由于沒(méi)有考慮到鑄件的實(shí)際使用情況，澆注位置方向上使鑄件的實(shí)際工作面朝上了，鑄件的工作面由于不允許有缺陷，導(dǎo)致鑄件夾渣、夾砂報(bào)廢，如圖3所示[2]。
（2）氣孔
在鑄件的表面出現(xiàn)褶皺型氣孔，根據(jù)缺陷形狀判定為涂料沒(méi)有干透導(dǎo)致的水汽產(chǎn)生氣孔，缺陷形狀如圖4所示。由于生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)工人在涂料的烘干和檢查環(huán)節(jié)做的不細(xì)致，涂料沒(méi)有完全烘干[3]。
2工藝優(yōu)化
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，以及鑄件報(bào)廢的原因進(jìn)行爐篦條鑄件鑄造工藝的優(yōu)化。
2.1：澆冒口的改進(jìn)。
為了增加工藝的穩(wěn)定性，改變鑄件澆冒口的設(shè)計(jì)，將原來(lái)的兩個(gè)冒口向鑄件長(zhǎng)度方向的中間靠近，根據(jù)補(bǔ)縮距離的計(jì)算，可以得到冒口中心距離鑄件兩端260mm的位置可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮到位，冒口長(zhǎng)300mm寬110mm高60mm，一個(gè)冒口下面橫跨三個(gè)爐篦條。并且讓內(nèi)澆道直接與兩個(gè)冒口相連，實(shí)現(xiàn)熱冒口補(bǔ)縮增加補(bǔ)縮效率，使鑄件的溫度場(chǎng)趨于合理。優(yōu)化之后的澆注系統(tǒng)直澆道60X60mm，橫澆道是60X50mm高，內(nèi)澆道為50X40mm高，模型簇共三層，每層之間的距離為60mm。
2.2夾渣、夾砂和氣孔缺陷的控制
鑄件在澆注位置方向上工作面朝下，保證工作面的質(zhì)量。采用箱外組型，保證涂完涂料之后的模型密閉性，防止因?qū)犹幯a(bǔ)涂料不干造成的涂料脆弱部位破損引起夾渣夾砂缺陷。澆口杯方面采用泡沫澆口杯，涂刷涂料時(shí)澆口杯處多刷一遍，埋箱造型時(shí)在澆口杯外圍樹(shù)脂砂，保證澆口杯強(qiáng)度，從而控制好澆口杯與直澆道之間的連接。
氣孔方面，需要從管理、工藝實(shí)施和監(jiān)督檢查方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證涂料烘干防止涂料返潮。工廠對(duì)于這樣的操作不細(xì)致問(wèn)題需要對(duì)工人和相關(guān)的管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，并且做到責(zé)任到人，監(jiān)督到位，生產(chǎn)環(huán)節(jié)細(xì)致，以防這樣的低級(jí)錯(cuò)誤影響鑄造廠效益。
2.3：生產(chǎn)效率的提高
根據(jù)原來(lái)的造型白模擺放方式可以看出，砂箱的利用率低，在高度方向上鑄件還可以多放兩層，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型簇三層36件鑄件的澆注。根據(jù)以上兩個(gè)思路可以得到爐篦條鑄造工藝改進(jìn)之后的形式如圖5所示。
3生產(chǎn)應(yīng)用及效果
工藝優(yōu)化后，生產(chǎn)效率提升了3倍，同時(shí)也降低了成本。小批量生產(chǎn)過(guò)程中，該鑄件的夾渣夾砂缺陷完全得到控制，目前鑄件廢品率不足4%，鑄件加工后未發(fā)現(xiàn)縮孔縮松夾渣夾砂的缺陷，已批量生產(chǎn)，工藝穩(wěn)定。
4結(jié)論
（1）：通過(guò)優(yōu)化鑄件工藝，成功提高了鑄造生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
（2）：箱外組型，避免了粘接處破損沖進(jìn)砂子的缺陷。調(diào)整鑄件的澆注位置，合理的優(yōu)化鑄件澆冒口，使鑄件的工藝更加穩(wěn)定。工廠已經(jīng)開(kāi)始大批量生產(chǎn)，實(shí)踐證明工藝成熟。
（3）：鑄造生產(chǎn)是很多個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的，講究一切工序向前推，所有問(wèn)題在前面環(huán)節(jié)中就得到解決，這樣才能在最后生產(chǎn)出來(lái)合格的鑄件。所以技術(shù)人員和工人需要有很豐富的操作經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真的態(tài)度，保證每個(gè)環(huán)節(jié)有序的進(jìn)行，責(zé)任到人制度到位。才能夠避免一些不必要的低級(jí)錯(cuò)誤導(dǎo)致鑄件報(bào)廢，影響車間效益。
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