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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:井圈井蓋的傳統(tǒng)生產(chǎn)以砂型鑄造為主,隨著鑄造工藝的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)鑄造與消失模鑄造的相比,局限性越來越明顯。但是井圈井蓋的鑄造工藝消失模鑄造方面是個難題,且本產(chǎn)品為出口鑄件,從材質(zhì),機(jī)械性能到表面質(zhì)量要求各位嚴(yán)格。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),終于攻關(guān)成功,得到了完善的消失模生產(chǎn)工藝。本文主要從鑄件的防變形,鑄造缺陷處理等方面闡述井蓋井圈的生產(chǎn)工藝。
關(guān)鍵詞:井圈井蓋;消失模;防變形;缺陷處理;生產(chǎn)工藝
1零件分析
井圈井蓋主要用于城市的建設(shè)鋪設(shè)的地下管道與地面通口處。比如下水道、地下煤氣管道、電力管道、通訊管道等,這些管道每隔一段會有一個與地面相同的維修出口,每個出口處都需要與地面相平,所以井圈井蓋在每個出口處即起到遮蓋保護(hù)作用,又起到承重作用。產(chǎn)品如圖1所示。
鑄件尺寸:井圈850×850mm,井蓋直徑605mm,井蓋厚度6mm,井圈厚度4mm。
鑄件材質(zhì):QT500-7,球化率大于80%,球化三級以上。
鑄件質(zhì)量:井蓋30kg,井圈28kg,總重58kg。
鑄件質(zhì)量要求:鑄件無冷隔、夾渣、夾砂等鑄造缺陷,試棒強(qiáng)度和延伸率達(dá)到QT500-10牌號要求,組織中不允許出現(xiàn)滲碳體,鑄件做拉伸試驗(yàn)要求百分百合格。
鑄件特點(diǎn)為大平面且是薄壁件,此類鑄件的生產(chǎn)難度大。
主要問題:(1)在于鑄件平面較大,在成型機(jī)制模起模過程中容易變形;
(2)白模涂刷過程中,刷涂涂料后重量增加,因重力產(chǎn)生形變;
(3)埋箱,砂子造型過程中因砂子流動造成黃模變形;
(4)鑄件屬于薄壁件,在鐵水充型過程中溫度降低快,容易造成冷隔缺陷。
2工藝分析
消失模鑄造分為:白區(qū)、黃區(qū)、黑區(qū)三個主要工部,
想要把鑄件的質(zhì)量把控做好,需要控制好三個工部的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。根據(jù)鑄件特點(diǎn)做好相應(yīng)的生產(chǎn)措施。
2.1白區(qū)
(1)使用間歇性半自動蒸汽預(yù)發(fā)機(jī),發(fā)泡原料為共聚料(凱斯特STMMA-3A),為了滿足澆注時發(fā)氣量小,燃燒后殘留物少且成型后白模強(qiáng)度達(dá)到要求,預(yù)發(fā)后珠粒密度22~23g/L,預(yù)發(fā)后烘干熟化至少5h后使用
(2)井圈井蓋屬于大平面鑄件,大平面鑄件成型模具容易有料充不實(shí)的現(xiàn)象,從成型機(jī)充料時要預(yù)留足夠的預(yù)合模間隙,料槍口數(shù)量要多,另外像井圈這種壁厚較薄成園環(huán)狀,料槍的位置可以選在井圈的下沿,
(3)井蓋白模在起模時要確保白模不發(fā)生翹曲,水冷時間要足夠。開模時冷卻水,水溫用手試溫不燙手為合適,后用冷卻水將白模吹起來。剛成型的白模強(qiáng)度不夠,要用雙手放在平整度好的烘干架上,置于白模烘干房,白模烘干房溫度在35-45度之間
(4)如取模困難時,可在模具表面涂刷肥皂水,方便取模,保證白模不在受力情況下發(fā)生形變。
為防止模型在涂料涂刷以及埋箱造型過程中發(fā)生形變,需制作相應(yīng)的防變形工裝,井蓋井圈都為大平面薄壁件,據(jù)此,測量尺寸后用方鋼制作方形平面支撐架,把模型固定在平面支撐架上。在固定過程中需要注意的細(xì)節(jié)有:
a、制作的支撐架表面不是水平的,如果直接把白模固定在支撐架上會使白模在組型過程中發(fā)生形變,因此,首先把白模與支撐架粘結(jié)處貼上覆膜砂塊,然后在水平面上貼好的磨片上,把覆膜砂塊磨成平面,最后把白模固定到支撐架上;
b、井圈在固定時注意井圈表面斜拉筋處,拉筋位置應(yīng)力較大,如果加粘結(jié)點(diǎn),會使拉筋處發(fā)生翹曲;
C、因粘結(jié)面較多,選用冷膠粘結(jié),模型粘結(jié)好之后,用壓塊壓好,防止開裂。
此外,因井圈底面鏤空較多,鐵水流程較長,極易造成冷隔缺陷,為了防止冷隔缺陷的產(chǎn)生,需要在井圈四個外邊緣鏤空處增加流通通道,即增加連接片,使較熱鐵水通過流通的通道及時到達(dá)鑄件遠(yuǎn)端,避免通道過長,鐵水在充型過程中冷卻,造成遠(yuǎn)端冷隔。連接片的厚度與井圈厚度相同,每個鏤空處增加兩個連接片,增加流動速度。
2.2黃區(qū)
黃區(qū)涂刷注意:
(1)使用球鐵涂料按照規(guī)定配比進(jìn)行攪拌。涂刷采用浸涂方式,因此攪拌1h,波美度達(dá)到1.6左右即可;
(2)對組好的白模分3次進(jìn)行涂刷,以便每層涂料徹底干透。烘干房溫度設(shè)置在50℃,濕度設(shè)置為16以下。前兩遍各烘干1天,第三遍烘干一天后,對露白處進(jìn)行補(bǔ)涂,澆口及進(jìn)水口處加厚涂刷。三遍后白模涂料厚度達(dá)到0.8~1.2mm,澆口及進(jìn)水口處達(dá)到2~2.5mm;
(3)因白模體積較大,選用噴淋式涂刷,使用特制涂料槽,涂料槽內(nèi)部有一凹形槽,用于放置泥漿泵,用泥漿泵把槽內(nèi)涂料抽出來噴涂到白模上,噴涂完成后,懸掛在按照支撐架定制的烘干架上,涂料均勻不再流淌后,放入烘干房。
(4)埋箱之前必須仔細(xì)檢查模型是否有缺陷,包括有沒有變形,是否露白,重點(diǎn)部位涂料是否干透。
2.3黑區(qū)
澆注方案:井圈井蓋都屬大平面薄壁件,井蓋厚度為6mm,井圈為4mm,因此,澆注方案的確定應(yīng)該以鐵水快速充型為原則,井蓋工藝做好防變形之后從內(nèi)測拉筋處開兩個內(nèi)澆口,選用50×50mm的直澆道澆注,采用立澆方案,成品率高,工藝較為簡單不再贅述。貴州消失模模具廠。
井圈的工藝難度較大,因壁厚只有3mm,鐵水流動性以及充型速度都非常關(guān)鍵,極易出現(xiàn)冷隔缺陷。因澆注原則為鐵水快速充型,故選用充型速度最快的雨淋式平澆的澆注方案。雨淋顧名思義,就是在鑄件的頂部盡量多設(shè)置內(nèi)澆口,使鐵水通過多個通道快速進(jìn)入模型當(dāng)中,完成充型。因鑄件平放,埋箱過程不宜保證水平,若傾斜角度大的話,會使鐵水先進(jìn)入水平低的方位,對側(cè)無鐵水進(jìn)入,鐵水分布不均勻,鐵水的流道會變相增加,產(chǎn)生冷隔缺陷。為了避免缺陷的產(chǎn)生,設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時,在橫澆道上方設(shè)置一環(huán)形澆道,使鐵水充滿內(nèi)澆道后返上環(huán)形澆道再由環(huán)形澆道把鐵水均勻分配到內(nèi)澆口,進(jìn)入模型內(nèi)部進(jìn)行充型。
為了提高生產(chǎn)效率,井圈采用箱內(nèi)組型的方式,一箱三件,由直徑為80mm的直澆道相互連接組成,埋箱過程中注意連接處需用涂料泥把連接縫隙修補(bǔ)完全,否則可能使砂子通過連接縫進(jìn)入澆注系統(tǒng)內(nèi)部造成夾砂缺陷,也會有粘砂缺陷產(chǎn)生。埋箱過程如圖5所示。
根據(jù)機(jī)械性能及流動性,適當(dāng)提高碳當(dāng)量,鑄件的化學(xué)成分含量預(yù)設(shè)為:
C:3.2%~3.5%;Si:2.3%~2.6%;Mn:0.6%~0.8%;P:0.027%~0.035%;S<0.02%
配料比例為:
生鐵:75%,廢鋼:10%,
硅鐵:1.3%,錳鐵:1.1%,球化劑:1.3%
澆注過程中的工藝參數(shù)設(shè)定為:
負(fù)壓值:-0.04MPa,澆注速度:15~20s,澆注溫度:1470℃左右。
鐵水澆注前做好除渣工作,澆注溫度不低于1470℃左右。澆注前將負(fù)壓系統(tǒng)打開,負(fù)壓度控制在0.04~0.05-MPa。一次澆包澆注2箱,4個澆注口,為了防止沖砂現(xiàn)象,采用陶瓷澆口杯與陶瓷澆道管配合,并在做好澆口杯后用水玻璃砂固定澆口杯。鐵水包鐵水澆完后,將所有砂箱蝶閥打開,負(fù)壓調(diào)至0.015~0.02-MPa,保壓15min。
澆注時,注意澆注速度控制,一般節(jié)奏:慢—快—慢。在鐵水不反噴的情況下,盡量加快澆注速度,盡量控制在控制在20s內(nèi)。為保證球化效果,澆注隨鐵液放入0.1%孕育劑經(jīng)行隨流孕育。保壓完成后,砂箱運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)自動運(yùn)轉(zhuǎn)1h后有自動翻箱機(jī)翻出,送到清理工位經(jīng)行鑄件清理。井圈鑄件如6圖所示。
3總結(jié)
通過反復(fù)的生產(chǎn)澆注,確定的上述工藝流程基本滿足澆注出的合格的鑄件產(chǎn)品,且能保證較高的成品率。但澆注的結(jié)果也會出現(xiàn)諸如氣孔、冷隔等鑄造缺陷。出現(xiàn)氣孔其主要原因在于白模密度、烘干程度以及負(fù)壓的保持。對于冷隔,由于球化溫度與澆注溫度存在一定的沖突,為平衡這一點(diǎn),還需做進(jìn)一步的改進(jìn),必要時需整個澆注作業(yè)節(jié)拍做出調(diào)整。
消失模鑄造的整套工藝流程較其他普通鑄造方式,各個環(huán)節(jié)可謂環(huán)環(huán)相扣,哪一個環(huán)節(jié)稍有紕漏,鑄件澆注就會出現(xiàn)問題。因此一個可行的工藝流程必須靠一個穩(wěn)定負(fù)責(zé)的管理團(tuán)隊(duì)去執(zhí)行操作。