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消失模涂料及机床铸件实型铸造应用
消失模涂料及机床铸件实型铸造应用

  消失模涂料外观尺寸精度高、生产周期短,在汽车和一些中小铸件应用比较广泛,在机床铸件应用比较少。主要原因是机床铸件上下面质量要求比较高,消失模铸件容易产生皱皮、黑癍等铸造缺陷。随着我国装备业的快速发展,研制和开发各种高档数控机床非常迅速。由于受市场需求的影响,有些大型机床技术含量虽然高,需求量非常少,还有些机床交货期非常短。为了降低成本和缩短生产铸件周期,有些铸件用消失模涂料是最佳方法。为了解决这个问题齐齐哈尔大学和齐齐哈尔第一机床厂联合研究铸铁件消失模涂料和聚苯乙烯泡沫塑料板质量,设计了浇注系统整体连接方法和辅助胎模等多种铸造方法,经过半年的生产应用,生产多种床身铸件和40t重工型机床铸件,效果好。本文介绍了采用消失模生产大型床身铸件的铸造过程,以及在生产中采取辅助胎模、冒口封闭式连接等工艺。

  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样刷上涂料后,填人树脂砂或疏松的不含粘结剂的砂子,浇人金属液,泡沫塑料模样汽化后金属液充满该空间,冷却形成铸件。它具有尺寸精度高、成本低、生产周期短等多种优点。但各项技术必须控制好,否则容易出现粘砂、黑斑等铸造缺陷。涂料是消失模涂料过程的关键技术之一,对消失模涂料的成功与否起着至关重要的作用。其消失模涂料涂料的主要作用是:

  1)提高泡沫塑料模样的强度和刚度,保持模样尺寸的稳定性。

  2)防止在运输、填砂及振动时模样遭到破坏或变形,以保证铸件的表面质量。

  3)当金属液在浇注过程中取代泡沫塑料模样时,涂料是砂子和金属液之间的主要屏障。涂料在这个过程中起的作用是阻止金属液透过涂料渗透到砂子中。保持在浇注时铸型的稳定性。

  4)将在浇注过程中泡沫塑料模样热分解的产物(大量气体或液体等)顺利地排出到铸型之外,防止气孔等缺陷的产生。为此,消失模涂料专用涂料应具有良好的工作性能和工艺性能。

  2.大型消失模铸铁件专用涂料的组分

  (1)耐火粉料耐火粉料选择石墨粉,除了考虑石墨粉优良的物理性能外。较轻的密度是大型消失模铸铁件专用涂料的首选。

  (2)载液由于模样尺寸较大涂刷后不上窑,为缩短生产周期选用工业乙醇和甲醇的混合物为载液。

  (3)粘结剂消失模铸铁件专用涂料与普通砂型涂料较大的区别是消失模铸铁件专用涂料常温强度较高而高温透气性好。因此,在选用粘结剂时要减少无机粘结剂的使用,增加有机粘结剂的比例。

  (4)悬浮剂消失模铸铁件涂料层比普通砂型铸造涂料层厚很多,涂料一般呈膏状,因此一般不刻意增加悬浮剂的加入量,尤其无机物悬浮剂不要使用,以保证良好的透气性。

  (5)其他添加剂主要加有微量表面活性剂和消泡剂等。为保证模样的涂刷性和干燥后在搬运及填砂过程中涂料层不脱落,在涂料中必须加有适量的表面活性剂。

  (6)涂料的配比由于涂料质量、成本问题,消失模涂料在大型铸铁件上特别是机床铸件上没有广泛推广和应用。故此需要研制一种材料采购方便、质量稳定、价格合理,能够长期推广应用的涂料。为此经过多次研究、反复试验,研制了消失模涂料涂料(质量分数)为:土状石墨0%一35%、片状石墨30%~35%、乙醇(含部分甲醇)30%一35%、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)2.5%~3.0%、酚醛树脂1.0%一1.5%及松香等。经过生产1200t铸件。最大铸件工作台质量40t,经过检验和机械加工效果很好,达到设计标准。目前齐齐哈尔第一机床厂已经普遍在10—60t的单件小批量的工作台、床身、床头箱等铸件上采用消失模涂料,经过生产验证,效果很好。



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