消失模鑄造具有工藝操作簡單,材料消耗成本低,表面光結,尺寸精度高,環(huán)境污染少等優(yōu)點,在我國90年代末期獲得了大力推廣和應用。但消失模用在鑄鋼件上成功的經(jīng)驗并不多,尤其是在低碳鋼方面,主要原因是消失模鑄鋼件表面容易增碳,產(chǎn)生化學成分偏差的缺陷。
簡要介紹消失模工藝在鑄鋼件上的應用特點:
1. 防止增碳
消失模鑄鋼件容易產(chǎn)生增碳缺陷,增碳缺陷產(chǎn)生的原因主要是泡沫材料含有碳,澆注時泡沫燃燒分解出游離碳侵入鋼水所致。其增碳有一定的規(guī)律性,即鑄件表面增碳,而心部幾乎不增碳;內澆口附近幾乎不增碳,而離內澆口越遠,增碳越嚴重。(1)選擇含碳量少的泡沫材料,這是關鍵,目前消失模鑄造用材料主要有EPS、STMMA、EPSMMA三種,其含碳量依次減少,其中EPS的特點是含碳量較高,但其具有發(fā)氣量小,澆注時不易返噴,且價格便宜,在鑄鐵件和要求不高的鑄鋼件上應用較多; EPSMMA的特點是含碳量少,但其發(fā)氣量大易造成返噴現(xiàn)象,且材料價格貴,一般在低合金鋼上使用較多。STMMA則是兼顧兩者的優(yōu)點,具有發(fā)氣少含碳低的優(yōu)點,是一般用消失模生產(chǎn)鑄鋼件的首選材料。 (2)根據(jù)離內澆口越遠,增碳越嚴重的特點,在離內澆口最遠端或在鑄件的最高點設置冒口,使先進入鑄件的增碳污染嚴重的鋼水進入冒口內,同時冒口還起到集渣、集氣的作用。使用該工藝,可使鑄件整體含碳量在工藝要求范圍內。(3)模樣的密度非常重要,只要表面光潔,密度低些,可帶來增碳低和發(fā)氣量少的好處。
2 .防止返噴
返噴是消失模鑄造中常發(fā)生的現(xiàn)象,返噴嚴重時可能會危及澆注工的人身安全,為減少返噴現(xiàn)象,可采取如下措施: (1)泡沫模樣密度要小,在保證泡沫表面質量,保證模型強度的前提下,泡沫模應做得越輕越好,以減少澆注時的發(fā)氣量 。 (2)泡沫模樣上涂料前一定要烘干,每批泡沫模型用前應抽檢其烘干過程的重量變化,做出烘烤重量變化曲線圖,只有在重量不再發(fā)生變化情況下方可上涂料。(3)澆注系統(tǒng),特別是直澆道和橫澆道不應上涂料,這樣可以使?jié)沧r產(chǎn)生的氣體能快速充分地抽走,而且還節(jié)省涂料的消耗 。 (4)在澆口杯處上面蓋一個檔板,可把返噴上來的鋼水擋住 ,使其不能飛濺出來,危及現(xiàn)場操作人員。
3 .適宜的涂料性能及正確的涂刷工藝
涂料在消失模鑄造工藝中起著非常重要的作用,涂層可以避免鋼水和砂直接接觸,保證鑄件表面質量;還可以提高泡沫模強度,使其在搬運過程中不變形;在澆注時產(chǎn)生的氣體主要是通過涂層排出。所以消失模涂料的涂層應具有一定的強度及較好的透氣性能。涂料的涂刷工藝及涂層的烘干工藝也要充分注意。涂料的涂刷最好不要一次完成,一次完成勢必涂層較厚,涂層易開裂。應上兩至三層。涂層整體厚度應控制在1mm左右??刂仆繉雍穸鹊脑瓌t是,在鑄件不粘砂的前提下,涂層應盡量薄,以便于氣體能盡快通過涂層排出。每層涂料上完后必須烘干,方可進行下一輪涂刷或造型,如果涂層沒干透,澆注時鋼水遇到水分會產(chǎn)生大量氣體,造成返噴,另外涂層沒干透,涂料透氣性差,氣體無法及時排出,易使鑄件產(chǎn)生氣孔,渣孔。
4 .防止塌箱
當一箱中串聯(lián)鑄件較多時,由于各模型同時氣化,造成真空度不夠,易造成塌箱,防止塌箱應注意:(1)保持砂箱內足夠穩(wěn)定的真空度。(2)控制好澆注溫度,同時澆注速度盡量與模型的氣化速度一致,防止?jié)沧⑦^慢導致冷隔澆不進,造成塌箱。