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消失模涂料对造型原砂的选择及造型要求
消失模涂料对造型原砂的选择及造型要求


  在消失模涂料中,浇注过程泡沫塑料模样分解物的排除主要靠涂料和原砂。高质量的消失模铸件是在透气性良好的型砂中获得的;而高透气性是无粘结剂干砂的主要特性。但是砂粒粒度过大容易出现粘砂、铁液被吸出涂层、铸件表面粗糙等缺陷。


  干砂消失模涂料中原砂是主要的造型材料,它对铸件的质量有重要的影响。对原砂的质量要求包括化学成分、粒度、粒形、含泥量、含水量、灼烧减量等。生产灰铸铁、非铁合金以及普通铸钢件,一般采用硅砂作为消失模涂料的原砂,Si0:的质量分数为90%—95%就足够了。对于壁厚不是很厚的铸钢件和合金钢铸件,铸型的耐火度可以通过采用高耐火度的涂料来保证,使铸件不致产生粘砂缺陷。只有当生产的壁厚很大的铸钢件,例如80mm以上,才考虑采用特种砂来代替硅砂。


  消失模涂料由于采用无粘结剂的干砂来充填铸型,通常只需要振动的方法来实现紧实。振动紧实台是消失模涂料的关键设备之一。干砂在振动状态下的充填、紧实过程是一个极为复杂的散粒体动力学过程。砂粒在振动过程中必须克服砂粒之间的内摩擦力、砂粒与模样及砂粒与砂箱壁之间的外摩擦力、砂粒本身的重力等作用,才能充满模样的内、外型腔,并得到紧实。干砂是有许多砂粒组成的松散堆积体,自由状态下砂粒的联系以接触为主。干砂紧实的实质是:通过振动作用使砂箱内的砂粒产生微运动,砂粒获得冲量后克服四周遇到的摩擦力,使砂粒产生相互滑移及重新排列,最终引起砂体的流动变形而紧实。


  3.消失模涂料的浇注工艺


  消失模铸件在浇注时,铸型内的泡沫塑料模样将发生体积收缩、熔融、汽化和燃烧等一系列物理化学变化。由于浇注过程中金属液一泡沫塑料模样一铸型三者的相互作用,使它的浇注工艺比普通砂型铸造复杂得多。


  (1)浇注速度浇注速度对铸件的影响很大。在整个浇注过程中应始终保持浇注系统被金属液充满,给予金属液以较大的静压力,有利于浇注速度的提高,较快的浇注速度可瞬时提供较多的热量,弥补由于泡沫塑料模样汽化而造成的金属液的损失,使液体金属始终保持足够的流速。相反,浇注速度太慢会增加金属液的热损失和降低它的速度,易产生冷隔、浇不足或铸件皱皮等缺陷。然而,浇注速度又不可任意加快。因为太快的浇注速度,易使铸型受冲刷及金属液在型内产生湍流导致金属液包覆未汽化的聚苯乙烯残留物和使气体不易排出型外,造成铸件气孔和夹渣等缺陷。因此,适宜的浇注速度应能使金属液在铸型内的上升速度等于或接近泡沫塑料模样的汽化速度。


  影响浇注速度的因素很多,除了浇注系统形式、浇注方法和温度、型砂的透气性及合金种类外,还与铸件的形状和泡沫塑料模样的密度等因素有关。研究表明,适宜的最小浇注速度是消失模涂料获得合格铸件的基础。在各种影响因素中主要是浇注速度、合金种类、模样密度和铸件形状。对于同一合金,低的浇注温度需要高的浇注速度;模样密度较大的以及表面积与体积之比较大的也应快浇。


  (2)浇注温度浇注温度是影响消失模铸件质量的主要因素。浇注温度低,金属液流动性差,易使铸件产生气孔、冷隔和浇不足等缺陷;但是过高的浇注温度会增大金属液的收缩和含气量,以及使金属液对铸型的热作用增强,容易使铸件产生缩孔、缩松、气孔和粘砂等缺陷。对于有些铸铁件来说,浇注温度为1500-1520℃,普通碳钢为1650—1700℃,还有高合金钢等视钢种而定。


  对消失模涂料来说,控制或提高浇注温度还有另一意义。因为浇注过程中泡沫塑料模样汽化所需的热量只能从注入的金属液中获得,这样势必会降低金属液的温度和充型速度。所以,消失模涂料不能按普通铸造法的合金浇注温度来进行浇注,否则就会引起铸件的浇不足、夹渣等缺陷;尤其对铸铁件更易产生冷隔或夹渣状皱皮缺陷。



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