熔模鑄造廠廣泛使用的硅溶膠粘結劑有很多優點,但硅溶膠涂料對模組潤濕性差,型殼干燥速度慢,型殼的濕強度較低,制約著工廠的生產進度。尤其是當工藝參數掌握不好時,型殼表面蟻孔,造成在澆注成形后,鑄件表面出現大面積的小鐵刺,嚴重時遍布鑄件全身。針對此問題進行了實驗,以消除以上缺陷。
1實驗方案及過程
據有關資料,硅溶膠型殼澆注后產生鐵刺的原因是型殼表面的蟻孔,產生蟻孔的原因是:面層涂料粉液比過低、涂料未能很好地涂掛在蠟型的表面上、撒砂穿透面層涂料等。基于以上原因,從以下幾個方面進行探討。
1.1撒砂粒度的影響
考慮到所用砂粉定點采購,30多年來質量一直比較穩定,并且所用砂子是經過篩選并經磁選后生產的,所以先排除了所選砂子粒度的影響。
1.2針對面層涂料潤濕性對型殼質量的影響
對試制的模組用專用的清洗劑進行了充分的清洗后用自來水沖洗控干后涂制面層。所配涂料嚴格按此比例進行配制,并且用L型攪拌機攪拌16h后,加潤濕劑和消泡劑進行涂制型殼。在涂制過程中,并未發現表層涂料與蠟型分離,所以可以排除這一影響因素。
1.3涂料過程中控制手法不對
因為控料時假設向一個方向控料,勢必造成遠端掛料太少,或涂料在蠟型表面分布不均勻,甚至在拐角處產生積料現象,所有這一切都易造成在薄處砂子穿透涂料層,在厚的地方砂子雖然粘浮在涂料上,但當失水后會形成很大間隙而在型殼上形成孔洞,型殼上產生大量的連續蟻孔,這樣的情況在孔內和拐角處出現,所以控料的手法是一個比較重要的因素。
1.4控料的時間的影響
控料時間太短,涂料不易均勻分布在蠟型上。控料時間過長,涂料在模組上涂層太薄,當撒砂時,砂子非常容易穿透面層涂料,使型殼產生蟻孔,鑄件產生鐵刺。
1.5涂料比重的影響
涂料配方如下:硅溶膠(w(SiO2)=30%):10Kg;石英砂:17—18Kg;潤濕劑:24mL;涂料密度:1.7—1.8g/cm3。
按1.7、1.75、1.8g/cm3的密度分別涂制了10組板型鑄件。嚴格控制干燥濕度、干燥室的相對濕度、風度等。毛刺仍大面積存在,這說明型殼表面扔存在蟻孔缺陷。同時發現,涂料密度越大,涂料在模具停留時間增長,鐵刺有所減輕。在配置硅溶膠-鋯英砂涂料時并未發現這類缺陷。此時,我們做了大膽的設想。會不會是資料介紹的密度太小呢?因為我們在制殼時發現即使涂料密度達1.8g/cm3,在模組上面層涂料也不很厚。基于此點,再次將涂料密度調大,經過1.8、1.85、1.90g/cm33種密度的實驗,鐵刺問題得到了基本解決。這就證明了提高涂料密度有利于消除型殼表面蟻孔。
1.6澆注溫度和型殼澆注時的溫度的影響
實踐證明,有蟻空的型殼,并非一定會產生鐵刺,我們可以通過控制澆注溫度和澆注時型殼溫度的辦法來減少此類缺陷。原因是在確保澆注成形的前提下,低溫會降低鋼液的流動性,使其不易鉆入型殼的蟻孔中,這一方法已在生產實踐中得到證實。
2結論
(1)型殼產生蟻孔的原因有許多因素,其中砂子粒度、涂料的潤濕性,控料手法和控料時間對其有較大影響。
(2)涂料密度對蟻孔是否產生起決定性作用,應將硅溶膠-石英砂涂料比重調至1.8—1.9g/cm3,甚至更高。
(3)適當的澆注溫度和澆注時型殼的溫度也可以減少已存在蟻孔的型殼產生鐵刺的機會。
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