机床立柱类铸件质量改进及方法研究

杨争光，魏守田

(宁夏共享装备有限公司，宁夏银川 750021)

消失模铸造工艺是由美国人H·F·Shroger 1956年试验成功，于1958 年4 月15 日以专利的形式公布于众。该铸造工艺由于其技术经济指标先进，社会效益显著,为广大冶铸工作者所关注,尤其是近几年，消失模铸造工艺的快速发展大大推动了我国铸造技术的进步和发展。然而，消失模铸造工艺也不是万能的,生产中仍存在许多急待解决的实际问题。

1 立柱类产品

消失模铸造工艺适合生产结构复杂，尺寸精度高的铸件。我公司生产的双壁立柱（如图1），共有7种铸件类型，且全是出口商品，尺寸精度要求在±2 mm 范围内。去年此类立柱的废品率在80%以上，几乎全部因为尺寸报废，最后决定采用消失模负压工艺生产这类立柱。

图1 典型的双壁立柱图片

2 典型缺陷

2.1 皮透

铸件某些部位缺失，形状不能正常成形，如图2 所示。原因分析：皮透部位有较大内腔，且内腔在抽气方向方门太小。在浇注的瞬间（内浇口进流位置见图3），泡沫气化后产生大量气体没有被尽快导出，致使内腔负压度降低，型砂刚度无法承受铁液浮力，型砂发生漂移，铸型损坏。

表1 典型双壁立柱参数

2.2 塌箱

图2 皮透缺陷图片

图3 前期内浇口进流位置

铸件顶部不能正常成形，缺肉，如图4 所示。原因分析：铸型顶部吃砂量过小，只有100 mm，且负压度不够，液体金属浮力使铸型顶部型砂溃散。

图4 塌箱缺陷图片

2.3 铁瘤

消失模铸件表面常见均匀分布的半圆突出物和较大瘤状突出物。原因分析：型砂振动紧实过程中，局部型砂紧实不到形成间隙，导致铁液冲破涂层形成铁瘤。

产生缺陷时工艺振动参数见表2。

表2 产生缺陷的工艺振动参数

3 改进方案

（1）内浇口进流位置：为了防止浇注过程中内腔型砂漂移，内浇口不能直冲内腔型砂或太靠近内腔，并且内浇口不能太大。

（2）顶部吃砂量：通过模拟充型及现场试验，结果表明，顶部的吃砂量不能少于150 mm。

（3）振动参数：经过多次的振动参数调节试验，确定振动参数见表3，可以满足型砂紧实。

（4）负压度：经过多次负压度调节试验，最终确定负压度为0.038～0.045 MPa。

表3 型砂紧实的振动参数

通过以上几个方面的工艺参数的调整后，连续生产10 多件双壁立柱，均未产生皮透、塌箱、铁瘤等缺陷，表面质量良好，加工后无明显缺陷。生产铸件见图5 所示。

图5 无缺陷立柱图片

4 结论

（1）浇注系统设计时，尽量多点浇注，内浇口不能直冲内腔型砂，特别是没有方门的盲孔。

（2）对于大中型铸件（铸件质量在500～2 000 kg），顶部吃砂量不能少于150 mm。

（3）确定振动参数时，对于不易填充部位，可以不加砂，采用不同的方式配合多振动几次，等型砂紧实后再边加砂边振动。

（4）在能够保证不抬箱的情况下，适当控制负压度值。

[1]李增民.EPC 干砂造型工艺分析[J].特种铸造机有色合金,1996(2):5-8.

[2]陶杰.消失模铸造方法与技术[M].南京:江苏科技出版社,2003.

[3]李传栻.常见铸造缺陷及防止方法[J].机械工人(热加工),1999(6):40-41.