溢流工艺在消失模生产中的应用

马传伟，轩世成，郑翠华，蒋卫东，项明成，张孟琨

（一拖（洛阳）铸造有限公司，河南洛阳 471004）

在消失模生产中，往往发现在铸件的顶端或铁水最后融合的部位出现铸造缺陷，如冷隔、皱皮、渣孔等，造成铸件废品率较高[1]。为减少废品铸件，根据铸件的结构特点，结合砂型铸造溢流冒口工艺，在消失模工艺中引入溢流工艺措施。砂型铸造工艺中常采用溢流冒口来容纳充型过程中的末端不良铁水，即将铁水充型时的末端不良铁水冲入溢流冒口，从而保证铸件部分铁水的纯净度。下面举例说明消失模工艺采用溢流工艺的应用方式[2]。

图1　原工艺方案

图2　销耳轮廓不清晰

1　案例分析

1.1　M 300.21B.101变速箱壳体

1.1.1案例介绍

M300.21B.101变速箱壳体是中马力拖拉机上的铸件，前期按原工艺（如图1）生产的铸件尾端的两个圆形销耳轮廓不清晰，加工时出现黑皮，造成铸件报废，位置如图2图示。

1.1.2原因分析及解决措施

铁水在充型过程中，白模不断气化并通过涂料层排出，前沿铁水在充型过程中逐步降温，当铁水上升进入圆形销耳内部，温度偏低的铁水对白模的气化能力降低，白模气化残留物漂浮在铁水表面并随铁水上升，当铁水充满圆形销耳时，白模气化残留物滞留在销耳上部，造成销耳外形不规整。根据溢流冒口的特点，在两个销耳上端增加溢流块（如图3），并用两个方形泡沫片相连，这样，可将铁水充型时进入圆形销耳中的不良铁水引入溢流块，从而保证铸件圆形销耳外形轮廓完整（见图 4）。

图3　增加溢流方案

图4　销耳轮廓清晰

1.2　M 304D.37.101传动箱壳体

1.2.1案例介绍

M304D.37.101传动箱壳体在生产时发现内腔隔板圆孔上部出现冷隔（见图5），造成铸件报废。

1.2.2原因分析及解决措施

经分析认为，铁水在充型过程中进入隔板圆孔上端时，出现了两股冷凝铁水相向流动，两股冷凝铁水碰头时，由于铁水温度相对偏低，不能够融合一起，造成该部位产生冷隔缺陷。根据溢流冒口的特点，在铸件内腔隔板圆孔上部和上部拉筋直径增加长方形溢流块（如图6），使铁水在该部位碰头后继续上升，进入上部长方形溢流块，保证了铸件该部位的外形完整。

图5　内腔隔仓板冷隔

图6　增加溢流方案

1.3　SZ904.39S.101末端传动壳体

1.3.1案例介绍

SZ1204.39S.101末端传动壳体是一拖（洛阳）铸造有限公司消失模分厂生产的较大批量的铸铁件，在生产时发现铸件小端常有皱皮缺陷产生（如图7），造成铸件不良品数量居高不下，皱皮严重的铸件按报废处理。

1.3.2原因分析及解决措施

从图7中可以看出，皱皮产生在铸件末端铁水最后充型的地方，虽然放置了两个V形溢流块，但由于V形溢流块尺寸小，不能有效排除末端的冷凝铁水。为此，对组模工艺做了适当调整（见图8），在两个V形溢流块上面增加了一个长条形溢流块。生产出的铸件外观清晰（见图9），消除了皱皮缺陷。

1.4　后盖（12JSD200T-1707015）

1.4.1案例介绍

后盖（12JSD200T-1707015）为一拖（洛阳）铸造有限公司外协铸铁件，铸件单重36.8公斤，前期采用串浇工艺（见图10），生产的铸件外观缺陷多（见图11），无法满足客户要求。

1.4.2原因分析及解决措施

从图10中可以看出，原工艺方案无法排出铁水充型时末端的不良铁水。为消除铸件外观缺陷，对组模工艺进行了调整，将串浇改为单浇，在铸件的最上端增加溢流块（见图12）。浇注后的铸件外观平整，无渣孔、气孔缺陷（见图13）。

图7　铸件皱皮缺陷

图8　增加溢流方案

图9　铸件皱皮消除

图10　原工艺方案

图11　铸件外观质量差

图12　改进工艺方案

图13　铸件外观质量好

2　结论

（1）溢流工艺做为砂型铸造生产中的常用手段，移植到消失模铸造生产中，扩大了该工艺的应用范围。

（2）溢流工艺做为一种工艺措施应用到消失模生产中，有效地解决了铸件生产中出现的质量问题，目前，在一拖（洛阳）铸造有限公司的消失模生产中得到了广泛应用。

参考文献：

[1] 陈忠士,邹泽昌,占菊凤.电动机外壳的消失模铸造工艺研究[J].中国铸造装备与技术,2017（6）:60-62.

[2] 梁加芳,何帅伟,郑翠华,等.消失模铸造工艺在一拖铸造公司生产中的应用[J].现代铸铁,2017（5）:74-77.