1泡沫模樣
泡沫模樣材料采用普通的EPS發(fā)泡成型。為保證泡沫模樣尺寸精度與剛性,減少多次拼接造成誤差和變形的原則,大口徑球墨鑄鐵管件的泡沫模樣一般由四個(gè)部位組成(承口部位、插口部位、管體部位、法蘭部位),用冷膠粘結(jié)成形。考慮到球墨鑄鐵管件尺寸較大,在上涂料和造型時(shí)模樣將會(huì)承受到較大的作用力,泡沫模樣密度取0.022g/cm3 至0.024g/cm3。澆注系統(tǒng)選用0.020g/cm3泡沫塑料(EPS)板材制作。
2澆注系統(tǒng)
球墨鑄鐵管件在砂箱中可以有不同的放置位置,可采用底注式、側(cè)注式、頂注式、階梯式等不同的澆注方式,這些澆注方式各有各的特點(diǎn)。澆注系統(tǒng)的設(shè)置要考慮到模樣在砂箱中擺放的形態(tài),原則是便于填砂緊實(shí),形成合適的凝固方式,本著方便金屬液充型和熱解產(chǎn)物順利排出,防止鑄型潰散塌箱及粘砂、變形等缺陷,有利于造型時(shí)填充型砂。我們根據(jù)球墨鑄鐵管件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和多年現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),分別設(shè)計(jì)了幾種澆注系統(tǒng)方案,我們根據(jù)管件在砂箱中的具體狀態(tài)來確定澆注形式:一般采用階梯式、中注式或頂注式。橫澆道和內(nèi)澆道在球墨鑄鐵管件管體內(nèi)壁或承口(或法蘭)端面;直澆道設(shè)在橫澆道的交叉處。直澆道:橫澆道:內(nèi)澆道=1:(4-6):(1-2)
3涂料
消失模鑄造涂料用浸涂法施涂,有生產(chǎn)效率高,節(jié)省涂料、涂層均勻等優(yōu)點(diǎn)。但由于泡沫模樣密度小(與涂料密度相差幾十倍),且本身強(qiáng)度又很低,浸涂時(shí)浮力大,因此僅適用于模樣可浸入或半浸入涂料中的中小型管件。大口徑球墨鑄鐵管件泡沫塑料模樣,只能用噴淋、刷涂、淋涂的方法施涂。為此,我們?cè)谕苛喜鄣撞考友b一泥漿泵,聯(lián)接上噴淋管,使涂料可源源不斷的從管口流出,具有噴淋功能。上涂料時(shí),通過翻轉(zhuǎn)模樣,將涂料噴淋到各個(gè)部位。泥漿泵及其管路,還起著對(duì)槽中涂料進(jìn)行循環(huán)攪拌作用。涂層厚度控制在1.0-1.5mm。由于泡沫模樣在施涂過程中需翻轉(zhuǎn),而且要多人合作完成,澆注系統(tǒng)容易碰掉或損壞。因此,我們把模樣及澆注系統(tǒng)分開上涂料,烘干后在組裝起來,并進(jìn)行必要的修補(bǔ)、烘干,供澆注用。模樣的烘干溫度為45℃±5℃。
4造型
砂箱的負(fù)壓抽氣方式我們采用的是底抽和側(cè)抽相結(jié)合的方式。干砂選用海砂,粒度為20/40目,采用雨淋式加砂與柔性加砂相結(jié)合的加砂方式。這樣可以避免對(duì)模型造成強(qiáng)烈的沖刷,損壞泡沫模樣和涂料層。加砂方式采用雨淋式加砂為主,柔性加砂為輔。采用可變頻的三維振實(shí)臺(tái)來造型裝箱。
5管件防變形
消失模鑄造球墨鑄鐵管件易變形。造成變形主要在制模、涂料、填砂造型等工序上。致使管件幾何尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸。對(duì)于大口徑球墨鑄鐵管件更容易產(chǎn)生變形。所以采用樹脂砂圓環(huán)支持的辦法解決變形或組合采用內(nèi)加支撐環(huán),外部加入支撐鋼帶的復(fù)合措施來防止。
6熔化和澆注
根據(jù)IS02531標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;球墨鑄鐵管件材質(zhì)一般選擇QT450-10,鐵水熔煉和爐前孕育處理工藝完全按QT450-10材質(zhì)控制。考慮到消失模鑄造工藝鑄件在干砂中冷卻較慢,我們隊(duì)鐵水做了適當(dāng)?shù)暮辖鸹?duì)消失模鑄造來說,由于泡沫模樣的存在,澆注過程中會(huì)消耗一定的熱量,因此消失模鑄造的澆注溫度一般比普通砂型鑄造要高。管件規(guī)格型號(hào)不同、壁厚不同,澆注溫度也不同。由于大口徑球墨鑄鐵管件輪廓尺寸較大,屬于薄壁類鑄件,要求澆注溫度要高,但是在負(fù)壓作用下高溫鐵水易滲入型砂中造成鑄件表面粘砂形成粘砂缺陷。我們根據(jù)具體的球墨鑄鐵管件規(guī)格型號(hào)確定澆注溫度;一般澆注溫度控制在1420℃至1460℃。澆注時(shí)保證直澆道始終處于充滿的狀態(tài)。澆注時(shí)真空度控制在-0.040MPa至-0.045MPa,澆注時(shí)間控制在45至60秒。澆注完畢的保壓時(shí)間控制在20至25分鐘;澆注完畢的真空度控制在-0.025至-0.030MPa。出箱時(shí)間:120至150分鐘。
按照以上工藝生產(chǎn)的大口徑球墨鑄鐵管件其外觀光潔,表面美觀,壁厚均勻,同時(shí)鑄件尺寸達(dá)到IS02531標(biāo)準(zhǔn)和GB/T13295標(biāo)準(zhǔn)要求。采用消失模鑄造工藝后,產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高,生產(chǎn)成本或得了降低同時(shí)得到客戶認(rèn)可。