精铸件型壳蚁孔缺陷的研究

HEATS

    熔模铸造厂广泛使用的硅溶胶粘结剂有很多优点，但硅溶胶涂料对模组润湿性差，型壳干燥速度慢，型壳的湿强度较低，制约着工厂的生产进度。尤其是当工艺参数掌握不好时，型壳表面蚁孔，造成在浇注成形后，铸件表面出现大面积的小铁刺，严重时遍布铸件全身。针对此问题进行了实验，以消除以上缺陷。     
    1 实验方案及过程    
    据有关资料，硅溶胶型壳浇注后产生铁刺的原因是型壳表面的蚁孔，产生蚁孔的原因是：面层涂料粉液比过低、涂料未能很好地涂挂在蜡型的表面上、撒砂穿透面层涂料等。基于以上原因，从以下几个方面进行探讨。    
    1.1 撒砂粒度的影响    
    考虑到所用砂粉定点采购，30多年来质量一直比较稳定，并且所用砂子是经过筛选并经磁选后生产的，所以先排除了所选砂子粒度的影响。    
    1.2 针对面层涂料润湿性对型壳质量的影响    
    对试制的模组用专用的清洗剂进行了充分的清洗后用自来水冲洗控干后涂制面层。所配涂料严格按此比例进行配制，并且用L型搅拌机搅拌16h后，加润湿剂和消泡剂进行涂制型壳。在涂制过程中，并未发现表层涂料与蜡型分离，所以可以排除这一影响因素。    
    1.3 涂料过程中控制手法不对    
    因为控料时假设向一个方向控料，势必造成远端挂料太少，或涂料在蜡型表面分布不均匀，甚至在拐角处产生积料现象，所有这一切都易造成在薄处砂子穿透涂料层，在厚的地方砂子虽然粘浮在涂料上，但当失水后会形成很大间隙而在型壳上形成孔洞，型壳上产生大量的连续蚁孔，这样的情况在孔内和拐角处出现，所以控料的手法是一个比较重要的因素。    
    1.4 控料的时间的影响    
    控料时间太短，涂料不易均匀分布在蜡型上。控料时间过长，涂料在模组上涂层太薄，当撒砂时，砂子非常容易穿透面层涂料，使型壳产生蚁孔，铸件产生铁刺。    
    1.5 涂料比重的影响    
    涂料配方如下：硅溶胶（w(SiO2)=30%）：10Kg；石英砂：17—18 Kg；润湿剂：24mL；涂料密度：1.7—1.8g/cm3。    
    按1.7、1.75、1.8 g/cm3的密度分别涂制了10组板型铸件。严格控制干燥湿度、干燥室的相对湿度、风度等。毛刺仍大面积存在，这说明型壳表面扔存在蚁孔缺陷。同时发现，涂料密度越大，涂料在模具停留时间增长，铁刺有所减轻。在配置硅溶胶-锆英砂涂料时并未发现这类缺陷。此时，我们做了大胆的设想。会不会是资料介绍的密度太小呢？因为我们在制壳时发现即使涂料密度达1.8 g/cm3，在模组上面层涂料也不很厚。基于此点，再次将涂料密度调大，经过1.8、1.85、1.90 g/cm33种密度的实验，铁刺问题得到了基本解决。这就证明了提高涂料密度有利于消除型壳表面蚁孔。    
    1.6 浇注温度和型壳浇注时的温度的影响    
    实践证明，有蚁空的型壳，并非一定会产生铁刺，我们可以通过控制浇注温度和浇注时型壳温度的办法来减少此类缺陷。原因是在确保浇注成形的前提下，低温会降低钢液的流动性，使其不易钻入型壳的蚁孔中，这一方法已在生产实践中得到证实。       
    2 结论    
    （1）型壳产生蚁孔的原因有许多因素，其中砂子粒度、涂料的润湿性，控料手法和控料时间对其有较大影响。    
    （2）涂料密度对蚁孔是否产生起决定性作用，应将硅溶胶-石英砂涂料比重调至1.8—1.9 g/cm3，甚至更高。    
    （3）适当的浇注温度和浇注时型壳的温度也可以减少已存在蚁孔的型壳产生铁刺的机会。 ; j- E; A2 r* b+ ?( a