消失模與V法鑄造相結(jié)合應(yīng)用研究

馬懷榮，劉祥泉，韓建華，梁 波，張現(xiàn)誠，張建滿

（1.淄博通普真空設(shè)備有限公司，山東 淄博 255000；2.華中科技大學(xué)，湖北，武漢 430000）

V法工藝是70年代初發(fā)明的一種新的鑄造工藝方法，近幾年在我國應(yīng)用發(fā)展的很快，已從鑄造叉車配重、浴盆等鑄鐵鑄件發(fā)展到鑄鋼、鑄銅、鑄鋁加工件。但是一些形狀比較復(fù)雜的鑄件給覆膜帶來困難，有的需配多件砂芯。影響了造型效率，增加成本，使V法鑄造工藝的推廣應(yīng)用受到限制。

我們是推廣應(yīng)用V法鑄造工藝和消失模鑄造工藝的企業(yè)。在推廣過程中發(fā)現(xiàn)，將兩種工藝結(jié)合在一起，取長補(bǔ)短，可以簡化覆膜，提高覆膜質(zhì)量，提高鑄件質(zhì)量，減薄E V A薄膜厚度，減少砂芯用量，提高造型效率，降低V法鑄造成本，效果明顯。我們在應(yīng)用上進(jìn)行一些探討，試用，取得了明顯的效果。我們將這一工藝叫做《消失模鑄造工藝嫁接到V法鑄造工藝的新方法》供同行們參考，共同開發(fā)這一工藝。

1 應(yīng)用此工藝的案例

1.1 凸塊類

零件如圖1所示。

原工藝：兩個(gè)360mm×180mm×200mm凸塊，因間距100太小，A區(qū)覆膜困難，常常出現(xiàn)吸破薄膜，而且修補(bǔ)困難，只好下芯解決?，F(xiàn)工藝將360mm×180mm×200mm凸塊改為消失模黏接件，覆膜容易，黏接也很容易，鑄出的鑄件光滑，美觀。

圖1中凹下的2mm深是定位凹痕，保證定位準(zhǔn)確，安放方便，黏接牢固。

1.2 鑄件吊耳類

圖2 鑄件吊耳類

零件如圖2所示。

傳統(tǒng)工藝：將吊耳做成模具活塊或做成芯盒活塊，制砂芯完成。

現(xiàn)工藝：將吊耳用消失模割制黏接件粘結(jié)到薄膜上，簡單易行。

1.3 減速箱地腳板類

零件如圖3所示。

圖3 減速箱地腳板類

傳統(tǒng)工藝：將地腳板做成活塊，造型后將活塊抽出，操作中發(fā)現(xiàn)該活塊比較長、抽活塊非常困難，耗時(shí)長，工人累。覆膜困難易產(chǎn)生皺折破膜。

現(xiàn)工藝：將地腳板及加固筋改為消失模黏接件，省掉活塊，覆膜容易，不再為抽取活塊犯愁，提高造型效率，安全方便。

1.4 箱體類的內(nèi)軸承支架類

零件如圖4所示。

圖4 箱體類的內(nèi)軸承支架類

原工藝：內(nèi)軸承支架是木模活塊，屬覆凹模范圍，薄膜垂直覆膜后再水平覆到內(nèi)軸承支架上，覆膜困難，出現(xiàn)破膜，皺褶，破膜修補(bǔ)因空間太小，修補(bǔ)困難漏氣嚴(yán)重，吱叫聲一直不斷，鑄出的鑄件表面質(zhì)量很差，粘砂粗糙，而且抽活塊困難。

新工藝：將內(nèi)軸承支架改為黏接件，覆膜大大簡化，覆膜容易，質(zhì)量很好。從未發(fā)生吸破薄膜，不存吱叫聲。鑄件表面光潔，質(zhì)量很好。而且將薄膜厚度從0.25mm改為0.12mm降低薄膜消耗，降低鑄件成本，深受用戶歡迎。

1.5 農(nóng)用箱體水平凸塊

零件如圖5所示。

圖5 農(nóng)用箱體水平凸塊

圖5的140mm×50mm×30mm水平凸塊，原工藝是木?；顗K，燕尾定位。使用中燕尾定位，易損壞，造成活塊斜垂。無法鉆孔，而且抽取活塊困難。有時(shí)覆膜困難，出現(xiàn)破損和皺褶。

新工藝：將140mm×50mm×30mm凸塊改為黏接件，為了提高牢度，防止變形將黏接件下料140mm×60mm×30mm，其中10mm為搭接粘合。效果很好，提高造型效率。

1.6 汽車后橋殼

零件如圖6所示。

圖6 汽車后橋殼

采用泡沫塑料制作上內(nèi)法蘭環(huán)和下內(nèi)法蘭環(huán)，造型時(shí)套到木型上，讓泡沫內(nèi)法蘭保留到自吸砂胎內(nèi)，澆注時(shí)，燃燒掉泡沫內(nèi)法蘭，自然達(dá)到要求的形狀，是一個(gè)很好的工藝。

這個(gè)泡沫法蘭不必粘接，是E V A薄膜覆膜時(shí)自行固定，這是消失模工藝嫁接到V法工藝的另一種形式。

1.7 工程車后橋殼

零件如圖7所示。

圖7 工程車后橋殼

該工藝基本上同圖6，內(nèi)法蘭同樣用消失模形成。但車橋的四條加固筋起模困難，采用燕尾結(jié)構(gòu)活塊，活塊壽命不長。只好采用砂芯形成，但是制芯用耗砂、耗工時(shí)多，勞動強(qiáng)度大。采用本工藝消失模加固筋黏接件起模后，黏接件在E V A薄膜上，省掉4塊砂芯節(jié)約型砂，節(jié)約勞力，降低了成本，提高造型效率。

2 消失模嫁接到V法工藝的質(zhì)量影響

消失模工藝在我國已應(yīng)用了幾十年，應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了許多技術(shù)問題，其中消失模熱解時(shí)的增碳問題，消失模熱解時(shí)的殘?jiān)懦龁栴}，至今仍在研討解決，那么消失模嫁接V法工藝上是否有問題呢？我們認(rèn)為：

1）在灰鑄鐵件，因灰鐵自身含碳量高，鑄造性能好，鐵水排渣能力強(qiáng)，消失模工藝已在許多重要的鑄鐵件中得到應(yīng)用，所以應(yīng)該肯定不會影響V法鑄件質(zhì)量。

2）球鐵件的影響：資料介紹因球墨鑄鐵原鐵水已經(jīng)是過共晶碳飽和狀態(tài)，易在鑄件上表面形成碳夾渣和碳皺皮缺陷，但因黏接件重量所占鑄件總重量比例小，不會影響鑄件質(zhì)量。

3）對鑄鋼件的影響，因鑄鋼件含碳量低，對增碳敏感性強(qiáng)，鑄鋼件的鋼液流動性差，排渣能力差，所以消失模生產(chǎn)鑄鋼件常常會出現(xiàn)增碳，夾渣。但是消失模工藝嫁接到V法鑄造工藝上，因嫁接的部分重量輕，所占比例低，一般不會造成增碳，夾渣，缺陷。

4）如果發(fā)現(xiàn)消失模黏接件影響鑄件質(zhì)量，可以采用空心黏接件，增加集渣冒口。也可以改用共聚物珠料制造黏接件，解決鑄鋼件消失模工藝的增碳和夾渣缺陷。

3 消失模黏接件的制備

1）一般情況下黏接件部分形狀比較簡單，可以購置商品方料，人工切割完成復(fù)雜的黏接件，批量生產(chǎn)的鑄件。也可以制造專用模具，用珠粒發(fā)泡制做。如果選用共聚物做黏接件時(shí)，因珠料價(jià)格較高，用商品方料割制下腳料浪費(fèi)太多，最好用模具發(fā)泡制作，用模具發(fā)泡制作黏接件，鑄件表面光潔度高，質(zhì)量好。

2）一般情況下選用聚苯乙烯珠粒材料，或制成空心黏接件，特殊情況下選用共聚物珠粒材料。

3）為了制作黏接件應(yīng)購置切割設(shè)備，為了應(yīng)用水基涂料應(yīng)購置涂料混制設(shè)備，涂料烘干設(shè)備。

4 消失模黏接件黏接操作要點(diǎn)

1）保證黏接件粘接面的潔凈和E V A薄膜黏接處的潔凈，防止塵埃，油污，水分等的破壞。

2）如果黏接件需刷水基涂料，再行粘接時(shí)，必須保證粘接面無涂料及涂料殘留。為達(dá)到這一要求，可以用單面膠帶將黏接面封粘后，再進(jìn)行掛涂料及烘干，粘接時(shí)將膠帶撕掉露出潔凈的粘接面。

3）正確的選擇黏接劑，一般選用熱熔膠，優(yōu)點(diǎn)是干燥迅速，粘接牢固。膠槍，熱熔膠棒是比較好的粘接方法，粘結(jié)縫周邊涂膠必須到位，防止涂料鉆入。

4）為減少發(fā)氣量，盡量少用黏接劑。

5）對容易變形的黏接件，應(yīng)適當(dāng)加固。

6）對雨淋加砂時(shí)，易出現(xiàn)變形的黏接件，可以增加工藝加固筋或局部手工填砂。

7）為防止黏接縫開裂，可以在黏接縫處用膠槍堵粘，必要時(shí)用紙將黏接縫粘封，防止涂料鉆入。

8）粘接消失模的位置一定要準(zhǔn)確，為了定位可以在模上做上定位凹痕，痕深2mm～3mm。定位凹痕只能用在水平面上，垂直面上不能用，

9）粘接消失模樣塊，需要耗工時(shí)，但可以從抽取活塊、制芯、下芯耗工時(shí)來抵補(bǔ)。綜合計(jì)算成本上并不高。

5 結(jié) 論

1）將消失模鑄造工藝嫁接到V法鑄造工藝，是V法鑄造工藝的新發(fā)展，好方法。

2）新工藝可以簡化覆膜、提高了覆膜質(zhì)量，提高鑄件表面光潔度、提高鑄件質(zhì)量。

3）降低E V A薄膜的厚度，從而降低薄膜的用量，降低了V法鑄件成本。

4）減少砂芯用量，減少活塊數(shù)量，提高造型效率，降低V法鑄造工藝的成本。

［1］葉升平，吳志超.消失模鑄造圖片集［M］.武漢：華中科技大學(xué)，2006.

［2］黃天佑，黃乃命，呂志剛.消失模鑄造技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

［3］馬懷榮，劉祥泉，韓建華，等.V法鑄造工藝生產(chǎn)鑄件氣孔缺陷的防治［J］.鑄造設(shè)備與工藝，2012（1）:13-17.