消失模鑄造在PCK破碎機(jī)錘頭生產(chǎn)中的應(yīng)用

張繼信

（山東金嶺鐵礦，山東淄博 255081）

我廠鑄造車間每年生產(chǎn)的各種鑄件800t多，大多數(shù)產(chǎn)品屬于單件小批量生產(chǎn)類型，系全部采用手工造型工藝，工藝及設(shè)備落后，勞動強(qiáng)度大，工作環(huán)境差，生產(chǎn)效率低，同時鑄件質(zhì)量不易控制，廢品率高，對整個機(jī)械廠的生產(chǎn)影響很大，為了徹底改變上述情況，結(jié)合我礦實(shí)際情況決定進(jìn)行消失模鑄造法的應(yīng)用。

因?yàn)槭切鹿に嚕瑸樯髦仄鹨?，決定先進(jìn)行一種產(chǎn)品的試驗(yàn)，在取得一定的經(jīng)驗(yàn)后，再作推廣。目前我們先后在高錳鋼、碳鋼和灰鐵等材質(zhì)的十幾種產(chǎn)品上應(yīng)用了消失模工藝并獲得成功。P CK破碎機(jī)錘頭用消失模鑄造就是一典型示例。

1 工藝設(shè)備配置

根據(jù)小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)和本著因陋就簡及充分利用我廠廢舊閑置設(shè)備進(jìn)行改造節(jié)省投資的原則，特別進(jìn)行了消失模鑄造工藝設(shè)備配置。

1）1.2 m×1.2 m三維振實(shí)臺；

2）1 m×0.8 m×0.6 m特制砂箱；

3）0.5 m3涂料攪拌機(jī)；

4）12 m3/min真空泵；

5）油水分離器（自改）；

6）穩(wěn)壓罐（自改）；

7）濕式除塵器（自改）；

8）真空分配機(jī)（自制）；

9）多功能切割機(jī)（自制）。

2 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計

破碎機(jī)錘頭消失模鑄造法工藝流程如圖1.

2.1 模型制作工藝

錘頭材質(zhì)為Mn 13，收縮量為2.3%，在實(shí)驗(yàn)階段，我們選擇了板材切割制模工藝，按圖紙做出實(shí)樣模型。錘頭形狀如圖2.

圖1 工藝流程圖

圖2 錘頭形狀

2.2 制作澆注系統(tǒng)及出氣片并進(jìn)行組合

澆注系統(tǒng)、出氣片和錘頭數(shù)量的確定遵循以下原則：

①必須采用封閉式澆注系統(tǒng)。

②各種澆道截面：∑F直∶∑F橫∶∑F內(nèi)=1∶1.1∶1.3.

③吃砂量：底部60mm～90mm，四周不少于60 mm，鑄件之間45 mm～55 mm.

④出氣片：設(shè)置在鑄件最頂部。

⑤將鑄件模型、澆注系統(tǒng)及出氣片進(jìn)行粘結(jié)組合。

據(jù)此，錘頭消失模鑄造工藝如圖3所示。

2.3 配制涂料

圖3 鑄造工藝圖

涂料必須有良好的出氣性、涂掛性、滴淌性和強(qiáng)度，涂料性能的好壞將直接影響鑄件的質(zhì)量，涂料要求嚴(yán)格配方，特別配制。

2.4 錘頭模樣涂掛涂料

錘頭模樣與澆注系統(tǒng)、出氣片粘接良好后，涂掛涂料，涂掛要均勻，涂層厚度確定為0.8 mm～1.2 mm，涂料工藝如表1.

表1 涂料工藝

2.5 模樣置入砂箱，填砂振實(shí)

根據(jù)吃砂量規(guī)定要求，在特制真空砂箱底部鋪上一層80 mm厚的砂子，再將一組模樣置入砂箱，填砂振實(shí)75 s左右，將塑料薄膜蓋在砂箱上封閉，放置澆口杯，便可抽氣待澆。

2.6 抽真空澆注

砂箱內(nèi)真空壓力穩(wěn)定在0.06 MPa開始澆注，澆注溫度略高于普通砂型鑄造，為1390℃～1420℃.澆注時過程必須連續(xù)，不能出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。

2.7 落砂清理

澆注完畢后，10 min解除真空，30 min后打箱，使錘頭空冷，12 h后涂料層自然剝落，節(jié)省了常規(guī)清砂步驟。

3 效果分析

3.1 錘頭質(zhì)量分析

1）外觀質(zhì)量

用消失模鑄造法生產(chǎn)的錘頭表面質(zhì)量較普通砂型鑄造表面光潔度高，尺寸精度高，無飛邊毛刺，復(fù)印性強(qiáng)。外觀質(zhì)量對比如表2.

表2 外觀質(zhì)量對比

2）機(jī)械性能

消失模鑄造的錘頭與普通鑄造的錘頭機(jī)械性能相差無幾。如表3.

表3 機(jī)械性能對比

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

1）消失模鑄造與普通砂型鑄造的錘頭技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比如表4.

表4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對比

2）效益計算

現(xiàn)有傳統(tǒng)鑄造法年產(chǎn)量為800 t多，采用消失模鑄造法可增加產(chǎn)量600 t，省略部分大件，實(shí)際產(chǎn)量按1312 t計算。

a）模具費(fèi)節(jié)約成本：（310-49）元/t×1312 t=342432元；

b） 型砂回收節(jié)約成本：145元 /t×0.9×（95-30）%×1312 t=111290.4元；

c）工藝出品價值：1312 t×（89-75）%×5000元/t=918400元；

d） 廢品損失：1312t×5000元 /t×0.6%=39360元；

e）污染治理費(fèi)：約6萬元/t.

3）生成效益

42432+111290.4 +918400+60000-39360=1392762.4元≈139.3萬元

4 結(jié) 論

1）消失模鑄造法設(shè)備緊湊、工藝簡便、技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低。

2）改善工人工作環(huán)境，可完全消除澆注現(xiàn)場的煙塵和噪音，徹底改變鑄造作業(yè)環(huán)境的落后面貌。

3）節(jié)省混砂、下芯、啟模、合箱、分型等步驟，減少配砂造型工藝，易于一箱多鑄。

4）鑄件尺寸精度高，質(zhì)量好，表面光潔，粗糙度可達(dá)Ra6.3 μm，復(fù)印性能強(qiáng)。

5）鑄件無飛邊毛刺、砂眼，不粘砂，清砂工作量可減少50%以上，工藝性能穩(wěn)定，補(bǔ)縮效果好，廢品率低，鋼水利用率達(dá)75%～90%.

消失模鑄造法的應(yīng)用成功，為我廠鑄造工藝創(chuàng)出了一條新路子。

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