淺談利用覆膜砂字號砂芯提高鑄件鑄字號的外觀質(zhì)量

郭曉東

（牡丹江中車金緣鑄業(yè)有限公司，黑龍江牡丹江157013）

淺談利用覆膜砂字號砂芯提高鑄件鑄字號的外觀質(zhì)量

郭曉東

（牡丹江中車金緣鑄業(yè)有限公司，黑龍江牡丹江157013）

隨著產(chǎn)品質(zhì)量需求的提高，鑄件鑄字號的外觀質(zhì)量也成為客戶對產(chǎn)品驗(yàn)收的一項(xiàng)基本要求。本文介紹了利用覆膜砂做字號砂芯提高鑄件鑄字號外觀質(zhì)量的方法。以鑄鋼件為例，對鐵路貨車使用的搖枕、側(cè)架、鉤體等配件進(jìn)行了鑄字號外觀質(zhì)量的改進(jìn)和提高，取得了較好成效，解決了鑄字號成型不良、清晰度不夠等問題。

覆膜砂；鑄件；鑄字號；外觀質(zhì)量；改進(jìn)；成效

隨著近年軌道交通的快速發(fā)展，客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)品外觀及鑄字號清晰程度已納入產(chǎn)品驗(yàn)收的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前，生產(chǎn)搖枕、側(cè)架、鉤體的鑄造廠大多數(shù)使用酯硬化水玻璃砂自硬工藝制作，澆注出的字號存在塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷，為清理工作帶來不便，字號尺寸精度不能滿足圖紙要求。覆膜砂字號鑄字清晰可見，輪廓鮮明，避免了酯硬化水玻璃砂工藝出現(xiàn)的缺陷，且覆膜砂具有強(qiáng)度高、發(fā)氣量低、潰散性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使用覆膜砂字號，能夠解決鑄字號成型不良、清晰度不夠等問題。

1搖枕、側(cè)架、鉤體等鑄字號的生產(chǎn)工藝及設(shè)備

1.1酯硬化水玻璃砂工藝

酯硬化水玻璃砂工藝是將有機(jī)酯做硬化劑，均勻混入水玻璃砂中進(jìn)行自硬的造型方法。

原輔材料：原砂、改性水玻璃、有機(jī)酯。

使用設(shè)備及工裝：字號模具芯盒（鑄鋁）、字號模塊（鑄鋁）、混砂機(jī)、銼刀。

制作方法：手工制作。

制作流程：清理模具芯盒→安放字號模塊→噴涂脫模劑→混砂機(jī)混砂→放砂、埋砂→舂實(shí)→刮砂面刮平→空氣中自然硬化（20 min～40 min）→起?！砟＞呋顗K→利用銼刀打磨處理字號砂芯→清理模具芯盒以備下次使用。

1.2覆膜砂熱芯盒制芯工藝

覆膜砂是砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。覆膜砂熱芯盒制芯工藝是利用覆膜砂通過加熱到達(dá)一定溫度固化成型的原理設(shè)計(jì)的。

原輔材料：覆膜砂。

使用設(shè)備及工裝：字號模具芯盒（鑄鐵），字號模塊（鑄鐵）、加熱裝置、隔熱手套、鑷子、銼刀、裝料斗。

制作方法：手工制作。

制作流程：清理模具芯盒→安放字號模塊→開啟加熱裝置→將模具芯盒放置在加熱裝置上→模具芯盒溫度加熱至220℃以上→利用裝料斗往模具芯盒內(nèi)加入覆膜砂→加熱約45 s→帶上隔熱手套→通過翻扣熱芯盒方式使砂芯與模具熱芯盒進(jìn)行脫離→利用鑷子及銼刀將字號模塊取下→重新將字號模塊放置到模具熱芯盒內(nèi)→將模具熱芯盒放置在加熱裝置上→加覆膜砂重新制芯→重復(fù)制芯過程→利用銼刀打磨字號砂芯。覆膜砂熱芯盒如圖1所示。1.3覆膜砂熱芯盒制芯工藝與酯硬化水玻璃砂工藝對比后的優(yōu)點(diǎn)

圖1覆膜砂熱芯盒結(jié)構(gòu)原理圖

1）顯著縮短了砂芯硬化時間，克服了原工藝自然硬化耗時過長難以滿足生產(chǎn)需求的問題，減少了制作工時，提高了生產(chǎn)效率。

2）利用熱起模工藝取代冷起模工藝，使鑄字表面光潔度得到明顯改善，提高了鑄字砂芯成型率和工件鑄字的成型質(zhì)量。

3）工藝過程穩(wěn)定，操作易于控制，避免了原工藝砂芯硬化不充分造成砂芯粘砂、或者硬化過度造成砂芯破損等現(xiàn)象，提高了砂芯成型質(zhì)量。

4）簡化了工藝過程，使工裝、加熱裝置可循環(huán)使用，能夠降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約制作成本。

5）覆膜砂砂芯不易與空氣、水分發(fā)生反應(yīng)，可長時間存放；酯硬化水玻璃砂芯中的水玻璃與空氣中CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且水玻璃可以溶于水，發(fā)生物理反應(yīng)，砂芯易出現(xiàn)粉化及砂芯潮濕情況，酯硬化水玻璃砂砂芯存放時間少于48 h.制作完成后的覆膜砂砂芯如圖2所示。

圖2覆膜砂砂芯

2覆膜砂字號制芯工藝

2.1原材料要求

應(yīng)選用強(qiáng)度較高、粒度較細(xì)、發(fā)氣量較低的覆膜砂。其性能如表1所示。

表1選用覆膜砂性能

2.2模具及加熱裝置選取要求

覆膜砂固化需要持續(xù)加熱，在選取熱芯盒時，從經(jīng)濟(jì)性能和導(dǎo)熱方面來說，一般熱芯盒及字號模塊使用灰鑄鐵材料（HT200以上），可以多次循環(huán)使用，根據(jù)鑄件鑄字的大小及鑄字號的長度調(diào)整熱芯盒工裝的尺寸。覆膜砂熱芯盒模具見圖3.

圖3覆膜砂熱芯盒模具

加熱裝置由熱芯盒托架和加熱機(jī)構(gòu)組成，加熱裝置主管道可以分為若干個支管道，支管道的長度可以根據(jù)熱芯盒尺寸大小確定，兩支管道之間的距離一般在100 mm～150 mm，在每個支管道上設(shè)有若干個燃點(diǎn)，同一支管道的相鄰兩個燃點(diǎn)之間的距離為50 mm～70 mm.加熱裝置如圖4所示。

圖4覆膜砂熱芯盒加熱裝置

2.3工藝參數(shù)

加熱方式可以選用燃?xì)饧訜岱绞交螂娂訜岱绞?。本文采用燃?xì)饧訜岱绞剑话銓?shí)際加熱溫度220℃～280℃，固化時間在20 s～100 s左右，覆膜砂芯厚度為10 mm～15 mm左右。底部利用加熱裝置可持續(xù)加熱，覆膜砂頂部可以使用燃?xì)鈽屖止ぜ訜?，加快砂芯的制作速度?/p>

2.4操作要求

為了烤透，應(yīng)掌握合適的生產(chǎn)節(jié)拍，按測定的平均時間節(jié)拍或觀察固化顏色測定節(jié)拍。正常的情況是：砂芯外表應(yīng)為均勻的黃褐色，中心為黃色；過燒時外表呈褐色乃至黑色；硬化不足時外表呈黃色，中心呈白色。操作過程中，應(yīng)注意溫度的調(diào)節(jié)及掌握合適的生產(chǎn)節(jié)拍。

3覆膜砂字號砂芯對鑄件字號的影響

使用覆膜砂字號砂芯生產(chǎn)出的鑄件，字號清晰可見，解決了酯硬化水玻璃砂自硬工藝帶來的字號塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷，字號尺寸精度滿足圖紙要求。利用酯硬化水玻璃砂自硬工藝和覆膜砂字號制芯工藝生產(chǎn)的鑄件分別如圖5和圖6所示，后者清晰程度明顯提高，且無缺陷。

圖5酯硬化水玻璃砂自硬工藝生產(chǎn)的鑄件

圖6覆膜砂字號制芯工藝生產(chǎn)的鑄件

4結(jié)論

隨著客戶對鑄件質(zhì)量要求的不斷提高，鑄件鑄字的清晰程度也納為產(chǎn)品驗(yàn)收的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通過使用高強(qiáng)度、低發(fā)氣性的覆膜砂字號砂芯，能夠提高鑄件字號的成型和清晰程度，解決了酯硬化水玻璃砂工藝中字號塌陷、鑄瘤、凹坑、缺失等缺陷問題。

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TG24

A

1674-6694（2017）02-0015-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.02.005

2017-02-22

郭曉東(1987-),男，遼寧朝陽人，學(xué)士學(xué)位,助理工程師,主要從事鑄鋼件鑄造工藝等工作。