溢流工藝在消失模生產(chǎn)中的應用

馬傳偉，軒世成，鄭翠華，蔣衛(wèi)東，項明成，張孟琨

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

在消失模生產(chǎn)中，往往發(fā)現(xiàn)在鑄件的頂端或鐵水最后融合的部位出現(xiàn)鑄造缺陷，如冷隔、皺皮、渣孔等，造成鑄件廢品率較高[1]。為減少廢品鑄件，根據(jù)鑄件的結構特點，結合砂型鑄造溢流冒口工藝，在消失模工藝中引入溢流工藝措施。砂型鑄造工藝中常采用溢流冒口來容納充型過程中的末端不良鐵水，即將鐵水充型時的末端不良鐵水沖入溢流冒口，從而保證鑄件部分鐵水的純凈度。下面舉例說明消失模工藝采用溢流工藝的應用方式[2]。

圖1　原工藝方案

圖2　銷耳輪廓不清晰

1　案例分析

1.1　M 300.21B.101變速箱殼體

1.1.1案例介紹

M300.21B.101變速箱殼體是中馬力拖拉機上的鑄件，前期按原工藝（如圖1）生產(chǎn)的鑄件尾端的兩個圓形銷耳輪廓不清晰，加工時出現(xiàn)黑皮，造成鑄件報廢，位置如圖2圖示。

1.1.2原因分析及解決措施

鐵水在充型過程中，白模不斷氣化并通過涂料層排出，前沿鐵水在充型過程中逐步降溫，當鐵水上升進入圓形銷耳內部，溫度偏低的鐵水對白模的氣化能力降低，白模氣化殘留物漂浮在鐵水表面并隨鐵水上升，當鐵水充滿圓形銷耳時，白模氣化殘留物滯留在銷耳上部，造成銷耳外形不規(guī)整。根據(jù)溢流冒口的特點，在兩個銷耳上端增加溢流塊（如圖3），并用兩個方形泡沫片相連，這樣，可將鐵水充型時進入圓形銷耳中的不良鐵水引入溢流塊，從而保證鑄件圓形銷耳外形輪廓完整（見圖 4）。

圖3　增加溢流方案

圖4　銷耳輪廓清晰

1.2　M 304D.37.101傳動箱殼體

1.2.1案例介紹

M304D.37.101傳動箱殼體在生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)內腔隔板圓孔上部出現(xiàn)冷隔（見圖5），造成鑄件報廢。

1.2.2原因分析及解決措施

經(jīng)分析認為，鐵水在充型過程中進入隔板圓孔上端時，出現(xiàn)了兩股冷凝鐵水相向流動，兩股冷凝鐵水碰頭時，由于鐵水溫度相對偏低，不能夠融合一起，造成該部位產(chǎn)生冷隔缺陷。根據(jù)溢流冒口的特點，在鑄件內腔隔板圓孔上部和上部拉筋直徑增加長方形溢流塊（如圖6），使鐵水在該部位碰頭后繼續(xù)上升，進入上部長方形溢流塊，保證了鑄件該部位的外形完整。

圖5　內腔隔倉板冷隔

圖6　增加溢流方案

1.3　SZ904.39S.101末端傳動殼體

1.3.1案例介紹

SZ1204.39S.101末端傳動殼體是一拖（洛陽）鑄造有限公司消失模分廠生產(chǎn)的較大批量的鑄鐵件，在生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)鑄件小端常有皺皮缺陷產(chǎn)生（如圖7），造成鑄件不良品數(shù)量居高不下，皺皮嚴重的鑄件按報廢處理。

1.3.2原因分析及解決措施

從圖7中可以看出，皺皮產(chǎn)生在鑄件末端鐵水最后充型的地方，雖然放置了兩個V形溢流塊，但由于V形溢流塊尺寸小，不能有效排除末端的冷凝鐵水。為此，對組模工藝做了適當調整（見圖8），在兩個V形溢流塊上面增加了一個長條形溢流塊。生產(chǎn)出的鑄件外觀清晰（見圖9），消除了皺皮缺陷。

1.4　后蓋（12JSD200T-1707015）

1.4.1案例介紹

后蓋（12JSD200T-1707015）為一拖（洛陽）鑄造有限公司外協(xié)鑄鐵件，鑄件單重36.8公斤，前期采用串澆工藝（見圖10），生產(chǎn)的鑄件外觀缺陷多（見圖11），無法滿足客戶要求。

1.4.2原因分析及解決措施

從圖10中可以看出，原工藝方案無法排出鐵水充型時末端的不良鐵水。為消除鑄件外觀缺陷，對組模工藝進行了調整，將串澆改為單澆，在鑄件的最上端增加溢流塊（見圖12）。澆注后的鑄件外觀平整，無渣孔、氣孔缺陷（見圖13）。

圖7　鑄件皺皮缺陷

圖8　增加溢流方案

圖9　鑄件皺皮消除

圖10　原工藝方案

圖11　鑄件外觀質量差

圖12　改進工藝方案

圖13　鑄件外觀質量好

2　結論

（1）溢流工藝做為砂型鑄造生產(chǎn)中的常用手段，移植到消失模鑄造生產(chǎn)中，擴大了該工藝的應用范圍。

（2）溢流工藝做為一種工藝措施應用到消失模生產(chǎn)中，有效地解決了鑄件生產(chǎn)中出現(xiàn)的質量問題，目前，在一拖（洛陽）鑄造有限公司的消失模生產(chǎn)中得到了廣泛應用。

參考文獻：

[1] 陳忠士,鄒澤昌,占菊鳳.電動機外殼的消失模鑄造工藝研究[J].中國鑄造裝備與技術,2017（6）:60-62.

[2] 梁加芳,何帥偉,鄭翠華,等.消失模鑄造工藝在一拖鑄造公司生產(chǎn)中的應用[J].現(xiàn)代鑄鐵,2017（5）:74-77.