帶有密集萤皂、細小孔的鑄件是鑄造生產(chǎn)中較難操作撒穷、較難解決的一類鑄件。砂型鑄造(包括粘土砂裆熙、水玻璃砂及樹脂砂型等)生產(chǎn)這類鑄件端礼，鑄件上的小孔通常是通過下芯、吊芯或直接在下型中做出凸塊來解決的入录。由于孔較小蛤奥、密集，對工人的技術(shù)水平要求較高僚稿，費工費時凡桥。即便如此，用粘土砂型鑄造其品質(zhì)也不易保證蚀同，在小孔周圍常常產(chǎn)生夾渣缅刽、氣孔及冷隔等鑄造缺陷；采用水玻璃砂型略好一些唤崭，但孔內(nèi)砂芯清理困難拷恨；采用樹脂砂型雖然品質(zhì)較好，也易清理谢肾，但成本較高漩叶，操作仍較復(fù)雜。因此芬赢，以往在這類鑄件上的小孔大都用機械加工的方法來解決狞朦，無疑增加了生產(chǎn)成本。而象高錳鋼這類難以加工的帶孔鑄件眷幢，只能用鑄造方法鑄出澎矗，但也很難保證鑄出優(yōu)質(zhì)鑄件柜棠。采用消失模鑄造鑄件上的孔可通過干砂直接填充模樣上的孔鑄出，對鑄造密集标晤、細小的孔更能顯示出其優(yōu)越性歇决。平板類尤其是薄壁平板類鑄件也是較難鑄造的一類鑄件。消失模鑄造生產(chǎn)此類鑄件可克服砂型鑄造的許多缺點蕴轩，但模樣易變形芹蟹，影響尺寸精度。我們采取一系列措施搁突，避免了變形的產(chǎn)生绍绽。采用消失模鑄造方法，生產(chǎn)了帶有密集经磅、細小孔的平板類各種合金鑄件數(shù)百件泌绣，取得了較好的效果。以耐熱鋼濃淡燃燒器孔板為例预厌，介紹用消失模鑄造方法生產(chǎn)此類鑄件的工藝阿迈。

　　1　耐熱鋼濃淡燃燒器孔板的結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求

　　孔板是火力發(fā)電廠鍋爐用濃淡燃燒器中的重要部件，也是易燒損的磨損件配乓。每套燃燒器所用孔板為48塊仿滔，多種尺寸規(guī)格，最大的為1 300 mm×380 mm×16 mm犹芹。板上分布著間隔為20 mm，直徑10 mm的小孔鞠绰，異常密集腰埂，如長1 300 mm的板上就有1236個孔。要求鑄件表面光滑蜈膨、平整屿笼、內(nèi)外無氣孔、砂眼强剥。

　　2　孔板的消失模鑄造工藝

　　2.1　澆注位置及工藝參數(shù)的確定

　　消失模鑄造的優(yōu)點之一就是澆注位置的選擇非常靈活担擦、方便，無需考慮工序及工裝的限制拟晋。對于孔板這類平板件選擇立澆最為有利雕残。立澆為平板件創(chuàng)造了良好的逐層填充條件，這樣有利于氣體及殘渣的上浮與排出蛇狐，不易造成冷隔榛湖、澆不足、氣孔及夾渣等缺陷腿宛。因為此類鑄件的寬度一般都＜500 mm巫邻，將寬度方向垂直放置后不致過高猫荤。

　　消失模鑄造無需考慮拔模斜度、分型負數(shù)溺察、砂芯負數(shù)等工藝參數(shù)瞭芬，只需確定鑄件的線收縮率。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗矫评，對于消失模立澆平板鉻鎳合金鑄件卜壕，孔板的線收縮率，高度方向取2.8%～3.2%低矮，寬度方向取2.3%～2.7%印叁，厚度方向取1.8%～2.2%，并經(jīng)實踐得到了驗證军掂。

　　2.2　澆注系統(tǒng)的設(shè)計

　　采用底注封閉式澆注系統(tǒng)轮蜕，澆注時直澆道內(nèi)的聚苯乙烯迅速氣化并在很短時間就被液態(tài)金屬充滿』茸叮可有效地防止負壓抽吸氣體進入型腔跃洛，同時可在澆注系統(tǒng)內(nèi)建立起一定的靜壓力，配合底注终议，有利于保持金屬液——分解氣體——泡沫塑料模樣的平衡狀態(tài)和金屬液在型腔的逐層充填［1］汇竭，使金屬液在充填過程中不易卷入氣體、殘渣穴张，可有效地避免氣孔细燎、夾渣等缺陷的產(chǎn)生。

　　為了提高工藝出品率皂甘，發(fā)揮消失模鑄造的優(yōu)勢玻驻，采用群鑄方法鑄造孔板，即同一砂箱內(nèi)放入多個模樣哪峰，一次澆注成形冷吏。用這種方式只要鋼水包中有足夠的鋼液量，理論上可以一次澆注多個鑄件守搬，但對于孔板類鑄件采用封閉式澆注系統(tǒng)些惑，組裝的模樣越多，直澆道橫截面積就越大杰趾，只有大流量的鋼水才能充滿直澆道鲸锻，采用傾轉(zhuǎn)包澆注時，大流量操作不易控制瘫啦，也很不安全艰捶。據(jù)此，確定一次澆注的鑄件個數(shù)首先選取便于操作的直澆道面積的大小，再根據(jù)澆注系統(tǒng)各組元(直澆道伤主、橫澆道衡喧、內(nèi)澆道等)的截面積比及最小內(nèi)澆道面積，最后確定一次澆注的鑄件個數(shù)玫氢。

　　目前帚屉，消失模鑄造的澆注系統(tǒng)中最小截面積的計算大都采用普通砂型鑄造的計算公式，再適當(dāng)放大來確定漾峡，放大多少合適并無定論攻旦。并且此方法只適用于單一鑄件的計算，對于群鑄封閉式澆注系統(tǒng)并不合適生逸。我們采用消失模鑄造群鑄中的單一鑄件的內(nèi)澆道面積是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)牢屋、大小及合金種類，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗來確定的槽袄。如澆注1 300 mm規(guī)格孔板的單一鑄件的內(nèi)澆道面積為3.5～4.5 cm2烙无。

　　確定一次澆注的鑄件個數(shù)時，首先根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗遍尺，確定適宜的一次澆注鋼液量及直澆道截面積截酷，然后選取封閉式澆注系統(tǒng)各組元的截面積比例，據(jù)此計算出ΣF內(nèi)乾戏∮乜粒考慮鑄件質(zhì)量和澆注系統(tǒng)質(zhì)量并留有一定余量，選取鑄件數(shù)量鼓择，計算出單一鑄件F內(nèi)甘虑，再根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、大小及合金種類的讯，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗得出的內(nèi)澆道面積加以核算嫌或。

　　如澆注1 300 mm規(guī)格的孔板確定一次澆注300 kg鋼液，取直澆道面積為20～30 cm2误反，ΣF直∶ΣF橫∶ΣF內(nèi)=(1.5)∶(1.3)∶1，由此得ΣF內(nèi)=13.3～20 cm2栅刚，孔板質(zhì)量為63 kg奠钾，若確定一次澆注4件，則需鋼液252 kg慈哗，300 kg鋼液中剩余的48 kg用于澆注系統(tǒng)及余量浮两。由于ΣF內(nèi)=13.3～20 cm2，則單一鑄件F內(nèi)=3.3～5 cm2筋悴，與F內(nèi)=3.5～4.5 cm2比較后取F內(nèi)=3.75 cm2俩食，確定內(nèi)澆道面積尺寸為25 mm×15 mm。

　　孔板為薄壁件，無需設(shè)置較大冒口補縮菊碟，僅在鑄件頂部設(shè)置若干個集渣和出氣冒口即可节芥。

　　2.3　模樣材料的選擇與制作

　　選用專門定購的國產(chǎn)聚苯乙烯泡沫塑料板材為制模材料。鑒于孔板壁薄模樣剛性差且分布著密集的小孔消弱了模樣的強度逆害，在制作头镊、搬運及造型等過程中極易變形的特點，所以選擇0.02～0.03 g/cm3范圍的密度較大的泡沫塑料板作模樣材料魄幕。較高密度增加了模樣燃燒后的發(fā)氣量相艇，由于孔板模樣大而薄，散氣面積較大纯陨，底注又使氣體分散產(chǎn)生坛芽，產(chǎn)生氣體可被負壓陸續(xù)抽走。殘渣及少量氣體富集于頂部又可通過設(shè)置的排渣排氣冒口排出翼抠，沒有造成氣孔咙轩、夾渣等缺陷。

　　采用電熱絲切割机久，手工打磨的方法制作孔板模樣臭墨。用精確樣板測量，并嚴格控制電阻絲溫度及切割速度犯绪，板上小孔的尺寸偏差可控制在0.5 mm以內(nèi)乐肿。將直澆道做成中空結(jié)構(gòu)，可加快其充型速度骑失，減少發(fā)氣量软雹。

　　2.4　涂料及涂敷工藝

　　選用自制的高鉻剛玉水基涂料。該涂料的特點是由中性的高耐火度的高鉻剛玉作為耐火骨料荞扒，聚乙烯醇丙煞、乳白膠及硫酸鹽組成復(fù)合粘結(jié)劑，使涂層在室溫及高溫都具有足夠的強度窟蝌。另外該涂料的透氣性钢陨、懸浮性等經(jīng)多次試驗及生產(chǎn)應(yīng)用，完全能夠滿足使用要求锉潜。涂料的基本組成材圈，見表1。為防止模樣的變形摹色，可適當(dāng)增加粘結(jié)劑用量(可取上限)并增加涂層厚度使涂層具有較高的強度三稿。

　　采用浸涂及刷涂相結(jié)合的方法涂敷涂料。先用浸涂方法進行大面積浸涂沛慢，局部露白處或薄處再用刷子補涂赡若。然后將其平穩(wěn)地放置在平直的型板上达布，烘干(烘干溫度40～50 ℃)，烘干后再涂掛第二遍逾冬。涂掛第二遍時在涂料中加入適量發(fā)泡劑以提高涂料層的透氣性黍聂。

　　由于孔板上布滿小孔，板4個邊上沒有孔的空間僅有10 mm左右粉渠。因此分冈，無論在哪個邊上設(shè)置內(nèi)澆道(引入金屬液位置)都無法避開小孔。金屬液在內(nèi)澆道附近流經(jīng)時間較長霸株，沖刷及熱作用程度較大雕沉，若小孔內(nèi)為散的石英砂，勢必造成沖砂或砂的燒結(jié)去件，使孔內(nèi)形成嚴重粘砂坡椒，無法清理，甚至根本形不成小孔尤溜。解決的辦法是采用高耐火度的型砂(如鋯英砂倔叼、剛玉砂等)配以一定量的水玻璃或樹脂，用制成的水玻璃砂或樹脂砂充填于內(nèi)澆道附近的小孔內(nèi)篇惧，有效地防止了該部位的沖砂和粘砂胖移。由于高耐火度砂不易與金屬液反應(yīng)，澆注后小孔內(nèi)的砂很容易清理蔫婉，只要用錘敲擊孔板鞠撑，小孔內(nèi)的小砂塊就會脫離。

　　2.5　埋砂孕赫、振動操作要點

　　選用粒度為0.850～0.425 mm的石英砂及已申請過國家專利的頂抽式砂箱还幅，增加了砂箱上部的抽力，能有效地抽走模樣頂部聚集的氣體玉惫，防止該部位氣孔的產(chǎn)生挠氛。振動用自制的三維振動臺，振動頻率為50 Hz计灌，振幅為0.3～0.5 mm淡榕。

　　埋砂造型是使模樣可能產(chǎn)生變形的最后一道工序，也是最難控制的一道工序钟牛。造型時幽七，應(yīng)先在砂箱內(nèi)鋪一層底砂振實?平后再放入孔板模樣，組裝澆冒口溅呢。然后采用雨淋式加砂方式均勻加砂。這種加砂法可使砂子均勻地落在模樣的兩側(cè)猿挚，不致引起模樣的變形咐旧。應(yīng)邊加砂邊振動，防止一次振動使砂子因移動量大而引起模樣變形。

　　2.6　負壓澆注

　　用500 kg中頻感應(yīng)爐熔煉铣墨，采用堿性爐襯室埋。真空系統(tǒng)選用SK-12型水環(huán)式真空泵，緩沖及除塵罐伊约、控制閥等姚淆。

　　基于孔板壁大而薄的特點，澆注溫度應(yīng)適當(dāng)提高屡律，選取1 580～1 630 ℃腌逢；鑄型內(nèi)的真空度控制在0.05～0.06 MPa，并使?jié)沧⑵陂g內(nèi)的真空度變化＜0.02 MPa超埋。

　　澆注應(yīng)平穩(wěn)缓冷、快速。在點通直澆道后淑免，即可大流量使鋼液始終充滿澆口杯并保持到澆注終了即倦，這樣，既可以防止鑄件產(chǎn)生局部塌箱造成廢品暑礼，又可以有效地防止因負壓使空氣的強烈吸入疚线，避免鑄件產(chǎn)生氣孔類缺陷。

　　澆注后3 min去除真空硅拆。由于孔板材料為鉻鎳鋼背渤，裂紋傾向小，加之其為薄壁件瓦式，因此恒猴，40 min后即可翻箱倒出鑄件。

　　3　鑄件品質(zhì)

　　通過采取以上工藝與措施幸瓢，有效地防止了孔板模樣的變形及小孔內(nèi)外沖砂诉母，粘砂等現(xiàn)象的產(chǎn)生。用上述工藝共生產(chǎn)了兩套孔板共計96塊冀泻。生產(chǎn)的孔板表面光潔常侣，棱角清晰，尤其是小孔弹渔，內(nèi)壁光滑胳施，孔的棱邊清晰可見，與機加工的孔相差無幾肢专，尺寸也很精確舞肆，平面繞曲變形不超過2 mm(長度方向)，內(nèi)部組織致密博杖，成品率達98%椿胯。

　　4　經(jīng)濟效益分析

　　與原工藝(水玻璃石英砂鑄造平板毛坯筷登、機加工小孔)相比，采用消失模鑄造方法生產(chǎn)燃燒器孔板每噸鑄件造型費用(包括石英砂哩盲、水玻璃前方、二氧化碳、烘干能源等)在除去聚苯乙烯泡沫塑料模樣等費用外廉油，可節(jié)省300～400元惠险，節(jié)省加工費用442元(每套孔板為2 081 kg，共61 200個直徑為10 mm的小孔紧寺，總機加工費用為9 200元)燎拟，共計節(jié)省4 720～4 800元，經(jīng)濟效益顯著贞卜。另外辰想，由于造型、清理量減少爹嘁，使人工費用大為減少远驹，以及成品率、工藝出品率的提高项驮，都降低了生產(chǎn)成本安坏，提高經(jīng)濟效益。

　　5　結(jié)論

　　(1) 采用消失模鑄造方法生產(chǎn)帶有密集洛淑、細小孔平板類鑄件具有明顯優(yōu)勢颈冶，即材料消耗少、操作簡單驻碉、易清理摆抑、鑄件表面光潔、尺寸精度高须鼎，可鑄出普通砂型鑄造不易鑄造甚至無法鑄造的細小孔鲸伴，小孔內(nèi)壁光滑，棱角清晰晋控。

　　(2) 通過采取一系列措施可以有效地避免大薄平板模樣的變形及平板類缺陷的產(chǎn)生汞窗。

　　(3) 消失模鑄造方法生產(chǎn)濃淡燃燒器孔板經(jīng)濟效益顯著。

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