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二十多年的實(shí)踐，筆者注意到：消失模鑄造和傳統(tǒng)鑄、造雖然都是鑄造，但是由于消失模鑄造出現(xiàn)了泡沫模型、干砂和負(fù)壓三個新的工藝條件。因此，用傳統(tǒng)鑄造的理論指導(dǎo)消失模鑄造常常不能成功。偶然的成功也是試來試去，不能稱為“消失‘?！保荒芊Q作“消失‘摸’”。更有苦者，上的快，下的快，終不成功，虧的一塌糊涂，大量的資金被吞噬，此時，“消失‘?！背闪恕跋АА?，有的地區(qū)因此談消失模而色變。 消失模鑄造作為一門科學(xué)，一定要有它自己的理論基礎(chǔ)。要想駕馭消失模鑄造，就必須認(rèn)真研究屬于消失模鑄造的理論，理性的指導(dǎo)工藝操作，順利的做出好產(chǎn)品，而不是靠摸來摸去。成知源，敗知因，做真正的消失模。 介入消失模鑄造，首先要知曉消失模鑄造應(yīng)該研究什么。 消失模鑄造的名字起的非常好，它的名字直接回答了這個問題，就是把消失模三個字顛倒一下排列，研究“?！毕?！研究模的消失方式，研究模的消失時間和模的消失量。 研究模的消失方式，我們發(fā)現(xiàn)了模有兩種消失方式： 1、在高溫?zé)o氧的條件下，模由大分子裂解成小分子的可燃?xì)怏w，這種方式我們稱之為“氣化消失”。 2、在高溫有氧的條件下，模燃燒，空氣中的氧不足，模不能完全燃燒，會產(chǎn)生大量的游離碳。如果這些碳不能順利的排出型腔，溶解、凝固在金屬液體中，就導(dǎo)致了鑄件局部增碳，使鑄件的材質(zhì)改變，品質(zhì)下降。 由此我們得出了如下結(jié)論： ① 消失模鑄造的模應(yīng)該通過氣化的方式消失，若要模氣化消失，必須創(chuàng)造高溫?zé)o氧的條件； ② 如果不能創(chuàng)造高溫?zé)o氧的條件，泡沫模一定要燃燒，就應(yīng)該創(chuàng)造條件使其徹底燃燒，并將燃燒產(chǎn)生的游離碳排出型腔。 前一種方式我們稱作消失模鑄造的氣化法，適用于鑄鐵件；后一種方法我們稱作排碳法，適用于可以進(jìn)行開放式澆注的鑄鋼件。 研究模的消失時間，我們發(fā)現(xiàn)，消失模鑄造實(shí)際上是金屬液對泡沫模的空間置換。既然是兩種物質(zhì)互相換位，有就三種時間關(guān)系： 1、金屬液的充型速度快于泡沫模的消失速度，金屬液會把泡沫模預(yù)熱收縮產(chǎn)生的膠狀物淹沒，膠狀物在金屬液中繼續(xù)氣化，就產(chǎn)生大量的植入性的氣孔，這些氣孔如果不能及時排出，會使鑄件報廢。 2、金屬液的充型速度和泡沫模的氣化速度相等或植入金屬液的氣體有充分的排出空間，對鑄件質(zhì)量有影響。 3、 金屬液的充型速度比泡沫模的氣化速度慢，泡沫模先于金屬液充型消失，這種情況泡沫模的消失對金屬液充型沒有任何影響，是我們所期待的。 為了使泡沫模先于鐵水充型消失，我們發(fā)明了空殼鑄造法。就是在澆注前先把泡沫模點(diǎn)燃，并用氧氣助燃，形成沒有泡沫模的空殼再澆注金屬液。 由此，我們也得出結(jié)論，在采用氣化法進(jìn)行實(shí)型澆注的時候，要想獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，避免產(chǎn)生氣化缺陷，在工藝設(shè)計上必須要平衡液態(tài)金屬的給進(jìn)速度和泡沫模的氣化速度，使泡沫模的消失速度快于或等于充型速度。 研究消失模的消失量，我們總結(jié)出消失模鑄特有缺陷的定義“模在消失過程中留下的痕跡”。消失模鑄造工程技術(shù)人員和全體操作人員的責(zé)任，就是通過對模消失特性和模消失規(guī)律的認(rèn)識，制定合理的工藝和正確的操作，使模不留痕跡的消失。 消失模鑄造的“?！保绾尾拍懿涣艉圹E的徹底消失呢？有過生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員都知道，模的消失需要吸收熱量，與金屬液的溫度有比例關(guān)系，溫度越高消失的越快，消失的越徹底，不留痕跡，相反，溫度低則消失的慢，消失的不徹底，留有痕跡，產(chǎn)生鑄造缺陷。 筆者這里講的溫度，不能狹隘的理解為出爐溫度，澆包內(nèi)的溫度，澆注時的溫度，也不是澆注系統(tǒng)的溫度，而是分配到型腔內(nèi)各部位時的溫度。因?yàn)?，出爐的溫度再高，不合理的操作和不合理的澆注系統(tǒng)設(shè)計都會丟失大量的熱量，使進(jìn)入型腔的金屬液體攜帶的溫度和熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消失模不留痕跡消失的需要。 型腔內(nèi)高溫區(qū)域泡沫模氣化的徹底，低溫區(qū)泡沫模氣化的就不徹底，消失模泡沫模型的氣化缺陷都發(fā)生在遠(yuǎn)離內(nèi)澆口的低溫區(qū)。這一規(guī)律非常明顯。 澆注系統(tǒng)是分配金屬液的通道，我們稱之為“流場”。不同形式的澆注系統(tǒng)，不同結(jié)構(gòu)的澆注系統(tǒng)，最終分配給型腔各部位的熱量和溫度相差很大，這種熱量的分配和分布我們稱之為“熱場”。消失模鑄造澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則，不是單純的灌注金屬液，而是通過流場的調(diào)節(jié)，使型腔內(nèi)熱場分布合理。 何謂合理的熱場？ 消失模鑄造的澆注系統(tǒng)設(shè)計理念與傳統(tǒng)鑄造不同。傳統(tǒng)鑄造注重“開放式”還是“封閉式”的澆注系統(tǒng)，注重平穩(wěn)充型，不能產(chǎn)生紊流；消失模鑄造適宜群鑄，澆注時有負(fù)壓牽拉，無法計算直澆道和內(nèi)澆道的截面積比例，也無法實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)充型。 消失模鑄造的澆注系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)的是鑄件的凝固方式！要根據(jù)鑄件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)來判斷。壁厚較均勻，鑄鐵、球鐵材料的鑄件適合同步凝固；壁厚不均、厚大件，鑄鋼件則適合順序凝固。 在設(shè)計澆注系統(tǒng)的時候，同步凝固的鑄件要把熱量分散開，筆者總結(jié)的口訣是“同步凝固橫澆長，多點(diǎn)切入同步?jīng)觥?。順序凝固要把熱量集中在冒口上，也有一個口訣“順序凝固澆口短，最好開在冒口上”。冒口集中熱量，最后凝固，補(bǔ)縮效果才好。所以說消失模鑄造澆注系統(tǒng)的設(shè)計是要通過“流場”的調(diào)節(jié)使“熱場”合理分布，熱量合理分配！ 消失模鑄造使用干砂埋型，干砂靠負(fù)壓定型，失去負(fù)壓的束縛，干砂就潰散，或型腔進(jìn)砂、加工時有砂眼，或塌箱、漂芯，導(dǎo)致澆注失敗。 消失模鑄造的金屬浸潤方式與傳統(tǒng)鑄造迥然不同。傳統(tǒng)鑄造是“液氣浸潤”，消失模鑄造是“液固浸潤”。充型過程中傳統(tǒng)鑄造靠靜壓力，液面程凸型，夾雜物可以上浮從冒口排出；消失模鑄造液面受負(fù)壓牽拉，程凹形上揚(yáng)，金屬液中夾雜物會被牢牢吸附在涂層（型腔壁）上，稱“附壁效應(yīng)”。 不管何種形式的負(fù)壓砂箱，負(fù)壓都會產(chǎn)生一定的方向性。負(fù)壓的方向性我們稱之為“負(fù)壓場”，利用好負(fù)壓場的特性可以避免發(fā)生塌箱、進(jìn)砂，還可以把一定要發(fā)生的缺陷引導(dǎo)到鑄件的次要位置，降低廢品率，提高合格率和經(jīng)濟(jì)效率。 |
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