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消失模鑄件都有哪些主要缺陷

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        消失模鑄造,因其多快好省綠色環保而且有強大的生命力,特別是進入新世紀以來,發展更有破竹之勢,國內到底有多少家鑄造企業采用該技術組織生產,誰也無法做出準確的統計,山東省不低于200家,江蘇一個縣級市就有30多家簡易消失模企業,東北三省、河南、河北、湖南、湖北等鑄造大省有很多砂鑄企業、精鑄企業,也上馬了消失模鑄造,更有一些新上企業。

        上述多數企業沒有通過規范化、專業化、科研化的消失模鑄造設備公司的指導,也未與專業性學會、協會有任何聯系,簡單上馬,埋頭苦干,使消失模鑄造眾多的技術優勢得不到發揮,有的消失模鑄造企業很多年搞不定一個粘砂問題,清理人員占生產人員的1/3以上,產品粗糙,效率低下,浪費人財物力。

        消失模鑄造精確成型,近無余量,符合鑄件輕量化、精確化、復雜化的歷史趨勢。其知識涵蓋機械、化工、冶金、鑄造、計算機等多學科。由于干砂造型、實型氣化型壁負壓等客觀條件的改變,大大減化了生產工序,縮短了工藝流程,極大地便利了生產,提高了生產效率,改善了勞動環境,減輕了勞動強度,其優勢顯而易見。由于生產界對其深層規律的認識尚不徹底,管理還不到位,給新技術的應用帶來了麻煩,有些鑄造缺陷層出不窮,防不勝防。

        今天,就消失模鑄造現實生產中大家比較頭痛的三孔缺陷與在座的學術技術專家和企業家共同探討。這里所涉及到的消失模三孔缺陷是:氣孔、縮孔、渣孔的統稱。非加工類鑄件,如高錳鋼、耐熱鋼鑄件,大都是鑄態使用,對三孔的要求很少,只要材質合格、尺寸合格、表面光潔好,就可以交付使用,一般用戶也沒有特殊的要求。然而碳素鋼、不銹鋼、鑄鐵鑄銅件大都需要機械加工,有些特殊鑄件還要進行解剖,及壓力極限爆破等破壞性試驗,重點部位不允許焊補及組織偏析。很多消失模鑄造企業,在生產全加工鑄件及有以上特殊要求的鑄件時紛紛受阻,既使最終得以解決,也要付出很大的代價,一定程度上影響了消失模鑄造的應用范圍。
 

消失模鑄造極具特殊性,干砂造型無任何粘結劑,造型及澆鑄都無需取出模具,極大地改善了鑄件設計的自由度,提高了鑄件的表面光潔度及尺寸精度。利用負壓緊實形成的一箱多鑄工藝,有利于提高工藝出品率,提高生產效率,這些都是對傳統鑄造顛覆性的革命,很多深層次的規律要靠產學研各界通力合作多年才能逐步得以認清,各類鑄造缺陷與傳統鑄造在形成機理方面大有不同。
 

消失模的充型過程中,強大的熱輻射作用,使金屬前沿與泡沫間形成不規則的間隙層。以底澆為例,金屬充型前沿呈“凹”字型,對應的泡沫端呈鋸齒型或指尖型。合金前沿漂浮著未能徹底清除的固體渣質及未充分氣化的液相泡沫,由于間隙內是正壓,涂層外呈負壓,氣壓差迫使固態渣質及液相泡沫隨氣體的走向流動,氣體以小分子狀態存在容易被負壓排出型外,而固體雜質被擋在了涂層內壁,亦即鑄件的表面形成表面渣坑,這是消失模鑄造較傳統鑄造內部渣孔減少而外面渣孔突出的主要原因;液體泡沫同樣也被排擠在金屬和涂層界面,部分被涂層吸附,部分二次氣化。二次氣化的氣體大部分溢出型外,少量侵入金屬形成表層氣孔。鑄件的冒口一般設計在頂端,而且是暗冒口,無法通過補澆的方式得到高溫金屬,聚集的金屬全是被汽化吸熱降溫后的金屬,補縮效果不佳,縮孔機率增大。

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