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      全自動造型機消失模鑄造技術的應用及發展

      發布時間:2017-01-09

      近年來,我國的全自動造型機消失模鑄造技術取得了長足的進步,但是總體上看,它還處于的初期。鑄鐵件的消失模鑄造生產技術在我國已基本成熟,鑄鋼件(除低碳鋼件的滲碳缺陷控制外)的消失模鑄造技術在我國也基本掌握。圖2為我國安徽叉車廠引進的消失模鑄造生產線。
        鋁合金的消失模鑄造,在美國等鑄造發達   已可用于生產發動機缸體缸蓋等復雜鑄件;但在我國,鋁合金消失模鑄件受到一些缺陷(主要是針孔)的困擾,廢品率居高不下,鋁合金鑄件的生產還比較少;半數的引進設備和自己仿造、規模較大的生產線遠未發揮應有的效益。
        鎂合金全自動造型機消失模鑄造技術,目前都處于研究階段。初步的研究結果表明,鎂合金非常適合消失模鑄造工藝,因為鎂合金的消失模鑄造具有如下的優點:
       ?、冁V合金在澆注溫度下,泡沫模樣的分解產物主要是烴類(烷烴、烯烴等)、苯類和苯乙烯等氣霧物質,它們對充型成形時極易氧化的液態鎂合金具有自然的保護作用;
       ?、诓捎酶缮柏搲涸煨?,避免了鎂合金液與型砂中水分的接觸和由此而引起的鑄件缺陷;
       ?、叟c目前普遍采用的鎂合金壓鑄工藝相比較,其投資成本大為降低,干砂良好的退讓性減輕了鎂合金鑄件凝固收縮時的熱裂傾向;金屬液較慢和平穩的充型速度避免了氣體的卷人,使鑄件可經熱處理進一步提高其機械性能。
        鋁鎂合金全自動造型機消失模鑄造技術的難點是:
       ?、俪湫蜐沧r,泡沫模樣的熱解氣化將吸收大量的熱量,造成合金流動前沿溫度下降,過度冷卻易形成冷隔、皮下氣孔等鑄件缺陷。因此,足夠的澆注溫度和澆注速度對獲得   鋁鎂消失模鑄件至關重要,尤其是薄壁鋁鑄件。
       ?、谝粷沧囟雀哌_800℃,此高溫下,鋁合金的吸(氫)氣性強,易使鑄件產生(氫)針孔(鑄件的致密性差),   加強高溫鋁液的除氣精煉等處理;鎂合金的氧化燃燒嚴重,   加強防氧化保護。這也是我國鋁鎂合金消失模鑄造技術目前未過關的主要困難。
       ?、垆X鎂合金較好的澆注溫度應是在750℃左右,為此需要低溫氣化的泡沫模樣材料。但泡沫模樣材料的研究方面我國進行的研究工作較少。研究報導表明,在泡沫珠粒材料中加人某些嗅化物,可以降低泡沫模樣的氣化溫度(即降低澆注溫度)。
        為了克服鋁鎂合金全自動造型機消失模鑄造中充型澆注、氧化燃燒、氫針孔等困難,提高消失模鑄造零件的性能,目前正在研究如下幾種特種消失模鑄造技術,具有較大意義:
       ?、僬婵盏蛪合hT造技術(如圖3示)。它將真空消失模鑄造與低壓鑄造地結合起來,特點是:綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術優勢,在可控的氣壓下完成充型過程,提高了合金的鑄造充型能力;與壓鑄相比,設備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理;而與砂型鑄造相比,鑄件的、表面粗糙度小、、性能好;反重力作用下,直澆口成為補縮短通道,澆注溫度的損失小,液態合金在可控的壓力下進行補縮凝固,合金鑄件的澆注系統簡單、、組織致密;真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低,適合于多種有色合金。
       ?、趬毫οhT造技術(如圖4示)。它是消失模鑄造技術與壓力凝固結晶技術的結合。其原理是在帶砂箱的壓力灌中,澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后,密封壓力灌,并通人壓力的氣體,使金屬液在壓力下凝固結晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術的特點是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷,提高鑄件致密度,鑄件力學性能。加壓下凝固,外力對枝晶間液相金屬的擠濾作用和使初凝枝晶發生顯微變形,可大幅提高冒口的補縮能力,使鑄件內部縮松;加壓凝固還會使氫析出需   高的內壓力才能形核形成氣泡,針孔的形成,同時壓力增加了氣體在固相合金中的溶解度,使可能析出的氣泡減少。
       ?、壅駝酉hT造技術。在消失模鑄造過程中施加頻率和振幅的振動,使鑄件在振動場的作用下凝固。由于消失模鑄造凝固過程中對金屬溶液施加了時間振動,振動力使液相與固相間產生相對運動,而使枝晶破碎,增加液相內結晶核心,使鑄件   終凝固組織細化、補縮提高,力學性能。該技術可利用消失模鑄造中現成的緊實振動臺,通過振動電機產生的機械振動,使金屬液在動力激勵下生核,達到細化組織的目的,是一種操作簡便、成本低廉、無環境污染的特種消失模鑄造新方法。 

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