厚大斷面鑄件,壓鑄工藝難度大,按常規(guī)工藝則難于補(bǔ)縮,采用了小冒口壓鑄工藝,解決了該生產(chǎn)難題,提高了工藝合格率,又減少了加工切除冒口工序,降低了生產(chǎn)成本,縮短了生產(chǎn)周期。
1.小冒口壓鑄工藝原則
鑄件在冷卻和凝固過程中既有液態(tài)冷卻收縮、凝固收縮,又產(chǎn)生出膨脹。宏觀上鑄件成形過程中所表現(xiàn)出來的體積變化就是膨脹、收縮疊加相抵的凈結(jié)果,厚大斷面鑄件的小冒口壓鑄工藝必須遵循的一個(gè)重要原則是充分利用鑄件本體的膨脹。要建立起這一原則,必須從澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、合金成分析及澆注溫度控制等多方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。任何一個(gè)環(huán)節(jié)失控都不能得到合格鑄件。對于厚大斷面灰鑄鐵件而言,則是按照均衡凝固理論,充分利用灰鑄鐵在凝固前的石墨化膨脹達(dá)到不用大冒口補(bǔ)縮的效果。
2.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
小冒口壓鑄工藝的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求做到使金屬液體平穩(wěn)地注入型腔。澆注系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì)時(shí),要求具有較好的擋渣作用,也就是說要盡可能縮短澆注時(shí)間,防止二次氧化,并防止鑄件在膨脹到來之前可能產(chǎn)生的回流現(xiàn)象,靠鑄件自身的膨脹獲得致密的鑄件。
鑄件澆注系統(tǒng)各單元截面積的比例按封閉式設(shè)計(jì),采用全封閉澆注系統(tǒng),不僅擋渣效果好,而且能有效地防止氣體卷入,使?jié)驳栏鞑糠衷跐沧⑦^程中始終處于充滿狀態(tài)。
內(nèi)澆道形狀的設(shè)計(jì)以扁平為宜。扁平式內(nèi)澆道對于早凝固有利。因?yàn)閮?nèi)澆道在鑄件本體膨脹到來之前必須先凝固,否則會(huì)產(chǎn)生回流現(xiàn)象。
3.冒口設(shè)計(jì)
厚大斷面鑄件不用傳統(tǒng)的大冒口補(bǔ)縮,而采用小冒口,一般用扁冒口出氣,且呈分散式分布。在澆注過程中,這種小冒口起到型腔順利排氣作用,并減少鐵液的流動(dòng)阻力。在鑄件石墨化膨脹到來之前,小冒口已經(jīng)凝固。小冒口的總面積應(yīng)大于內(nèi)澆道總面積。
4.集渣包的設(shè)計(jì)
對于鑄件,為了加強(qiáng)橫澆道的擋渣作用,需要設(shè)置集渣包,一般在橫澆道的拐彎處。集渣包的形狀設(shè)計(jì)為圓臺(tái)形狀,其高度比橫澆道的高度大一倍,并盡量使原料經(jīng)橫澆道切向流入集渣包內(nèi),使原料產(chǎn)生旋流,有利于浮渣,從而獲得干凈的原料流入型腔。
5.激冷措施
對于壁厚相差很大的鑄件,局部也可以放置激冷進(jìn)行均衡凝固控制,有利于鑄件凝固時(shí)減少熱節(jié)。
6.化學(xué)成分控制
為了實(shí)現(xiàn)厚大件小冒口壓鑄工藝,不僅需要有合理的設(shè)計(jì)壓鑄工藝,而且還需要有合理的成分設(shè)計(jì)來保證,對原料的成分必須控制,有特殊要求的鑄件也可加入某些合金元素,以改善其基體組織。
結(jié)語
(1)厚大端面鑄件小冒口壓鑄工藝是可行的。
(2)要實(shí)現(xiàn)小冒口壓鑄工藝需要有合理的澆注系統(tǒng)和合金成分設(shè)計(jì)。
(3)應(yīng)采取措施保證鑄件在型腔內(nèi)達(dá)到完全的膨脹,利用本身的膨脹達(dá)到鑄件致密,這是實(shí)現(xiàn)厚大斷面鑄件小冒口鑄造的關(guān)鍵。