精铸件的防缩工艺措施实例

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1、精铸件的防缩工艺措施实例摘要：通过举例论述如补贴、温度梯度、充型等铸造的基本原理在熔模精密铸造中应用，在工艺设计时辅以计算机数值模拟平台，结合材质特性和铸件特征，综合性地调整工艺特性，减少浇（冒）口的用量，以达到较好的经济效益。关键词凝固方式蓄热系数补贴温度梯度充型熔模精密铸造相对其它铸造的区别主要是红壳（1050℃左右）条件下浇注。它带来了良好的充型能力使铸件表面光滑，但给铸件的补缩也带来了诸多的问题，如：采用同时凝固时热节分散和孤立热节的补缩；将缩孔转移到补缩系统后补缩的距离和冒口的增大量的计算【1】等系列的工艺措施，

2、因铸件的结构变化、模壳的厚度及适用的耐火材料不同，目前大多的工艺处理还是凭经验。由于熔模铸件小，一般状况下浇注系统中的内浇口也是冒口，同时还是制壳的支撑点，运用多变的工艺手段，使有限的浇（冒）口的用量综合性的解决问题，而且越少越好是本文论述的要点。一、补贴所谓补贴是通过向冒口敞开的扩张角，保证冒口和被补缩部位之间存在补缩通道【2】。图一阀座是个应用补贴的一个实例，质量2.62Kg。由图一和图二所示便知热节区域，如箭头所指位置可设置为鞍马式的浇（冒）口，问题是不便打磨浇口余根的同时，由于位置有限还易出现反缩和制壳时易掉件的情

3、况发生。据此设计的浇注补缩系统是转移，如图三所示一个补贴式浇（冒）口。按补缩距离、模数周界商法计算【2】，综合分析温度梯度分布后设置了如图一的组树方案一串两件。但再经模拟分析仍可见部分区域的缩松现象，就是说补缩的能力还不够。为此工艺设计时将内浇口的设置高度调低到仅为11mm，补缩距离缩短的同时浇（冒）口区域的型壳厚度也增厚了，即提高了浇（冒）口区域的蓄热系数；制壳时在第第四、第五层，于内浇口附近和横顶注棒整体区域用石墨砂替代莫来砂【3】，用以保温和发热；浇注时模壳从焙烧炉中取去来后，迅速顺模壳的下部位（约孔的一半位）浸于

4、水中使模壳降温【4】约150℃左右，浇注完后在浇口杯口撒冒口保温剂，以保证模壳的上部蓄热最大化，减缓散热速度，以保证浇注系统按照顺序凝固的原则进行。横顶注棒重4Kg，工艺出品率56.7%。图三7904C高菜盆螺母质量52g图四原内浇口设置可能因为法兰边只有3.25mm厚，受蜡的强度限制，在制壳时不能挑起直径有φ53mm这样一个相对大面积的东西，按热节的需求设两个内浇口。采用四排竖模头组树24件，出品率23.78%，且对浇口的切割、打磨相当困难，变形严重【5】。图五采用仿补贴式内浇口，除补缩作用和加大金属液流入速度外，还有一

5、个重要目的是增加蜡模的强度，以保证在制壳过程中，不能因为内浇口的入水口太薄，粘浆、撒砂的过程中断裂或产生弹性使模壳层间破裂，导致浇注时“漏钢水”。图五箭头所指转角处的圆角R1mm，易出现缩松，酸洗钝化处理后有“吐酸”现象，后改为倒角1.25mm×45°【6】，彻底解决了这个问题。侧注竖三排直模头，组树60件，工艺出品率46.43%，比原方案提高了近一倍，切割、打磨效率则提高近3倍且几乎没有变形的问题，减掉了矫形这道工序。二、温度梯度金属材料的凝固区域宽、窄和凝固形态等因素影响是重要的工艺参数；铸件的结构特征影响也是至关重

6、要的。凝固过程中要实现正向的温度梯度【4】，实质是对冷却速度的调整，对一个铸件而言不同的部位还应有不同的冷却速度，当中它的依据是由铸件的材质特性和特征来决定的。促使温度梯度的变更，应加强对承载体——型壳的变更，不是单纯地浇注系统变更。如制壳用浆粘度、耐火材料等做适当的调整，自然蓄热系数的大小也就不同了；模壳的焙烧工艺实施有区别的对待，使其接触金属液时有不同的温度，随之冷却速度也就不同了；再加之在浇注成型和冷却的过程中，外部的条件和环境调整，铸件的同时凝固和顺序凝固就能够顺利进行了。图六65E8底座质量2.8Kg。图示铸件

7、大体由两个直径Ф105mm的圆柱体组成，中心距101mm。采用复合式浇注系统，制壳4层+背浆，图示冒口的下部一半位置，在浇注前将红模壳浸水降温，清砂后在两圆柱交汇处出现缩裂，尤以上部更为严重，与计算机数值模拟截面（蓝色区域代表缩松倾向）基本吻合。简单的分析是由于此处的铸件厚度太薄，设置的内浇口太小形成的反缩所致。再进一步的分析其端倪是制壳时由于两圆柱交汇处，涂料浆形成的淤积和浮砂堆积使这个区域的模壳厚度增大，过厚的型壳不易散热使蓄热系数增大，促使温度梯度反向，顺序凝固变成了倒序凝固所致。也就是说设置的补缩系统成了累赘——反

8、缩了，由铸件来补浇注系统。第二次试验时粘浆操作在第三和第四层分别重点关照，有意识的将此尖角部位一是先涂刷硅溶胶，以降低涂料浆的粘度和涂层厚度，上砂完毕后将多余的砂和浆拨掉。因铸件外表面有几处招牌标记字体较细小，为使字面清晰浇注温度设定为1650℃，浸水操作不变，铸件清理后再也看不到缩孔、缩裂和缩松吐酸的