消失模常见夹砂夹渣缺陷的解决

张新凯

摘 要：对铸件产生的夹砂夹渣缺陷进行认真分析后，根据消失模工艺的特点，重点对消失模涂料和白模粘接工艺两个方面进行研究解决，其中部分缺陷是涂料不合适的原因，及时调整了涂料中各种原材料的配比和加入量，并制定详细的刷涂和烘干工艺；部分缺陷是白模粘接的原因，对粘接工艺进行了重新修订和优化，两个方面做好后，大幅度提高了铸件产品外观质量，提高了市场竞争力。

关键词：夹砂；夹渣；缺陷分析；消失模涂料；白模粘接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.014

1 前言

在消失模产品中，常见的缺陷主要有夹砂和夹渣缺陷，要解决夹砂夹渣缺陷，首先要系统的、全面的分析缺陷产生的原因，找准原因，才能更好的制定相应的措施。

2 缺陷分析

在消失模的生产中，涂料的配制作为消失模生产中最重要的一个工艺，是每个生产厂家最为核心的工艺，最制约产品质量的因素就是涂料。另外消失模白模粘接工艺对铸件外观质量也有重要的影响。

要研究夹砂夹渣缺陷的来源，就要对铸件中的缺陷进行全面的分析。

2.1 夹砂缺陷分析

对夹砂缺陷进行分析，找出以下几个可能会导致产生夹砂的原因：

（1）浇口杯表面有散砂，捣制时不紧实，在浇注时冲入型腔内；（2）浇口杯形状不合适，导致在浇注时对直浇道的冲刷力过大，冲掉直浇道的涂料层，把砂箱内的造型砂冲入型腔内，产生夹砂；（3）直浇道本身涂料层偏薄，抗钢水冲刷能力差，需要对直浇道多刷一遍涂料，保证涂料层的厚度；（4）在粘接时，铸件与浇道用热熔胶粘接完后，粘上的纸胶带，耐高温强度很低，一旦钢水浇注到此处，立即被烧损，砂箱内的造型砂从缝隙内冲入型腔中，产生夹砂；（5）直浇道与铸件在刷完涂料后，在涂料小车上的悬挂方式不合适，导致在装箱时需要修补的地方太多，若修补不全或修补层偏薄，会直接产生夹砂。

2.2 夹渣缺陷分析

在技术人员的集思广益后，总结出产生夹渣的原因有以下几个方面：（1）钢包内在浇注前未完全扒渣；（2）在浇注过程内，钢包内继续产生钢渣，扒渣人员未及时扒渣，钢渣随着钢水流入型腔，产生夹渣；（3）涂料内原料中个别耐火材料加入过多，或者不合适，与钢水反应，产生某种化合物，初步判断为硅酸盐化合物。

3 解决方案

对夹砂夹渣的缺陷分析完毕后，车间技术人员从涂料和白模粘接工艺两个方面同时进行解决。

3.1 消失模涂料配方的调整

首先要明白涂料的组成，才能更好的解决涂料问题。

消失模涂料的作用在于支撑和保护泡沫模型、防止液态金属渗入砂子内、吸收分解产物和让分解气体通过涂层、保持泡沫模型挥发后形成的型腔的完整、并保持液态金属热量不会很快散发。所以消失模涂料应具有足够的耐火度、一定的机械强度、恰当的保温和导热性能、合适的透气性和吸收液体分解产物的能力、光滑的表面、足够的涂刷性能、不与泡沫模型发生化学反应等性能。

消失模涂料主要由耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、分散介质及改善涂料某些性能的添加剂组成。

（1）耐火骨料。耐火骨料又称为耐火涂料的主料，主要有锆英粉、刚玉粉、石英粉、铝钒土粉、镁砂粉、镁橄榄粉、石墨粉、滑石粉等耐火骨料。

（2）悬浮稳定剂。水基涂料的悬浮剂主要是钠基膨润土和活化膨润土，其次还有高分子化合物如羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇、糖浆等，高分子化合物可以与膨润土同时使用。醇基涂料的悬浮剂主要有聚乙烯醇缩丁醛（PVB），有机改性膨润土、钠基膨润土和锂基膨润土等。

（3）粘结剂。涂料中的悬浮剂自身也是粘结剂，但加入量受到限制，涂料粘性不够，需另加粘结剂，如糖浆、纸浆残液、乳白胶等有机粘结剂。

（4）分散介质。水基涂料的分散介质是水，醇基涂料的分散介质主要有乙醇、甲醇、正丁醇等。

（5）添加剂。为防止涂料变质，常加入五氯苯酚、苯甲酸钠、工业甲醛溶液等作防腐剂。涂料混制工艺如下：1）将100Kg水加入搅拌机内，同时电机启动，加复合粘结剂桂林5号；2）复合粘结剂加入不能过快，防止结团形成块状；3）同时将混好的膨润土加入混制，时间为30分钟；4）分批将所需的耐火材料加入搅拌机内混制，时间为2-3小时；5）涂料使用前必须检查涂料的厚度（粘稠度），如果过厚，适当加水调制后使用。

3.2 调整白模粘接工艺

生产车间在先不调整配方的基础上，强化刷涂工艺，调整粘接工艺。

（1）首先涂料要刷均匀，不得有过厚或刷不到的部位；

（2）在白模涂料干燥后，对于涂料脱落和破裂处，进行刷涂修补，然后烘干后才能进行组箱。

（3）在组箱粘接时，白模要轻拿轻放，涂料层不得碰落。预留粘接浇道的地方，涂料層要完全刮掉。

（4）改进粘接工艺，不再使用纸胶带，用酒精涂料代替。

（5）铸件涂料层的厚度控制在1mm左右，刷涂两遍。直浇道刷三遍，厚度在1.5mm左右

（6）在浇注前，每包必须用聚渣剂扒渣。

通过一系列的原因分析及调整措施的实施，消失模外观质量得到了很大的改善。通过测算，铸件产品成品率提高了约3%，降低了生产费用，而且减少铸件缺陷焊补的费用。

4 结语

因为本课题的解决难度大，范围广，缺陷原因必须要分析全面，并且要查准根源，从源头入手解决。

制订了针对夹砂夹渣缺陷产生的防治措施，措施内容全面。针对出现的问题，现场分析原因，针对制定的措施进行生产跟踪，不断根据生产情况进行及时的调整。

消失模夹砂夹渣的缺陷将会作为一个长期项目来进行解决，不断摸索生产经验，不断总结和提高。在处理该问题时要遵守科学知识和事物客观规律，从根本上把该问题解决好。从细节做起，并在工作中加强培训和指导，真正把消失模生工艺的优势发挥出来。

参看文献：

[1]陈国桢，肖柯则，姜不居.铸件缺陷和对策手册[K].北京：机械工业出版社，2008.

[2]章舟，陆国华，刘中华，厉三余.消失模白模制作技术问答[M].北京：化学工业出版社，2012.

[3]章舟.消失模铸造生产及应用实例[M].北京：化学工业出版社，2007.