铸造用纸质浇道管的研制与应用

2018-04-26张新平张红潮袁东洲

金属加工(热加工) 2018年4期

■ 张新平，张红潮，袁东洲

现代装备制造业的发展，将促使铸造新技术与新材料的发展。对铸件的需求量会越来越大，技术要求也越来越高，并向着薄壁、复杂、大型、整体的方向发展。在工业现代化铸造技术和工艺中，金属液的浇注过程对铸件质量影响非常大，尤其是较为复杂的大型整体薄壁铸件，采用优良的浇道产品是保证铸件表面质量、内部质量及铸件尺寸精度等技术指标达标的关键。

十多年来，我公司专业生产铸造用陶瓷浇道管、纤维复合型保温冒口套、自发热保温冒口套，拥有成套的检测设施，产品稳定。企业拥有25项国家专利，生产技术和研发能力在行业处于国内领先水平。铸造用纸质浇道管产品是公司专业研发团队和西安交通大学等科研院所专家通力合作经4年的反复实践研发而成，我公司的铸造用纸质浇道管在国内属首创，它将是铸造用浇道管的一场革命。在铸造行业特别是消失模铸造的应用优势显著，前景远大。

图1 纸质浇道系统

图2

1. 纸质浇道管

纸质浇道管是以有机纤维和耐火材料等为原料制作而成。成形工艺采用先进的专业制成设备。绿色、环保、节能的纸质浇道管具有新材料特性，我公司经过不懈努力完成研制并进入批量生产，使用的效果证实完全可以与国外的同类产品媲美。研发目标是为了取代传统的砂型浇口杯和泡沫塑料浇道组成的浇注系统(见图1、图2)。纸质浇道管安装使用极为灵活方便，能有效降低消失模铸造因浇注系统而产生的黑点和白点缺陷的概率，从而提升铸件的品质和成品率。

2. 使用纸质浇道管的优势

纸质浇道管用于消失模铸造（实型铸造），可通过其浇注铁液、铜液和铝液到消失模铸型内。薄壁和平滑的浇注口（纸质浇道管）使得浇注后浇注系统的金属残留量降到最低，并可减少浇注时产生紊流的概率，节省浇注时间，保证浇注质量。同时，由于其良好的保温效果，可有效地减少进入铸型的金属液热损失，保证金属液有足够的流动性，防止在浇注过程中过早结壳等现象的发生。纸质浇道管产品尺寸精确，易于与泡沫横浇道或内浇道连结，安装使用方便；强度高、耐高温、抗冲刷能力强；可减少浇注时“反喷”发生率，杜绝掉砂，可消除铸件黑点，防止夹砂等缺陷（见图3、图4）。

（1）保持浇注温度消失模铸造直浇道一般采用泡沫塑料白模制作，其泡沫塑料热熔、裂解、汽化消耗大量热量，使进入铸型的金属液热损失大大提高，从而降低了金属液注入铸型的温度。为了满足整个浇注过程对金属液的要求，一味采用过高的浇注温度不但影响铸件的基本性能，同时带来工艺上的麻烦，如需提高涂料的耐火度等。采用纸质浇道管，因其保温隔热性能好，减少了金属液流股向干砂传热的热损耗，相对地提高或保持了浇注温度，使金属液充型快速、平稳。

（2）避免反喷除了大型铸件外，对组串、组模的中型铸件，经直浇道的金属液较多，也就是白模的量较多，即直径（截面积）较大，砂箱较高（直浇道较长），白模的材料经常用EPS、STMMA(EPMMA)，尤其是后者在一定温度区间发气量大，往往引发反喷，造成浇注操作工被烧伤事故。采用纸质浇道管，浇注初始没有了白模，可以消除反喷，避免带来的喷液等问题（见图5）。

（3）堵绝掉砂采用纸质浇道管，浇口杯及直浇道与横浇道连接处没有白模，空心纸质浇道管的耐火度高，因此不会引发掉砂、落砂、冲砂而出现干砂掉入铸件现象，可完全避免此类情况，提高了铸件的内在质量。

（4）可消除铸件黑点纸质浇道管能达到较好的保温绝热，相对提高进入铸型的金属液温度，同时泡沫塑料量的减少（纸质浇道管取代了白模直浇道），使得有足够的热量将EPS或EPMMA热解、汽化，尤其是EPS液化量大幅减低，有充分热量裂解、汽化而逸出涂料层外，避免了剩余的碳化物残留在铸件内形成“黑点”，减少和避免积炭、皱皮缺陷的形成。

（5）防止夹砂纸质浇道管没有白模，可以避免直浇道引发落砂、冲砂而导致铸件夹砂。如果再在直浇道下端嵌入耐火过滤网，可将金属液浇入浇口杯直浇道后的渣（杂质）堵在铸型之外，从而防止产生夹砂、夹杂缺陷。