V法造型带大螺纹预埋件固定工艺改进

2018-05-22芦陆平邓刚虎陈晋平

铸造设备与工艺 2018年2期

芦陆平，邓刚虎，陈晋平

（山西华德冶铸有限公司,山西临汾 041000）

港口机械大型配重铁如图1所示，安装要求铸件本体镶嵌大型内螺纹结构嵌件，铸件成型时必须将已加工好的具有内螺纹的制件固定在铸型上。而带螺纹预埋件的固定在铸造工艺上经常采用与内螺纹嵌件相匹配的普通螺杆或者螺栓固定，并将螺杆或螺栓固定在铸型内。

图1 港口机械大型配重

实际生产中，港口机械大型配重铸件采用V法铸造成型，工艺要求在铸造过程中带大螺纹的预埋件固定采用预埋螺栓，成型后将预埋螺栓从铸件上旋出。在实际生产过程中，在铸造成型浇注后，由于铸件重量大，体积也比较大，在铸件毛坯转运和表面抛丸清理过程中，由于预埋件固定的配合螺杆或者螺栓一般位于底面，并且会突出来，这时候极容易与地面接触受到外力的作用，容易碰伤或严重变形，造成在清理过程中预埋件的固定螺栓取不出来，预埋件丝扣变形。同时带大螺纹的预埋件固定采用预埋螺栓丝扣旋进预埋件的长度一般不能超过5 mm，如果太长预埋件与螺栓同时经过高温过程的热胀冷缩，由于收缩率的差异也会造成螺栓取不出来。

螺栓不易从嵌件上旋出直接影响了铸件产品质量，也严重影响了现场操作工人的劳动情绪，更严重影响清理进度，增加清理和返修的人工和物料成本，严重时直接导致铸件报废，严重影响到产品的交货时间。

该产品连续的生产，多数铸件在毛坯状态下就出现预埋件的固定螺栓被外力歪曲，预埋件丝扣变形的质量缺陷，严格的铸件生产转运工艺路线现场控制的效果也不明显，让生产管理者极为头疼。针对这个问题结合V法铸造的特点，决定尝试一个新工艺方案，即采用硬质木材加工螺杆用于替代金属大螺栓固定预埋件。

1 工艺可行性分析与设计

1.1 采用硬质杂木加工螺杆替代V法造型大螺栓预埋件固定工艺方案

V法铸造与其他砂型铸造显著不同在于型砂中不加任何附加物，利用薄膜负压（-0.065 MPa～-0.040 MPa），在几乎真空状态下使干砂紧实成型[1]。首先选取具有一定硬度的杂木做原材料，根据港口机械大型配重的预埋件螺纹孔尺寸加工木质螺杆，结合铸造工艺要求，将预埋件装在硬木螺杆上，然后放入固定位置的模型中，如图2所示，然后覆膜、加砂、抽真空、浇注、开箱。开箱后发现硬木螺杆已燃烧完，转运的时候没有了螺杆，就不会出现螺纹碰伤或者难以取出或去除的问题。

实践证明：采用硬质杂木加工螺杆，用于替代V法造型带大螺栓预埋件固定工艺可行。该工艺的实施将很大程度上减少大型预埋件固定螺丝碰伤或严重变形现象，降低清铲的工作量，降低人工成本，提高铸件表面质量，降低生产成本。

图2 采用硬质杂木加工螺杆替代大螺栓固定预埋件工艺

1.2 理论分析

理论上，在铁液快速注入V法型腔内，高温状态下的预埋件和硬质杂木螺杆自身温度急剧上升但是由于严重的缺氧，高温的预埋件及硬质杂木螺杆不能迅速燃烧，能在一定的时间内保持基本的状态，在铁液与型腔、铁液与预埋件结合部铁液逐步凝固，又在型腔内的造型砂被抽真空的情况下，缺氧的硬质杂木螺杆继续存在，基本上完成了铁液凝固前对预埋件的固定保护作用；一定的时间（15 min）后，铸件表层已经凝固；V法工艺过程要求铸件在砂箱内负压状态下保持一定的时间，基本上保证了预埋件丝孔的原状态要求。随着时间的延长，硬质杂木螺杆会在开箱前燃烧完毕，所以开箱的时候已经没有了螺杆，避免了预埋件螺纹碰伤或者螺杆难以取出或去除的问题。