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消失模铸造生产系统优化控制0家具螺丝

发布时间:2022-06-28 21:01:24

消失模铸造生产系统优化控制

消失模铸造生产系统优化控制 2011年12月09日 来源: 摘 要 讨论了消失模铸造生产系统中各关键技术点的优化控制问题,如各种原材料的控制、模型及涂料制备工艺的控制、干砂造型的控制以及各工艺条件的控制等。通过控制各关键技术点,将工艺条件的稳定作为稳定生产的基本要素。特别是随着消失模铸造技术的普及,许多中小企业相继投产,并且暂时还不完全具备消失模铸造生产的标准条件,在这样形势下,加强其他条件和利用相应的补偿措施,也可以生产出合格的铸件。

关键词:消失模铸造、生产系统、优化控制

消失模铸造技术的优势体现的越来越明显,许多中小企业相继投产。特别是近几年来消失模铸造企业如雨后春笋,从消失模铸造设备厂家的订货需求可以明显体会到这一点。但是,也有不少消失模铸造企业投产后不久纷纷下马。其中缘由在于许多企业对消失模铸造工艺了解不深入,一开始看起来消失模铸造工艺很简单,没有充分估计到它的规律性和复杂性,仓促上马,结果在实际生产中遇到意想不到的问题,又没有心理准备,对出现的问题束手无策,又匆匆下马。结果既浪费时间、资金和精力,又要丢掉市场,得不偿失。实际上,消失模铸造是一个系统工程,理论上可以用于生产各种铸件,并且在实验室取得了广泛的成功。但是,由于我国消失模铸造模型材料普遍采用包装用的 泡沫聚苯乙烯(EPS),并且专用涂料技术还没有形成技术优势,加之干砂振动技术和消失模铸造工艺也不成熟,从而导致许多初上企业,特别是中小企业对于这些认识还不深入,所以才会出现一哄而上又一哄而下的被动局面。

那么消失模铸造技术在我国真的没有发展前景吗?答案是否定的。通过十多年的生产实践,我国采用消失模技术进行铸造生产的企业,已由开始阶段不到十家发展到目前的数百家就是一个有力的证明。消失模铸造生产在我国有许多成功的实例,没有达到预期效果而下马的企业也有相当多的数量。分析成功的经验和失败的教训,对于消失模铸造在我国的发展前景,关键在于对这种工艺的认知程度,在于对该工艺生产系统的优化控制,包括对原材料、涂料技术、干砂紧实技术以及消失模铸造工艺技术的优化控制等[1]。

一、原材料的优化控制

消失模铸造生产需要的原材料大致分为模型原材料、干砂原材料、涂料原材料、合金熔炼原材料等几个方面。由于消失模铸造工艺是一项系统工程,原材料的选择尤为重要。所以控制各种原材料的质量和参数就成了消失模铸造成败的基础。

模型材料通常称之为珠粒,铸造上采用的珠粒一般分为两种类型,即聚苯乙烯(PS-Polystyrene)珠粒和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-Polymethyl Methacrylate)珠粒,二者都属于高分子材料。另外还有一种PS+PMMA的聚合物。对于低碳钢铸件,模型材料中的碳易使铸件表面产生增碳现象,从而导致各种碳缺陷。其中PS(含碳92%)、PS+PMMA共聚物、PMMA(含碳60%)对铸件的增碳影响程度依次减小[2]。此外,模型的密度是其发气量的重要控制参数,上述三种材料的发气量从小到大依次为PS、PS+PMMA共聚物、PMMA。同时,珠粒的尺寸应根据所生产铸件的壁厚进行选择,一般情况下,厚大铸件选用较粗粒径的珠粒,反之薄壁铸件选用较细粒径的珠粒,使铸件最薄部位保持三个珠粒以上为宜。另外,模型材料的预发和成形控制也是技术成功的一个关键。一般情况下,预发珠粒其密度控制在约0.024~0.03g/cm3,其体积约为原珠粒体积的30倍。成形模型的密度控制在约0.02~0.025g/cm3。

干砂是消失模铸造的造型材料,由于该工艺的特点,选择干砂应与生产的铸件材质有关,高温合金采用耐火度较高、颗粒较粗的干砂。目前干砂主要使用天然石英砂,应去除砂中的铁渣、粉尘和水分,并保持使用温度不高于50℃。

涂料是消失模铸造中必不可少的原料,现在许多铸造厂采用自制涂料。涂料的主要作用是提高模型的强度和刚度、防止破坏或变形;隔离金属液和铸型;排除模型气化产物;保证铸件表面质量等。消失模涂料中耐火骨料主要有锆英粉、铝矾土、棕刚玉粉、石英粉、滑石粉、莫来石粉、云母粉等。其粒径级配应兼顾防止粘砂和高温透气性,粒形有利于提高透气性,通常选择一定数量的球状颗粒,有利于模型气化后气体的逸出或模型不完全分解的液化产物的排除。

二、涂料制配的控制

消失模铸造涂料的载体多采用水基,以利于环境保护。其粘接剂主要包括粘土、水玻璃、糖浆、纸浆废液、白乳胶、硅溶胶等。在选择粘接剂考虑以下几个方面因素:高温发气性;涂挂性;涂层强度和刚度;浸蚀模型性等。悬浮剂用于防止涂料发生沉积、分层、结块,使涂料具有触变性。一般可采用膨润土、凹凸棒石粘土、有机高分子化合物及其复合体等。另外消失模涂料中还需添加表面活性剂,以增加

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