應(yīng)用消失模鑄造工藝生產(chǎn)煤機(jī)柱窩鑄鋼件的工藝

秦國治，馬紀(jì)江，閻喜紅

（1.河南中原總機(jī)石油設(shè)備有限公司，河南 濮陽 457001；2.焦作市永興鑄鋼有限公司，河南 焦作 454100）

煤機(jī)柱窩鑄鋼件是煤礦液壓支架的主要受力件，材質(zhì)要求高，用戶要求使用它的專用材質(zhì)30Cr06。柱窩部位不加工并嚴(yán)格執(zhí)行圖樣給定的尺寸公差。鑄件不允許出現(xiàn)消失模鑄造特有的增碳缺陷。為此，我們?cè)趯?duì)鑄件進(jìn)行結(jié)構(gòu)及材質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，確定了鑄件的生產(chǎn)方案，并制定了嚴(yán)格的工藝操作方法及相應(yīng)的技術(shù)措施，通過試驗(yàn)鑄件材質(zhì)及尺寸符合圖樣要求，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

1 泡沫型的制作

柱窩鑄件屬于小批量生產(chǎn)鑄件，不適合于直接成型制作泡沫型，必須采用手工制模的工藝制作泡沫型，由于柱窩特殊的使用要求，泡沫型尺寸要求嚴(yán)格，主要使用面柱窩內(nèi)要求直接鑄造成型并保證1.5mm的尺寸公差，為了保證尺寸精度，在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上確定了分塊制作、多塊黏結(jié)、制作專用切割工裝的制作方案，并確定了熱切割電阻絲的不停留轉(zhuǎn)圓切割的切割方法，防止泡沫型切割過程中因局部過燒而出現(xiàn)尺寸超差，并確定不同方向的縮尺與加工量，按澆注放置位置垂直方向2.2%～2.5%，水平方向2%～2.5%，加工余量一般在3mm～5mm之間。

2 消失模鑄造工藝及防增碳措施

2.1 消失模鑄造鑄鋼件增碳的機(jī)理分析

消失模鑄造泡沫型采用聚苯乙烯發(fā)泡材料制成，泡沫材料在金屬液澆入鑄型過程中，先后發(fā)生泡沫塑料從固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的裂解過程，并有一部分裂解出活性炭，金屬液與高碳?xì)夥战佑|，碳滲入其中形成整體增碳；另一部分裂解速度與金屬液的上升速度不匹配，金屬液壓上液態(tài)產(chǎn)物，快速分解產(chǎn)生大量的單質(zhì)碳，在高溫下滲入金屬液的局部，形成不均勻的增碳。總之消失模增碳是因?yàn)榕菽蜌饣c燃燒過程中，裂解出的單質(zhì)碳滲入鋼液形成的，要解決必須從裂解時(shí)間上進(jìn)行控制，減少金屬液與裂解產(chǎn)物的接觸時(shí)間。

2.2 柱窩的消失模鑄造澆注工藝

根據(jù)以上增碳機(jī)理的分析，根據(jù)以前消失模鑄鋼件成熟的澆注工藝，確定柱窩消失模的鑄造工藝為：澆冒合一的明澆式澆注系統(tǒng)；按照壓差定形理論合理配置負(fù)壓場，布置抽真空開關(guān)；富氧先燒后澆的澆注工藝。

2.3 澆注

工藝確定后，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制作了適合零件澆注工藝的砂箱與泡沫燒失工裝，在零件澆注前將泡沫型預(yù)先燒失干凈，燒失率達(dá)到95%以上，然后立即進(jìn)行澆注。經(jīng)過以上工藝措施的實(shí)施，澆注柱窩鑄鋼件30t，經(jīng)過化學(xué)分析與光譜分析進(jìn)行成分檢測，成分在允許誤差范圍內(nèi)，檢驗(yàn)合格。

3 結(jié)束語

采用消失模先燒后澆工藝進(jìn)行防增碳措施的澆注工藝，必須合理的控制負(fù)壓場，確保涂料層兩側(cè)的合理壓差，以防止出現(xiàn)垮箱事故造成鑄件的報(bào)廢。

消失模鑄造鑄鋼件增碳缺陷是一直困擾著消失模鑄鋼應(yīng)用的難題，這次產(chǎn)品的順利生產(chǎn)為公司打開煤機(jī)鑄件的消失模鑄造市場奠定了基礎(chǔ)，目前公司煤機(jī)鑄鋼件種類已達(dá)10多種，產(chǎn)量逐步增加。