消失模鑄造在PCK 破碎機錘頭的應用

張繼信

（山東金嶺鐵礦，山東淄博 255081）

山東金嶺鐵礦機械廠鑄造車間每年生產的各種鑄件800 余噸，大多數產品屬于單件小批量生產類型，系全部采用手工造型工藝，工藝及設備落后，勞動強度大，工作環境差，生產效率低，同時鑄件質量不易控制，廢品率高，對整個機械廠的生產影響很大，為了徹底改變上述情況，結合實際情況決定進行消失模鑄造法的應用。

目前我們先后在高錳鋼、碳鋼和灰口鐵等材質的十幾種產品上應用了消失模工藝并獲得成功。下面就以PCK 破碎機錘頭鑄造工藝為例，介紹如下。

1 工藝設備配置

根據小批量生產的特點和本著因陋就簡及充分利用原有廢舊閑置設備進行改造節省投資的原則，特別進行了消失模鑄造工藝設備配置。

①1.2m×1.2m 三維振實臺；②1m×0.8m×0.6m 特制砂箱；③0.5m3涂料攪拌機；④12m3/min 真空泵；⑤油水分離器（自改）；⑥穩壓罐（自改）；⑦濕式除塵器（自改）；⑧真空分配機（自制）；⑨多功能切割機（自制）。

2 生產工藝流程設計

（1）模型制作工藝

破碎機錘頭消失模鑄造法工藝流程圖（圖1）。

錘頭材質為Mn13，收縮量為2.3%，在實驗階段，我們選擇了板材切割制模工藝，按圖紙做出實樣模型。錘頭形狀如圖2。

圖1 消失模鑄造法工藝流程圖

（2）制作澆注系統及出氣片并進行組合

澆注系統、出氣片和錘頭數量的確定遵循以下原則：①必須采用封閉式澆注系統；②各種澆道截面：∑F直=∑F橫=∑F內=1:1.1:1.3；③吃砂量：底部60mm～90mm，四周不少于60mm，鑄件之間45mm～55mm；④出氣片設置在鑄件最頂部；⑤將鑄件模型、澆注系統及出氣片進行粘結組合。

據此，錘頭消失模鑄造工藝圖如圖3 所示。

圖2 錘頭形狀

（3）配制涂料

涂料必須有良好的出氣性、涂掛性、滴淌性和強度，涂料性能的好壞將直接影響鑄件的質量，涂料要求嚴格配方，特別配制。

（4）錘頭模樣涂掛涂料

錘頭模樣與澆注系統、出氣片粘接好后，涂掛涂料。涂掛要均勻，涂層厚度確定為0.8mm～1.2mm，涂料工藝如表1。

圖3 錘頭消失模鑄造工藝圖

（5）模樣置入砂箱，填砂振實

根據吃砂量規定要求，在特制真空砂箱底部鋪上一層80mm 厚的砂子，再將一組模樣置入砂箱，填砂振實75s 左右，將塑料薄膜蓋在砂箱上封閉，放置澆口杯，便可抽氣待澆。

表1 涂料工藝

（6）抽真空澆注

砂箱內真空壓力穩定在0.06MPa 開始澆注，澆注溫度略高于普通砂型鑄造，為1390℃～1420℃。澆注必須連續，不能出現斷流現象。

（7）落砂清理

澆注完畢后，10min 解除真空，30min 后打箱，使錘頭空冷，12h 后涂料層自然剝落，節省了常規清砂步驟。

3 效果分析

（1）錘頭質量分析

外觀質量。用消失模鑄造法生產的錘頭表面質量較普通砂型鑄造表面光潔度高，尺寸精度高，無飛邊毛刺，復印性強。外觀質量對比如表2。

機械性能。消失模鑄造的錘頭與普通鑄造的錘頭機械性能相差無幾，如表3。

表2 外觀質量對比

表3 機械性能對比

（2）經濟效益分析

消失模鑄造與普通砂型鑄造的錘頭技術經濟效益對比如表4。

表4 技術經濟效益對比

4 結論

（1）消失模鑄造法設備緊湊、工藝簡便、技術容易掌握、生產效率高、生產周期短、生產成本低。

（2）改善工人工作環境，徹底改變鑄造作業環境的落后面貌。

（3）節省混砂、下芯、啟模、合箱、分型等步驟，減少配砂造型工藝，易于一箱多鑄。

（4）鑄件尺寸精度高，外觀質量好，表面光潔，粗糙度可達RA6.3μm，復印性能強。

（5）鑄件無飛邊毛刺、砂眼，不粘砂，清砂工作量可減少50%以上，工藝性能穩定，補縮效果好，廢品率低，鋼液利用率達75%～90%。