降低消失模缺陷案例分析,提升成品率就是为企业降低成本、提升竞争力。

洲际铸造2021-02-19 14:38:05

两会结束后,国家扶持农机和新能源汽车发展的政策频出,无疑为农用机械和汽车行业的登峰造极提供了非常强大政策基础。农机零部件、发动机等精密铸件巨大的需求量已经成为铸造企业瞄准了的既定发展目标。然而,我们知道,我国核心零部件的生产一直存在着稳定性差、精密水平不高等问题,尽管使用了消失模铸造工艺,能够大大提高核心铸件的生产效率,降低废品率,但仍然无法保证产品的零缺陷。无论是核心零部件生产企业,还是高精密铸件生产企业,如何来控制消失模铸造的缺陷呢?河南禹州市禹岗机械配件制造厂(以下简称“禹岗机械”)通过多种尝试,找到了一条既能够降低产品缺陷,又降低成本的方式。本期前沿案例,洲际编辑就带您一同分享禹岗机械降低缺陷率的优秀对策。


改良前


 “过去,我公司产品经常出现产品外观质量差,尺寸不精准,成品率比较低,给企业带来非常大的压力”禹岗机械刘经理讲述。


据洲际编辑了解,造成缺陷的原因一方面是铁水质量对消失模铸铁件的影响较大,另一方面则是根据不同材质、品质的消失模,而产生不同程度的缺陷。从浇注温度不当对消失模铸铁件缺陷产生的影响,以及不同材质消失模对铁水质量的要求,分析了防止出现铸造缺陷的措施和调整方法。而这方面却是企业容易忽视的。禹岗机械自2010年成立以来,非常重视生产工艺对产品的影响,所以引进了一系列先进的设备,其中就包括了铁水温度测试设备。通过系统、合理的温度把控,可以实现降低缺陷的效果。消失模铸造由于消失模气化要消耗铁液热量,要求提高铁液浇注温度,为此必须对铁液熔炼进行适当调整,以便得到与砂型浇注一样或更优的铸件组织。由此可见,消失模如果品质不高,相对应就需要铁溶液在各方面参数得到更高的提升。

由此,根据铸造企业普遍存在的消失模铸造缺陷,禹岗机械进行了全面的改良。

——粘砂

在消失模铸造过程中,由于铁液温度过高,易引发化学粘砂和机械粘砂。砂型中干砂含有细小砂粒、灰尘,尤其是石英砂,极易与铁液起物化矿化反应而产生化学粘砂,极难清理;过高的铁液温度造成消失模涂料层脱落、开裂、软化破裂,铁液通过破裂、隙缝裂纹,加上浇注速度又快,铁液渗入的温度高,粘砂程度也愈严重。最易发生部位是铸件底部或侧面及热节区,型砂不易紧实地方,特别是转角处,组串铸件浇注系统连接处,容易形成铁液与型砂机械混合的机械粘砂。消失模铸造在浇注金属液时由于泡沫塑料模汽化的很快,金属液填充的速度较慢,型砂因真空度不够紧固,砂子就会钻入铸型,造成铸件进砂。



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——反喷


消失模浇注时在过高的浇注温度铁液的作用下产生激烈的热解相应反应。真空量不够、浇道设计不合理、消失模材质问题、浇铸速度过快也是造成这一缺陷的主要原因。

浇注铁液与消失模接触时产生热解产物,400℃以上的温度下聚苯乙烯C8CH将裂解为丙烯C3H6、乙烯C2H,乙烷C2H6,甲烷CH4,碳C和氢H2,随着铁液温度提高,热量增加,消失模裂解深度进度加剧,气体的产物体积增大,析出C也更多,在完成裂解成C和H2的情况下,1个体积的笨乙烯,产生8g的H2和96g的C,占苯乙烯总量的92%。消失模热分解时析出气体800℃,165~175cm³/g;1000℃,500~518cm³/g;1200℃,738~689cm³/g,随着消失模受热温度升高,发气量增加,焦态残留物增加,而液态减少,铸铁浇注温度为1300℃时,发气量为300cm³/g,如浇注温度过高,分解裂解急速,气体量剧增,如果真空泵来不及吸排,气体来不及逸出,就会引起反喷。
 

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——气孔


消失模受铁液热量后分解、裂解,产生大量气体,浇注温度过高并发剧急地产生气体,其气体分散扩展进入型腔,砂型,不能及时排出就会进入铁液产生气孔,此种气孔大而多伴有炭黑。过高的浇注温度,过多热量灼烤砂型使型腔,砂型产生较多气体,又不能及时地从铸型和铁液上排出,就会产生气孔。如采用发气量小的消失模,产生气泡缺陷的可能性也随之降低。

    
浇注球墨铸铁,采用消失模其发气量更大、更多、更集中,其气孔的急剧产生和及时排气不畅,就易产生气孔。
    
此外,消失模分解产生的气体量多、剧急、迅速,铸型排气速度来不及,真空泵吸气量,速度又不足,气体冲击铸型,导致铸型溃散,塌坍铸件不能成合格品,还能引发消失模铸造其它缺陷,如节瘤、缩孔、缩松、热节处气渣洞孔等。
 
——皱皮
   
浇注温度太低热量不足,消失模不能完成分解、裂解、气孔,消失模热解不彻底,气相产物减少,液相,固相产物增多更利于皱皮积炭的出现,产生量增多,对薄壁球铁铸件更容易产生皱皮、积炭、炭黑缺陷。而消失模气化不完全才是造成皱皮缺陷的根本原因,这与消失模材质、品质有着极大的关系。
 
—— 冷隔、重皮、浇不到
    
消失模被加热分解,要吸收大量热量,过低的浇注温度提供的热量不足以分解消失模,故要从铁液中吸收热量,使铁液降温过甚;产出的气体又增大阻止铁液充型,从而又降低了铁液的流动性,故引起冷隔、重皮、浇不到。当铁液流股分二股充满铸造型顶部会合时,铁液的温度已降到较低不能融合,铸件起簿,浇注温度更低时,极易出现冷隔。 浇注温度较低时,靠近铸造型表面先形成薄的铁壳,而后续铁液充型后,又没有足够热量熔化此膜就出现了重皮缺陷。消失模材料的品质高度对铁溶液要求也各不相同,品质较低的消失模极易吸收铁溶液热量,使得铁溶液温度下降,从而产生重皮现象。

缺陷的产生除了与技术相关以外,跟消失模材料的品质也有着密切的联系。通过大量的生产经验和低成品率来看,选择一款品质优秀的消失模材料可谓是势在必行。
 
改良后

禹岗机械在更换消失模材料之前,尝试过通过控制铁水温度浇注等技术层面来把控产品的缺陷率,但由于熔炼过程中人为操作占主导地位,温度控制等方面又存在客观限制,所以尽管能够有所改善成品率问题,但却始终不是最有效的方式。

选择高品质的消失模也是降低缺陷率的有效方式。“过去由于我公司没有寻找到适合企业自身特点的消失模,导致生产过程中铸件的缺陷率居高不下,既浪费了成本,又耗费了人工,产品不够稳定,导致企业的美誉度和市场占有率受到影响。经过长期考察和深入了解之后,我公司更换了一批新型消失模,通过前期使用的结果测量出,产品表面缺陷、尺寸不精准问题得到了有效的改善,并且还实现了无飞边、毛刺、冷隔,均匀一致,表面光洁度接近精密铸造、铸件内部结构稳定,排除了砂眼、气空、缩松等铸造缺陷,根除了批量缺陷问题,该消失模充分利用了环保理念,且投资少,整个生产过程没有污染。”刘经理如是说。


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通过该款消失模的应用,禹岗机械解决了过去常出现的粘砂、反喷、皱皮、气孔等缺陷,成批量提升了产品的成品率,有效降低了生产成本,为企业创造巨大价值。更值得一提的是,禹岗机械利用此款消失模生产出的铸件产品,凭借精密度高、稳定性强等优点,成功的与广西玉柴、力佳、华东等国内知名优秀厂商达成长期合作,与中国一拖长期合作,共同开发研制E504-37、E600-37系列产品,获得了一致好评,提升了企业的品牌度与美誉度。


编辑总结

从上文的生产过程不难看出,通过调整铁液来降低缺陷虽然能够降低铸件产品的缺陷,但由于其技术难度高,人为因素较大,使得产品快速实现缺陷率降低的可能性不大。而河南禹州市禹岗机械配件制造厂在选择消失模的过程中,严格把控了产品的精度与稳定性,进而使其铸件产品在源头上得到了品质的保障。并且,经过与该企业刘经理沟通发现,此款消失模不仅质量品质过硬,同时在售后服务方面也十分优秀,值得禹岗机械充分信赖。洲际编辑认为,通过优秀消失模材料的应用,提升了其生产效率,更降低了产品的缺陷,从成本角度来分析,无异于为企业自身节约了大量的成本。

更换了优秀的消失模材料,提升了铸件产品稳定性,最终实现了企业的品牌度与美誉度的双赢。通过禹岗机械在材料方面的改良,给产品带来了质的变革。其实,铸企采购设备和材料,最适合自己的才是最好的。

如果您想详细了解该款消失模在铸造企业的实际应用情况,可以与其研发者任丘市精远模具有限公司(李运贵15132777702)深入沟通。希望通过洲际编辑的讲解,能够为广大铸造企业以有价值的参考。


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