1.概述
隨著技術(shù)的發(fā)展，我國在鑄造自主 了許多 的鑄造成形技術(shù)，使鑄造業(yè)有了的進(jìn)步。同時(shí)，鑄件不斷地向大型化、薄壁化、整體化發(fā)展，對鑄件質(zhì)量也提出了新的 高的要求。例如，對于存在熱節(jié)的大型薄壁復(fù)雜鑄件進(jìn)行熔模 鑄造，由于鑄件熱節(jié)處成形困難，易產(chǎn)生縮孔、縮松等質(zhì)量問題，因此熱節(jié)補(bǔ)縮成為熔模鑄造中的一個(gè)難題。目前，大多都是通過采用復(fù)雜的澆注系統(tǒng)及增加澆冒口重量的方法來解決大型 鑄件熱節(jié)處成形困難的鑄造難題。但是由于其澆注系統(tǒng)龐大，工藝出品率低，制造難度大，造成原材料和能源的 大浪費(fèi)。為解決這一技術(shù)問題，我們通過大量的試驗(yàn)，成功 出對存在較大熱節(jié)的大型薄壁復(fù)雜鑄件進(jìn)行 鑄造成形的。不采用復(fù)雜的澆注系統(tǒng)，不增加澆冒口重量，而采用在熱節(jié)處安放“鑄造冷鐵”的方法，較好地解決了存在較大熱節(jié)的大型薄壁復(fù)雜鑄件熔模 鑄造成形熱節(jié)補(bǔ)縮問題。
2.技術(shù)原理及試制過程
熔模 鑄造又稱“失蠟鑄造”，這種方法是用熔模材料制成熔模樣件并組成模組，表面涂敷多層耐火材料，待干燥固化后，將模組加熱并熔出模料，經(jīng)高溫焙燒后澆入金屬液即得熔模鑄件。熔模 鑄造具有鑄件尺寸，表面粗糙度值低；能鑄造出其他工藝方法難以形成的大型復(fù)雜鑄件或大型組合件；能鑄造形狀復(fù)雜小孔及薄壁鑄件；可以鑄造的合金不受限制等特點(diǎn)。因此，在機(jī)械制造、石油化工、航空航天、兵器船舶等行業(yè) 了廣泛應(yīng)用。
在實(shí)際生產(chǎn)中，有些鑄件由于其形狀存在局部的突起、尺寸的突變，形成在鑄造時(shí)金屬液凝固較慢的熱節(jié)，而在熱節(jié)處很容易產(chǎn)生縮孔、疏松、氣孔等缺陷。
在砂型鑄造中，常采用安放冷鐵的方法來解決熱節(jié)問題。由于“鑄造冷鐵”具有高的導(dǎo)熱性和蓄熱性，并有較強(qiáng)的激冷作用，安放在鑄件熱節(jié)處，使金屬液在此處凝固時(shí)形成激冷，組織致密，從而 地防止鑄件在熱節(jié)處產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。
但是，熔模 鑄造的型殼在澆注前要經(jīng)過1000℃左右的焙燒，冷鐵經(jīng)高溫焙燒后會產(chǎn)生氧化皮。澆注時(shí)氧化皮掉入殼模型腔內(nèi)，會形成鋼液夾雜物，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。若用不銹鋼制作冷鐵，澆注后附在鑄件上很難加工且不能循環(huán)使用，而且還增加了制造成本。因此，傳統(tǒng)工藝大多是通過采用復(fù)雜的澆注系統(tǒng)及增加澆冒口重量來解決熱節(jié)處成形困難的難題。由于澆注系統(tǒng)龐大，工藝出品率低，制造難度大，造成原材料和能源的 大浪費(fèi)且制造相當(dāng)困難，所以使此類零件熔模 鑄造成形受到限制。
基于此，需要找到一種冷鐵，使其既能在高溫焙燒時(shí)不產(chǎn)生氧化皮，又能在澆注后容易加工?；蛘卟扇∧撤N工藝措施，使普通的冷鐵在高溫焙燒時(shí)不產(chǎn)生氧化皮。
于是，我們在新工藝 過程中，為了 防止冷鐵在1100℃左右的高溫和長時(shí)間焙燒環(huán)境下被氧化，并將鋼液與冷鐵隔離開，防止冷鐵與金屬液直接接觸，避免冷鐵在起冷卻防縮松作用的同時(shí)又產(chǎn)生其他的副作用，經(jīng)過多次試驗(yàn)，研制了一種“鑄造冷鐵”耐熱涂料，將冷鐵保護(hù)起來，防止冷鐵氧化。我們還對存在較大熱節(jié)的大型薄壁復(fù)雜鑄件的冷鐵材質(zhì)、形狀、尺寸、表面處理、嵌入方式等進(jìn)行了系統(tǒng)的 ， 后終于采用“鑄造冷鐵”的方法解決了熔模 鑄造鑄件熱節(jié)處縮孔、縮松缺陷問題， 成功了對存在較大熱節(jié)的大型薄壁復(fù)雜鑄件的 鑄造成形。
3.工藝流程
鑄造成形的工藝過程如下：零件圖、工藝設(shè)計(jì)、壓型設(shè)計(jì)(在壓型設(shè)計(jì)時(shí)考慮冷鐵設(shè)置)、制造壓型(壓型返修)、制備蠟料、制造蠟?zāi)?、修蠟?zāi)?、蠟?zāi)z驗(yàn)、制造澆口棒、制作冷鐵、冷鐵加工、冷鐵涂料、冷鐵涂料干燥、組焊蠟?zāi)?包括冷鐵組合)、涂料配制、制造型殼、熔失蠟?zāi)?、型殼焙燒、熔煉澆?爐前化驗(yàn))、脫殼、清理(冷鐵回收)、切割澆冒口、熱處理、清理、檢驗(yàn)、入庫。
4.關(guān)鍵技術(shù)
該工藝技術(shù)的關(guān)鍵是在熔模 鑄造鑄件熱節(jié)處安放“鑄造冷鐵”，并冷鐵在高溫焙燒環(huán)境下不被氧化，在澆注時(shí)不與金屬液接觸。
為了 防止冷鐵在950一1100℃的高溫和長時(shí)間焙燒環(huán)境下不被氧化，同時(shí)，將鋼液與冷鐵隔離開，防止冷鐵與鋼液直接接觸，應(yīng)注重涂料的質(zhì)量和涂敷質(zhì)量。
我們研制的“鑄造冷鐵”耐熱涂料為水基涂料，其主要性能為：耐熱溫度為850一1300℃，密度為1.9一2.0g/c時(shí)，外觀為水性粘膠液體，涂覆用量為1.0一2.0m2/kga在試用該涂料過程中，采用浸涂的方法，涂層數(shù)為1-2層，涂層厚度為0.3-0.8mm，試用結(jié)果比較理想，成功地起到了防止冷鐵氧化的作用。
