金属型铸造以其较高的生产效率,较高的表面光洁度,在中小型铝合金铸造厂得到了广泛的应用。金属型铸造时,常常用保温涂料涂刷到冒口部位,以使冒口处冷却滞后于铸件本体;此方法在铸件厚5~20mm范围内尚可,但是当铸件局部厚度超过30mm以上,保温涂料的作用相对较弱,此时只能增大冒口体积以提高补缩能力,但是工艺出品率会大大降低,金属液浪费严重。为了克服以上缺点,将保温冒口应用于厚大件铝合金金属型铸造上,取得良好的效果,生产出完全满足技术要求的铸件,并且大大提高了工艺出品率。
1 零件结构分析
零件如图1所是Ф96mm上表面以及Ф230mm大圆上表面加工后不允许有任何铸造缺陷。Ф96mm处热节圆直径为Ф96mm(将冒口设在此处),按厚度大铝合金铸造工艺出品率65%计算,逐渐毛坯质量4.54kg,则浇冒口质量:

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浇口实际质量为0.5kg
取冒口直径为Ф96mm,则冒口高度为
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2 改进方案
(1) 将冒口处用保温冒口套代替保温涂料,工艺简图如图2,工艺出品率按照80%计算,冒口直径取Ф96mm,高度确定为80mm。
(2) 保温冒口的配制 用90%真空微珠(又名漂珠)做主要保温材料,10%普通粘土做粘合剂,在混砂机中混制,用芯盒打出冒口套,在烘干炉里烘干备用。
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(3)浇注铸件 将金属型预热至80~150摄氏度,喷面层涂料,待干燥后合型,将保温冒口套安放在冒口处,轻轻压实,将处理好的铝液浇注金属型,待凝固后开型取件。
3 对比分析
(1) 冷却凝固时间 将同等尺寸的两种冒口作对比试验,保温涂料冒口(以下简称涂料冒口)凝固时间为3分钟,而保卫毛口套的冒口(以下简称涂料冒口)凝固时间为8分钟,保温冒口凝固时间远远滞后于铸件本体,这使冒口为铸件收缩提供了充足的高温铝液。
(2) 涂料冒口的扩张角度60~90度,而保温冒口的扩张角度大于150度
(3) 冒口内部组织结构 将两种冒口剖开对比观察,涂料冒口中心部位有很长的缩松区域,铝液浇注温度低时会使缩松区域延伸到铸件本体,从而导致废品。保温冒口组织致密,无任何缩松区域,从而确保了铸件本体组织致密。经批量加工试验,冒口颈部没有发现缩松缺陷。
(4) 实际浇冒口质量为1.03kg,工艺出品率达81.5%。
