解决熔模铸件气孔一种方法

解决熔模铸件气孔一种方法
  苏连升、沙自园、谭培松
（河北安吉宏业机械股份有限公司）


摘要：单个浇口，顶注浇注工艺铸件，应用反复使用中温模料，采用二次脱蜡，保证型壳中蜡液全部脱净，防止铸件侵入性气体产生。

关键词： 中温模料  二次脱蜡   气孔
铸件气孔分为卷入性气孔、析出性气孔和侵入性气孔。析出性气孔是由金属液析出的气体形成；卷入性气孔是铸型和浇注系统在浇注前被大气占领的，浇注时不平稳的金属流很可能将型腔中气体卷入而形成气孔；侵入性气孔是浇注时，铸型由于受液态金属热作用而产生的水分蒸发、有机物(模料)燃烧产生大量气体，当气体压力大于金属液压力时，气体将侵入液态金属中而形成气孔。本文就熔模铸件因中温模料残留而产生侵入性气孔的原因及防止措施进行分析。

一、 气孔产生的原因与分析
1、 气孔产生原因
我公司部分铸件采用单个浇口，顶注浇注系统，在浇注过程时常出现气孔缺陷（见图1），问题发生后，我们首先考虑为钢水氧化和型壳透气性不好产生的气孔，并采取了以下措施：①确保回炉料干净、无油污、无铁锈；②提高烧壳温度及烧壳时间,保证型壳的透气性；③降低浇注速度并将型壳倾斜浇注,保证钢水中气体浮出;④缩短高温熔炼时间并充分脱氧，避免钢水氧化并减少钢水中含气量。经过试验铸件气孔缺陷还是存在，没有明显的好转。最终在焙烧完型壳找到问题所在，经破坏焙烧完成的型壳发现型壳内部存在大量碳灰（见图2）。

2、 产生原因分析
顶注铸件的目的主要是保证铸件充填能力，减少铸件缩松问题，其次是型壳中中温模料不会有残留现象，即使有轻微存在经焙烧后也不会出现如图2所示大面积碳灰产生。该铸件采用单个浇口，顶注浇铸系统，该铸件采用高压蒸汽脱蜡。蜡料残留是与内浇口高度一致的型壳内部有少量模料不能排除如图3（组数不整齐造成），型壳焙烧后型壳内部出现碳灰（碳氢化合物），当高温钢水浇入型壳与碳灰接触产生大量气体，形成侵入性气孔。

中温模料残留导致铸件产生大量气孔，熔模铸造中一般很少出现，原因是采用高温型壳浇注，型壳焙烧时可以将残留模料焙烧干净，但是为什么会出现上述问题呢？主要原因是蜡料反复使用，使模料中杂质含量高，即使存在少量蜡料残留，焙烧过程中无法去除，产生上述问题。

二、解决方案及可行性分析
1、解决方案：
1）、在铸件出现问题部位增加内浇口或增加排蜡口。
2）、对型壳进行二次脱蜡。
2、可行性分析：
由于此铸件单重轻，工艺出品率不高，采用第一种方案出品率会降低8%以上，综合算下来利润没有了。第二种方案是最为可行的方案，成本不会太多，而且效果非常明显。铸件二次脱蜡完成后，铸件浇注完成后没有再出现气孔现象。

三、结论：
中温模料反复使用是中国大部分精铸企业都普遍存在的现象，对蜡料的干净程度很难保证（灰分保证在0.05%以下），导致杂质残留非常高，如果一次无法脱净蜡料，往往铸件上会出现很多铸造缺陷，本文所述产生气孔只是一种缺陷而已，因此采用二次脱蜡将型壳中的残留蜡料去除干净，是解决因蜡料残留产生铸造缺陷一个很好的办法。

参考文献
1、 姜不居主编，熔模精密铸造，机械工业出版社，2004
2、 中国铸造协会，熔模铸造手册，机械工业出版社，2000
3、 许云祥  熔模铸钢件气孔产生与防止  特种铸造及有色合金  2001年第2期