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樹脂砂型工藝藝術鑄造缺陷分析
2016-11-23 16:35

 

熔模鑄造、砂型鑄造、石膏型鑄造是目前藝術鑄造行業應用最廣泛的鑄造工藝,而樹脂砂鑄造工藝被廣泛應用于大型鑄件的生產?,F僅就銅及銅合金樹脂砂工藝大型藝術鑄造過程中產生的主要鑄造缺陷作以簡單分析,并提出實用的工藝解決方案。

 

銅及銅合金大型藝術鑄造樹脂砂工藝鑄造大型鑄件,一般采用分段分塊造型,砂箱造型或鋼管焊架造型,銅合金配方選用鑄造性能優良的ASTM B584標準中C90300錫青銅(錫7.5%~9.0%,鋅3.5%~5.0%,銅86.0%~89.0)。鑄造過程中產生的鑄造缺陷主要包括:脹箱、夾渣、縮松、澆不足等?,F結合具體的生產實踐分析鑄造缺陷產生的原因及如何防止或減少。

 

在具體的生產中,造型采用的呋喃樹脂具體性能:游離甲醛0.29,游離酸為1.94;涂料的性能:密度為1.255 g/cm3,粘度為15.7 s,發氣量為17.9 mL/g。造型用砂是天然石英擦洗砂,粒度97.2集中在50/100目,含泥量為0.28,SiO2含量為93,角形系數為128。

 

樹脂加入量為砂重量的1.5,固化劑加入量為樹脂的40%~70,利用混砂機充分攪拌。

 

脹箱

1.1表現特征

鑄件整體增厚或者局部增厚,造成鑄件薄厚不均勻,影響整體力學性能,同時消耗了銅合金,增加了成本。情況嚴重時,可造成鑄件報廢。

 

1.2產生原因

造型合型不到位;工藝孔開設不合理;加固螺絲沒有擰緊;造型用的硅砂回收重復使用,粉塵含量過高,造成砂型的強度不夠;砂型變形;澆注溫度過高,澆注速度過快等。

 

1.3解決方案

砂型合型時應四角平穩下落合箱,并檢查是否到位,對變形或不合縫的型塊進行調整;根據形狀不同科學的開設工藝孔,澆注前要反復檢查加固螺絲,一定要擰緊實;檢測硅砂的含粉量,做到及時更換新砂或者在舊砂中摻入更多的新砂;澆注前嚴格測量銅液溫度,要根據型塊的大小、復雜程度,選擇合理的澆注溫度,保證銅液均勻平穩進入型腔。

 

夾渣、縮松

 

2.1表現特征

鑄件表面有非常明顯的氧化層,有許多細小分散且形狀不規則的小孔。這些鑄造缺陷嚴重影響鑄件的表面美觀,同時影響焊接性能和力學性能。但是只能有效控制縮松而不能完全解決。

 

2.2產生原因

銅合金冶煉時沒有攪拌打渣或打渣不干凈,熔煉過程中吸氣量大,澆注時擋渣環節沒有做好,澆注溫度高等。

 

2.3解決方案

銅合金液出爐前要充分攪拌,澆注前測溫,二次扒渣,澆注時認真擋渣,平穩澆注。鑄件夾渣和縮松明顯減少,鑄件質量得到改善。

 

澆不足

 

3.1 表現特征

鑄件底部有澆不足,鑄件中間有花塊,或者兩邊澆不足。

 

3.2產生原因

澆注溫度低,澆注速度慢,砂型排氣孔小,易產生憋氣,型塊小塊部位破損等。

 

3.3解決方案

樹脂砂固化劑的加入嚴格遵循冬季夏季要求的配比加入,一定要保證砂型強度;合型前仔細檢查砂型小塊有無破損脫落,合型是否到位;澆注前進行點火引氣;澆注前要把型塊擺放平整或垂直;嚴格控制澆注溫度和澆注速度等工藝措施。

 

結束語

采用呋喃樹脂砂型工藝成功地完成了許多有重大影響的大型巨型青銅雕塑,如出口美國、高33 m、長64 m青銅雕塑《馬與龍》(美國本土最大);廣州白云機場長78 m的巨型青銅雕塑《五云九如》(全球最長);全球最大青銅雕塑群、鄂爾多斯巨型青銅《成吉思汗雕塑群》;河北唐山78 m的巨型青銅雕塑《丹鳳朝陽》;國內目前最高最大的動態青銅雕塑《九龍浴泉》等。

(來源:山西宇達青銅文化藝術股份、百鑄聯盟)

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