在自來(lái)水管道工程上沿用數十年的灰鑄鐵剛性接口管,由于其強度低、重量大、施工費力及使用壽命短等缺點(diǎn),已經(jīng)基本上被柔性接口球墨鑄鐵管取代。
消失模是干砂、負壓實(shí)型鑄造工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)。模樣用聚苯乙烯(簡(jiǎn)稱(chēng)EPS,有的EPMMA或STMMA)泡沫塑料制成。經(jīng)內外表面涂耐火涂料并烘干后,粘接澆注系統,置入特制砂箱、震實(shí),模樣無(wú)須取出,將砂箱用塑料膜密閉。澆注前預先抽負壓,使干砂達到所需緊實(shí)度,即可澆注。澆注時(shí)繼續抽負壓,澆注過(guò)程中模樣氣化,氣化由負壓管道排出,鐵液凝固后形成鑄件。由于模樣一次性使用,起初多用于單件生產(chǎn)。隨著(zhù)該工藝的不斷發(fā)展和完善,已廣泛用于成批生產(chǎn)。
用消失模工藝鑄出的球墨鑄鐵管件與砂型相比外觀(guān)質(zhì)量有明顯的提高,但也出現了一些意想不到的缺陷,現將這些缺陷形成的原因及克服的方法介紹如下:
1 承插口橢圓度超標
消失模所用的涂料是水基涂料,浸涂時(shí)使泡沫塑料模樣變濕,降低了剛度,烘干后產(chǎn)生變形,造成了球墨鑄鐵管件變形。這種變形如生產(chǎn)在承插口部位,可使其公差尺寸或橢圓度超標,使球墨鑄鐵管件報廢。這種缺陷一度是造成廢品的最主要原因。后來(lái)用鋁制或聚氯乙烯定型環(huán)的方法得到了解決,即在涂料前將定型環(huán)放入承插口內徑,在第一次涂料烘干后,消失模的剛度明顯增加再涂第二次涂料,即可消除變形。
2 型壁位移
在一個(gè)澆注系統有兩個(gè)以上的球墨鑄鐵管件時(shí),在相鄰的兩個(gè)鑄件中,其中一個(gè)鑄件的壁厚增加而另一個(gè)鑄件的壁厚減小,更有甚者兩個(gè)鑄件一個(gè)鑄件出現大孔洞,而另一個(gè)鑄件局部增厚一倍。
這種缺陷只有消失模中有,這是由它的充型特殊性造成的。如前所言,消失模屬實(shí)型,造型材料使用干砂,砂粒之間沒(méi)有粘結劑,鑄型的形狀是由消失模維持的,充型過(guò)程是在澆注時(shí)鐵液流動(dòng)前沿,將靠近它的消失模逐次不斷氣化,不斷充型。消失模氣化過(guò)早會(huì )使鑄型潰散;過(guò)遲,氣化后的氣體不斷排出。
當一個(gè)澆注系統的兩個(gè)球墨鑄鐵管件充型速度不同時(shí),充型速度較慢的鑄件的消失模會(huì )有相對較多的氣休,兩個(gè)相鄰的鑄件鐵液液位高度不同時(shí),在鐵液壓力的作用下型壁移向另一方,造成此類(lèi)缺陷。所以須嚴格注意兩件澆注系統的合理分配,以避免此類(lèi)缺陷出現。
3 塌箱
塌箱現象與空腔砂型鑄造不盡相同,嚴重的型壁位移會(huì )塌箱,澆注過(guò)程中負壓中斷,斷流都會(huì )形成塌箱。
4 跑火
消失模沒(méi)有分型面不會(huì )發(fā)生空腔鑄造中所說(shuō)的跑火現象,它是伴隨著(zhù)塌箱出現的,其危害更大,它會(huì )使鐵液流入砂箱負壓氣室或負壓管路,嚴重損壞砂箱或負壓系統,要特別注意。
5 渣氣孔
一般氣孔內壁光滑,而此類(lèi)缺陷內壁含有碳黑狀物質(zhì),呈蜂窩狀,成片聚集,經(jīng)分析認為此缺陷是在鐵液充型過(guò)程中部分泡沫塑料包裹在鐵液中未能排出,待鐵液凝固后所形成。應從合理設計澆注系統,使鐵液順暢充型來(lái)避免,當形狀復雜時(shí),可在形成缺陷處設置排氣冒口。
6 其他
一般球墨鑄鐵鑄件的缺陷如砂眼、氣孔、冷隔等,消失模鑄件中也會(huì )出現,可用保證澆注溫度等一般措施加以克服。