原标题：Ｖ法泥芯加套冷铁工艺
Ｖ法泥芯加套冷铁工艺
汪大新，高华
（合肥铸锻厂，安徽 合肥 230601）
摘要:采用在配重铸孔的泥芯加套冷铁的工艺，来控制泥芯经常烧结的现象。通过凝固温度场模拟，发现冷铁可以有效降低泥芯前沿铁液温度，降低铁液对泥芯的高温烘烤时间，加速铁液凝固，从而在很大程度上减少了泥芯烧结现象，降低了清铲的工作量，提高了铸件表面质量，降低生产成本。
关键词：配重；泥芯；冷铁；温度场
The V-Process of Cold Iron Around of The Resin-Core
Wang daxin, Gao Hua
(Hefei Casting and Forging Factory, Anhui Hefei, 230601)
Abstract: Using the V-process of cold iron around of the resin-core, to control the sintering phenomenon of the core. Through the thermal field simulation, found that cold iron can effectively reduce the liquid temperature of the iron nearing the resin-core, the liquid iron on core of high temperature baking time and accelerate the iron liquid solidification. Therefore, it largely reduce the core sintering phenomenon, the clear work and the production cost, enhance the quality of the casting.
Key Words: Counter weight; resin-core; cold iron; thermal field
Ｖ法铸造与其它砂型铸造显著不同在于型砂中不加任何附加物，利用薄膜负压使干砂紧实成型，这样虽然降低了成本，可以避免附加物引起的铸造缺陷，但单一干砂导热率较低，为0.293～0.377w/(m·K)，大大小于湿型砂导热率约为0.837w/(m·K)，延长了铁液冷却时间，并且大部分配重为厚大铸件，热容量大[1]。都增加了铁液向泥芯、型砂渗透机会，延长泥芯高温烘烤时间，泥芯相对铸件体积比小，经常出现严重烧结现象，导致清铲困难，影响铸件尺寸精度及表面质量。针对我厂Ｖ法事业部大吨位配重泥芯经常烧结现象，提出了采用在配重重要铸孔的泥芯加套冷铁的工艺，严格控制浇注温度的方法，来控制泥芯经常烧结的现象。
1工艺分析与设计
配重的铸件外形结构较为规则简洁，属厚大件，并且铸件的装配孔尺寸精度要求相对较高。针对产品的上述特征，以及经常出现的泥芯烧结现象，对该系列产品的铸造工艺重新进行了分析，并制定了相应方案。
1.1 泥芯烧结现象分析
由于Ｖ法铸造为干砂型铸造，其型砂导热率大大小于湿型砂导热率，厚大件热容量也大，并且泥芯相对铸件体积比很小，从而泥芯前沿铁液凝固缓慢，从而延长了泥芯高温烘烤时间，在大量铁液包裹下，泥芯被加热的温度就越高；且泥芯为树脂砂泥芯，而树脂砂在500℃左右时，树脂即发生分解，粘结膜烧蚀，泥芯强度逐渐下降，砂粒间空隙变大[2]，再受到铁液压力作用下，可能产生自由移动，导致涂料层破裂，加之铁液的浮力作用，会引起泥芯变形，成容易使涂料层破裂，从而铁液易于渗入泥芯，形成金属与砂的混合物，抛丸无法清理掉，只能用氧熔棒等措施清理，影响装配孔的精度和表面质量，降低生产率，增加了成本。
1.2 冷铁安放工艺方案设计
由于装配孔由粗细不同部分组成，较细长部分周围包裹着大量高温铁液，受高温烘烤时间长，加上铁液的压力以及浮力作用，很容易使薄膜烧失和涂料层的破裂，从而导致泥芯的烧结。这里采用在Ａ系列配重上直接附带铸出环状冷铁，然后在造型时，将两个冷铁环套于装备孔的细长部分，二者之间有一定的间隙，便于铁水包裹冷铁，成为铸件的一部分，并且，加快冷铁与泥芯间铁液的冷却与凝固速度。
2温度场模拟
配重装配孔安放冷铁前后，用Procast软件进行温度场模拟。发现冷铁的安放有效的降低了泥芯前沿铁液温度，加快了泥芯与冷铁间铁液的凝固速度，从而降低了泥芯烘烤温度和高温烘烤时间，降低了铁液向泥芯渗入机率，如图1所示。从而在很大程度上减少了泥芯烧结现象，提高了产品质量，降低了生产成本。
3改进实践结果
按正常流程进行生产，正确放置泥芯及冷铁，严格控制浇注温度在1220±10℃；保压时间为5h，保温时间为2h；浇注负压大于0.05Mpa。浇注保温冷却后进行抛丸处理，确保抛丸后表面无氧化皮，清理按常规操作。加冷铁前后铸件抛丸处理后结果如图2所示。由图可以看出，未加冷铁前，泥芯孔烧结严重，而加冷铁后，泥芯孔未发生烧结，或部分出现较轻的烧结，大大提高了产品质量，减小了清铲工作量，降低了生产成本。
4总结
该系列配重泥芯的烧结，主要与其壁厚大，高温烘烤时间长，以及铁液压力和浮力导致涂料层破裂等综合作用的结果。在重要孔装配孔安放冷铁后，再用Procast进行温度场模拟，发现冷铁有效的降低了泥芯前沿铁液温度，降低了泥芯烘烤温度和高温烘烤时间，降低了铁液向泥芯渗入机率。这不仅降低了清铲的工作量，而且提高了铸件表面质量，降低了生产成本。
参考文献:
[1]吴友坤，杨吉卿，崔明胜.V法铸造铸铁件粘砂成因及对策[J].现代铸铁.1999（3）：87
[2]谢明师.铸造手册～造型材料[M].北京：机械工业出版社，1997.
材料来源：汪大新 高华
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