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树脂砂型工艺艺术铸造缺陷分析
2016-11-23 16:35

 

熔模铸造、砂型铸造、石膏型铸造是目前艺术铸造行业应用最广泛的铸造工艺,而树脂砂铸造工艺被广泛应用于大型铸件的生产。现仅就铜及铜合金树脂砂工艺大型艺术铸造过程中产生的主要铸造缺陷作以简单分析,并提出实用的工艺解决方案。

 

铜及铜合金大型艺术铸造树脂砂工艺铸造大型铸件,一般采用分段分块造型,砂箱造型或钢管焊架造型,铜合金配方选用铸造性能优良的ASTM B584标准中C90300锡青铜(锡7.5%~9.0%,锌3.5%~5.0%,铜86.0%~89.0)。铸造过程中产生的铸造缺陷主要包括:胀箱、夹渣、缩松、浇不足等。现结合具体的生产实践分析铸造缺陷产生的原因及如何防止或减少。

 

在具体的生产中,造型采用的呋喃树脂具体性能:游离甲醛0.29,游离酸为1.94;涂料的性能:密度为1.255 g/cm3,粘度为15.7 s,发气量为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,含泥量为0.28SiO2含量为93,角形系数为128

 

树脂加入量为砂重量的1.5,固化剂加入量为树脂的40%~70,利用混砂机充分搅拌。

 

胀箱

1.1表现特征

铸件整体增厚或者局部增厚,造成铸件薄厚不均匀,影响整体力学性能,同时消耗了铜合金,增加了成本。情况严重时,可造成铸件报废。

 

1.2产生原因

造型合型不到位;工艺孔开设不合理;加固螺丝没有拧紧;造型用的硅砂回收重复使用,粉尘含量过高,造成砂型的强度不够;砂型变形;浇注温度过高,浇注速度过快等。

 

1.3解决方案

砂型合型时应四角平稳下落合箱,并检查是否到位,对变形或不合缝的型块进行调整;根据形状不同科学的开设工艺孔,浇注前要反复检查加固螺丝,一定要拧紧实;检测硅砂的含粉量,做到及时更换新砂或者在旧砂中掺入更多的新砂;浇注前严格测量铜液温度,要根据型块的大小、复杂程度,选择合理的浇注温度,保证铜液均匀平稳进入型腔。

 

夹渣、缩松

 

2.1表现特征

铸件表面有非常明显的氧化层,有许多细小分散且形状不规则的小孔。这些铸造缺陷严重影响铸件的表面美观,同时影响焊接性能和力学性能。但是只能有效控制缩松而不能完全解决。

 

2.2产生原因

铜合金冶炼时没有搅拌打渣或打渣不干净,熔炼过程中吸气量大,浇注时挡渣环节没有做好,浇注温度高等。

 

2.3解决方案

铜合金液出炉前要充分搅拌,浇注前测温,二次扒渣,浇注时认真挡渣,平稳浇注。铸件夹渣和缩松明显减少,铸件质量得到改善。

 

浇不足

 

3.1 表现特征

铸件底部有浇不足,铸件中间有花块,或者两边浇不足。

 

3.2产生原因

浇注温度低,浇注速度慢,砂型排气孔小,易产生憋气,型块小块部位破损等。

 

3.3解决方案

树脂砂固化剂的加入严格遵循冬季夏季要求的配比加入,一定要保证砂型强度;合型前仔细检查砂型小块有无破损脱落,合型是否到位;浇注前进行点火引气;浇注前要把型块摆放平整或垂直;严格控制浇注温度和浇注速度等工艺措施。

 

结束语

采用呋喃树脂砂型工艺成功地完成了许多有重大影响的大型巨型青铜雕塑,如出口美国、高33 m、长64 m青铜雕塑《马与龙》(美国本土最大);广州白云机场长78 m的巨型青铜雕塑《五云九如》(全球最长);全球最大青铜雕塑群、鄂尔多斯巨型青铜《成吉思汗雕塑群》;河北唐山78 m的巨型青铜雕塑《丹凤朝阳》;国内目前最高最大的动态青铜雕塑《九龙浴泉》等。

(来源:山西宇达青铜文化艺术股份、百铸联盟)

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