应用消失模铸造工艺生产煤机柱窝铸钢件的工艺

秦国治，马纪江，阎喜红

（1.河南中原总机石油设备有限公司，河南 濮阳 457001；2.焦作市永兴铸钢有限公司，河南 焦作 454100）

煤机柱窝铸钢件是煤矿液压支架的主要受力件，材质要求高，用户要求使用它的专用材质30Cr06。柱窝部位不加工并严格执行图样给定的尺寸公差。铸件不允许出现消失模铸造特有的增碳缺陷。为此，我们在对铸件进行结构及材质分析的基础上，确定了铸件的生产方案，并制定了严格的工艺操作方法及相应的技术措施，通过试验铸件材质及尺寸符合图样要求，产品质量稳定。

1 泡沫型的制作

柱窝铸件属于小批量生产铸件，不适合于直接成型制作泡沫型，必须采用手工制模的工艺制作泡沫型，由于柱窝特殊的使用要求，泡沫型尺寸要求严格，主要使用面柱窝内要求直接铸造成型并保证1.5mm的尺寸公差，为了保证尺寸精度，在结构分析的基础上确定了分块制作、多块黏结、制作专用切割工装的制作方案，并确定了热切割电阻丝的不停留转圆切割的切割方法，防止泡沫型切割过程中因局部过烧而出现尺寸超差，并确定不同方向的缩尺与加工量，按浇注放置位置垂直方向2.2%～2.5%，水平方向2%～2.5%，加工余量一般在3mm～5mm之间。

2 消失模铸造工艺及防增碳措施

2.1 消失模铸造铸钢件增碳的机理分析

消失模铸造泡沫型采用聚苯乙烯发泡材料制成，泡沫材料在金属液浇入铸型过程中，先后发生泡沫塑料从固态到液态再到气态的裂解过程，并有一部分裂解出活性炭，金属液与高碳气氛接触，碳渗入其中形成整体增碳；另一部分裂解速度与金属液的上升速度不匹配，金属液压上液态产物，快速分解产生大量的单质碳，在高温下渗入金属液的局部，形成不均匀的增碳。总之消失模增碳是因为泡沫型气化与燃烧过程中，裂解出的单质碳渗入钢液形成的，要解决必须从裂解时间上进行控制，减少金属液与裂解产物的接触时间。

2.2 柱窝的消失模铸造浇注工艺

根据以上增碳机理的分析，根据以前消失模铸钢件成熟的浇注工艺，确定柱窝消失模的铸造工艺为：浇冒合一的明浇式浇注系统；按照压差定形理论合理配置负压场，布置抽真空开关；富氧先烧后浇的浇注工艺。

2.3 浇注

工艺确定后，根据零件的结构特点，制作了适合零件浇注工艺的砂箱与泡沫烧失工装，在零件浇注前将泡沫型预先烧失干净，烧失率达到95%以上，然后立即进行浇注。经过以上工艺措施的实施，浇注柱窝铸钢件30t，经过化学分析与光谱分析进行成分检测，成分在允许误差范围内，检验合格。

3 结束语

采用消失模先烧后浇工艺进行防增碳措施的浇注工艺，必须合理的控制负压场，确保涂料层两侧的合理压差，以防止出现垮箱事故造成铸件的报废。

消失模铸造铸钢件增碳缺陷是一直困扰着消失模铸钢应用的难题，这次产品的顺利生产为公司打开煤机铸件的消失模铸造市场奠定了基础，目前公司煤机铸钢件种类已达10多种，产量逐步增加。