张志莲
（天水风动机械有限公司技术中心，甘肃天水741020）
摘要：以热水脱蜡工艺为突破口，通过试验研究讨论了一种熔模铸钢件———柄体发生变形的原因，就目前条件找出了解决问题的办法。改进脱蜡工艺后，改善了模壳质量，铸件变形得到控制，缺陷率下降。
关键词：柄体；铸件变形；模壳变形中图分类号：TG246
文献标识码：B
1问题的提出
我公司生产的凿岩机上有一种零件———柄体，属于熔模铸钢件，如图1所示，在B、C、
作量，降低生产效率，影响加工精度，为此，提出了防止铸件变形的工艺方案。
柄体精铸件的技术要求：
该件为凿岩机上重要零件，受动载荷作用，力学性能要求较高，硬度（HBC）179，σb≥
D、E部位存在变形，铸件变形缺陷率高达
85.5%，给机械加工带来困难，增加安装调整工
（54）460MPa，冲击韧性σk≥88.3J/cm。铸件不允许
35（33）D
E48.5图1
C162.562.5有缩孔、缩松，砂眼、变形等铸造缺陷。铸造该零件，我公司主要以石蜡硬酯酸模料，水玻璃为粘结剂，NH4Cl为硬化剂，石英砂为撒砂材料，熔模铸造工艺。
本文从生产该熔模铸钢件的工艺方面，分析影响变形的原因。
2变形特征
在铸件表面上凸起变形，铸件实际尺寸与铸件图尺寸不符，变形量约2.5mm范围。不符合JB/T7162-2004尺寸公差范围。
铸件变形部位如图1所示，通常在准38、
3.1压型设计
根据铸件图所设计的压型，内浇口位置，在如图1中只能选择F位置，从铸件本身结构来看，其它部位不适合放置内浇口，内浇口放在F处，模壳制造难度增加，操作不当会
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准27圆弧面及端面上。
3铸件变形分析
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准27C准38FBB1产生撒砂不均匀，凹槽等涂料不易浸入，存留的硬化液风干不透，降低模壳强度，致使模壳变形。
统组型角度有关：熔模准38、准27轴线与直浇注系统垂直方位组型时如图2，铸件变形部位变形量2.5mm,熔模倾斜角度组型如图3，铸件变形部位变形量2mm，熔模准
3.2熔模生产
严格按照工艺生产熔模，保证蜡模在水中的冷却时间和注蜡的保压时间，测量熔模变形部位的变形量为0.3mm，看来它不是影响铸件变形主要原因。
38、准27轴线与直浇注系统平行角度组型如图4，铸件变形部位变形量1.5mm。由此来
看，熔模组型角度是影响铸件变形的一个主要原因。
3.3组树
跟踪发现铸件变形部位与组型角度有关，熔模焊在直浇注系统的方位不同，铸件变形比例和变形程度也不一样，统计数据表明铸件变形部位与熔模和相对直浇注系
3.4制造模壳
按正常工艺生产模组，从生产铸件过程跟踪情况来看，造成铸件变形的原因是在脱蜡结束后，发现模壳外层表面有非穿透性裂纹，裂纹宽度2~3mm，导致铸件变
图2，，图3，，图4，，形。
可能使模壳变形的因素有：一是模壳强度低（包括湿强度及干强度），二是脱蜡时热水温度低，脱蜡时间较长，模壳极易软化而变形，或模组在热水中脱蜡以及排蜡不通畅而造成蜡料热膨胀，使模壳变形。三是当模壳在高温强度低时浇注承受不了钢水的压力而变形。经过反复试验查找变形原因，主要是第二种情况。
脱蜡工序为主要影响铸件变形因素，其次是组型角度。
况，模壳焙烧质量良好，钢水浇注过程中没有漏壳，可以证明模壳，能够承受钢水的压力，满足使用要求。
4制造模壳工艺
4.1原工艺
柄体模壳全部采用水玻璃熔模精密铸造工艺，首先，在自制低压六工位压蜡机上压制表面光滑熔模，经仔细修整，将检验合格的熔模组焊到专用浇注系统上，然后，挂涂料淋砂，采取氯化铵硬化工艺。1-2层涂料的耐火料为石英粉，其粘结剂均为水玻璃。涂料工艺参数：水玻璃模数M=3.1-3.4，面层密
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3.5模壳焙烧浇注
模壳按正常工艺焙烧没有发现异常情
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度=1.29g/cm3，背层密度=1.32g/cm3，硬化液配制：NH4Cl浓度24.5g/ml，蒸汽加热硬化液温度20℃，对孔、槽、沟等处用毛刷补涂，涂料用热水保温（18-28℃，冬天模组风干区温度采用暖风机热风，温度不超过
30℃）。1-2层涂料的粘度控制在25-30s，
第三层涂料以后的耐火粉料为铝矾土，撒砂用石英砂料，制造模壳结束后，自然风干
24小时，脱蜡、焙烧、浇注。
原脱蜡工艺采用热水脱蜡前，模组自然风干时间24小时以上，风干区温度18-
28℃，不允许在水剧烈翻腾情况下脱蜡，浇注
系统立放脱蜡。工艺参数：蜡液温度98℃，
NH4Cl浓度5.7g/ml,脱蜡时间35分钟10组模壳。采用原工艺脱蜡：3组模壳有轻微裂纹，7组模壳外表面有非穿透性裂纹存在。从
理论分析，如图5所示，原工艺脱蜡，模组受热后，浇注系统受热与模壳同时受热熔化，浇注系统熔化要比模壳熔化慢，这样模壳熔化蜡料不能顺利通过直浇口流出来，蜡料停留在模壳内时间长，蜡料热膨胀使模壳变形。
4.2工艺改进
熔模、制造模壳、焙烧及浇注按原工艺执行，组树按如图4所示。首先把浇注系统清理平整，然后把浇注系统（浇口杯）按水平方向放置在升降筐内，铸件在上面。浇口杯和直浇注系统放在下面，然后上下升降吊筐5-6次，吊筐下降脱蜡水内，至内浇口
图556
位置为止，时间为7分钟，取出（铝）浇口棒芯，然后再把它们竖起来，按正常脱蜡方式再浸入到脱蜡液内12分钟后取出模组，缩短脱蜡时间，提高型壳质量。采用改进脱蜡工艺，首批试验10组，10组铸件原来变形部位尺寸情况如图1，从左视图看准27和准
38相对于基准面尺寸情况，测出上面高低
两点尺寸变化。改变脱蜡工艺后，铸件变形部位变形量为0.34mm，符合JB/T7162-
2004尺寸公差范围，满足生产需要。
5大批量试制
共脱模54组，采用改进后的脱蜡工艺，即先将模组浇注系统按水平方向放置，待浇注系统熔化后，再把浇注系统立放脱蜡操作，改变脱蜡工艺后，模壳没有变形，型壳质量很好，有效防止了铸件变形，满足机械加工要求。
6铸件质量对比
6.1原脱蜡工艺铸件质量情况
车间投料302件铸件毛坯，一次装夹
合格不需要调整的有44件，占总数
14.5%，需要机械加工装夹定位调整的有138件，占总数54%，每一个铸件需要增加安装工时（临时）1小时。
6.2改变脱蜡工艺后铸件质量情况
车间投料11000件，变形不存在，砂眼废35件，废品占3%，铸件变形得到控制，可以说，改进后的脱蜡工艺满足了生产需要，提高了铸件质量。
7结论
本文介绍的脱蜡工艺改进法，先将模组浇注系统按水平方向放置，待浇口熔化后，再把模壳立放脱蜡，提高了工作效率，
操作工艺简单易行，见效快，不投入新设备前提下，取得的经济效益明显。
（收稿日期：2009-06-20）
凿岩机械气动工具，2009（3）
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