铸钢集装箱角件消失模铸造质量控制技巧

1.增碳的规律

铸钢件的增碳具有不均匀性，不同铸件不同部位的增碳量不同。铸件增碳由内浇口处开始，沿充填流线呈递增分布趋势；充型末端及钢液汇流处，增碳明显高于其他部位；铸件的不同壁厚增碳量不同

对于碳的质量分数为0.15％的集装箱角件（原钢液为Q345），钢液从集装箱角件A₁面底部浇入，如图6-1所示。从最初进入钢液的A₁面（壁厚30mm）和最后进入钢液的A₆面（壁厚10mm）不同部位钻2mm深的孔取样，测定其增碳量，其最大值、最小值和平均值列入表6-1中。

图6-1 集装箱角件不同部位增碳量测试试件为取样位置

1—内浇道 2—A6面3—冒口 4—A1面

2.铸钢件增碳预防措施

1）采用密度为0.024kg／m³的STMMA模样。

2）采用较高的浇注温度（1650℃）、合理的浇注速度和浇注系统。

3）采用0.6～0.8mm厚、较高透气性的石英粉铝矾土涂料，并在其中加入Fe₂O₃粉等附加物，以改善浇注时的还原性气氛。

表6-1 铸件不同部位的增碳量

4）模样上开设排气通道，让热解产物排出铸件外。

5）采用较高的负压度（0.045MPa）。

6）加速铸件冷却，浇注后3～5min落砂处理。

将浇注的铸件进行解剖，并与原先采用EPC模样，未采取上述相应措施的铸件进行对比，结果如表6-2所示。

从表6-2中可以看出，对于碳的质量分数为0.15％、壁厚不均匀、结构较复杂的铸钢件，即使采用了上述综合措施，增碳缺陷仍然存在，某些部位的铸件含碳量仍然要超标，这是现有的消失模铸造方法的局限性，除非采取完全有异于现有工艺方法的其他措施。(www.xing528.com)

表6-2 碳的质量分数为0.15％的Q345集装箱角件表面增碳量

3.采用Replicast CS（ceramic shell）法消除增碳缺陷

英国铸钢研究与贸易协会研究成功一种类似于熔模铸造的Replicast CS法可以完全消除铸钢件增碳缺陷。该法采用泡沫模样取代熔模铸造中的蜡模制造铸造壳型，其工艺要点如下：

1）可采用高密度的EPS模样。因为模样的密度提高，可以提高模样的尺寸精度，降低表面粗糙度，因而有利于铸件质量的提高。

2）根据铸件的大小，涂上3或4层耐火涂料，每上一层涂料在表面撒上一层砂（雨淋加砂或在流态砂床中）。

3）在1000℃的炉子中加热5min，烧掉EPS模样，同时使型壳焙烧干燥。

4）将冷却的空壳型四周填干砂、装箱，浇注时对砂箱抽真空。

5）浇完后撤去真空，防止铸型对铸件收缩的限制，避免产生热裂缺陷。

6）旧砂几乎可以完全回用。

采用这种方法生产的铸钢件可以完全消除增碳缺陷，适用于任何钢种（包括低碳钢、高合金钢）铸件。可以浇注比熔模铸造大得多的铸件，其尺寸精度和表面粗糙度可以达到熔模铸造小件相当的水平。

表6-3列出了Replicast CS法与熔模铸造（LW法），以及通常的消失模铸造法（LFC）的比较，从表中可以看出三种工艺方法的异同点。

表6-3 Replicast CS法与LFC及LW法比较

（续）