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陽極鋼爪消失模鑄造工藝

發(fā)布時間:2024-06-06 16:09:09 來源:互聯(lián)網(wǎng) 分類:工業(yè)機(jī)械知識

文章摘要: 一、?零件分析 電解鋁用陽極鋼爪也叫電解爪,有平行三爪,四爪,立體四爪,六爪,八爪,雙陽極鋼爪等型號,霍林郭勒現(xiàn)場陽極鋼爪為四爪。陽極鋼爪是電解鋁工業(yè)的重要導(dǎo)電部件,與鋁導(dǎo)桿,陽極碳塊一同組成陽極導(dǎo)桿組,作為電解池的陽極,電解鋁。 二、?澆鑄工

一、?零件分析 電解鋁用陽極鋼爪也叫電解爪,有平行三爪,四爪,立體四爪,六爪,八爪,雙陽極鋼爪等型號,霍林郭勒現(xiàn)場陽極鋼爪為四爪。陽極鋼爪是電解鋁工業(yè)的重要導(dǎo)電部件,與鋁導(dǎo)桿,陽極碳塊一同組成陽極導(dǎo)桿組,作為電解池的陽極,電解鋁。 二、?澆鑄工藝分析 結(jié)合砂箱尺寸與極鋼爪的零件尺寸,選取一箱兩件的澆鑄方案,霍林郭勒地區(qū)鑄造廠有采用底澆工藝的,即陽極鋼爪的四個爪子向上,各個爪子上安放冒口,用于補縮。結(jié)合生產(chǎn),此類澆鑄方案的優(yōu)點在于補縮效果明顯, 鋼爪不易出現(xiàn)縮孔,縮松等鑄造缺點,但是,此類澆鑄方法缺點明顯,1、埋箱耗時費力,把鋼爪埋好后需要刮掉爪子底部的涂料并涂刷熱膠,然后安放冒口,如若冒口安放位置偏離極易造成四爪變形,不在同一直線上,造成廢品;2、后期處理較為復(fù)雜,要割掉各個冒口后上銑床,費時費力;3、最為重要的是此種澆鑄方案出品率低,造成鑄造成本偏高,使公司利潤下降;4、結(jié)合砂箱尺寸考慮,砂箱高度不適合底澆,底砂與頂砂厚度不夠,一是易破壞砂箱,一是易造成塌箱出廢品。所以采用頂澆方案。 三、?工藝工程 消失模鑄造分為白區(qū)、黃區(qū)及黑區(qū)三部分組成,且各個部分緊密鏈接,關(guān)聯(lián)性強,各個部分均不可出現(xiàn)問題,否則不可澆鑄出合格產(chǎn)品。 1、?白區(qū)部分 白區(qū)部分即為泡沫模型制作部分,只有模型尺寸合格無缺點才可以澆鑄出合格產(chǎn)品。白模制作有兩種方法,即手工割模和成型機(jī)制模。 白模制作首要需確定補縮量,經(jīng)查閱,陽極鋼爪的不縮量為0.02。 手工割模需要配備切割平臺,穩(wěn)壓器,電阻絲,ps板,壁紙刀,砂紙,釘子,紙膠帶等物品。 手工割模的第一點是制作模板,根據(jù)零件尺寸加上放縮量之后刻制模板。把陽極鋼爪分成各個部分,分別制作模板??煞譃椋杭绨?,冒口,爪子,焊導(dǎo)桿平臺四個部分。然后根據(jù)各個部分的尺寸下料,固定模板制作白模。 手工割模應(yīng)注意,尺寸必須準(zhǔn)確,表層要光潔,不可出現(xiàn)凹槽,粘結(jié)處量少用膠,否則會產(chǎn)生發(fā)氣量大,澆鑄的時候容易反噴,保證四個爪子在同一直線上。 成型機(jī)制模,分為預(yù)發(fā)與成型兩個部分。 預(yù)發(fā)過程采用電預(yù)發(fā)機(jī),電預(yù)發(fā)機(jī)與蒸汽預(yù)發(fā)機(jī)相比,預(yù)發(fā)珠粒的含水量低,預(yù)發(fā)飽滿。 預(yù)發(fā)的密度設(shè)置為23g/L,預(yù)發(fā)密度大容易成型,但是澆鑄時發(fā)氣量大,且產(chǎn)生增碳現(xiàn)象,預(yù)發(fā)密度小不易成型。預(yù)發(fā)過程當(dāng)中比較重要的參數(shù)為預(yù)發(fā)溫度與預(yù)發(fā)時間,預(yù)發(fā)溫度過高會造成珠粒結(jié)塊現(xiàn)象,時間過長也會造成結(jié)塊現(xiàn)象,根據(jù)溫度適當(dāng)調(diào)整時間長短。預(yù)發(fā)前先對預(yù)發(fā)機(jī)進(jìn)行提前提前提前預(yù)熱,到達(dá)預(yù)發(fā)溫度后,開始加料預(yù)發(fā)。 霍林郭勒現(xiàn)場,預(yù)發(fā)溫度設(shè)定在111-112度間,預(yù)發(fā)時間為320s左右,根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)節(jié)。預(yù)發(fā)的前三次,應(yīng)對預(yù)發(fā)完成的珠粒進(jìn)行稱重,檢驗是否符合密度要求,然后根據(jù)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整參數(shù),當(dāng)預(yù)發(fā)密度滿足要求且穩(wěn)定后,可以進(jìn)行連續(xù)自動預(yù)發(fā)。預(yù)發(fā)結(jié)束后,出料時間適當(dāng)調(diào)長,因如果出料出不完全,會造成余料結(jié)塊,所以出料后,應(yīng)通過觀察窗檢驗料筒是否已無剩料。 預(yù)發(fā)結(jié)束后珠粒到達(dá)熟化倉,珠粒要經(jīng)過兩個小時的熟化才可使用。珠粒放置時間不應(yīng)高于48小時,否則珠粒內(nèi)的戊烷氣體會散發(fā),對成型過程造成一定困難。 此處強調(diào),珠粒結(jié)塊的嚴(yán)重性,如果結(jié)塊嚴(yán)重,需拆開預(yù)發(fā)機(jī)側(cè)板對預(yù)發(fā)機(jī)進(jìn)行清理,耗時費力且耽誤生產(chǎn),如果是幾個珠粒結(jié)為一小塊,會造成后期成型機(jī)入料的繁瑣,因小塊珠粒結(jié)塊會堵住料槍口。 熟化結(jié)束后,熟化珠粒要經(jīng)過自動上料系統(tǒng)到達(dá)成型機(jī)料倉。自動上料系統(tǒng)由上料風(fēng)機(jī),上料管道及球閥組成。自動上料的過程當(dāng)中應(yīng)注意的操作是,第一步操作必須是先開風(fēng)機(jī),然后才可以緩緩打開熟化倉下部的球閥。因如果進(jìn)料過多,會造成風(fēng)機(jī)堵塞,造成電機(jī)過載,造成電機(jī)燒毀。現(xiàn)場三個成型機(jī),通過各個成型機(jī)后的球閥來合理給各個成型機(jī)補料。 在送料管道上有通氣閥,上料的同時加空氣,緩解風(fēng)機(jī)壓力,避免堵料。 熟化珠粒到達(dá)成型機(jī)料倉后,通過加料管進(jìn)入模具。制作白模較手工割模,成型方便,操作簡單,效率高,廠區(qū)干凈整潔。 成型機(jī)制模過程,主要在于參數(shù)的把握。主要分為三點,壓力,加熱,冷卻三個參數(shù)。 一般珠粒的二次熟化最小壓力設(shè)定為0.6到0.7個壓,高限為1.2個壓左右。否則珠粒不會膨大熟化。且成型機(jī)的調(diào)試過程當(dāng)中一般壓力為固定值,不可隨意調(diào)動。如果白模成型過程在出現(xiàn)問題可以通過調(diào)整加熱參數(shù)與冷卻參數(shù)來調(diào)整。 成型機(jī)制模過程當(dāng)中,加熱方式可分為時間控制與壓力控制兩種方式,壓力穿透方式不叫直觀,所以霍林郭勒現(xiàn)場采用的為壓力控制方式來加熱成型。此處說的加熱方式為固模與移模分別加熱時,主加熱的控制方式是程序設(shè)定的時間控制。加熱方式確定之后就可以設(shè)定壓力加熱的控制量,即蒸汽的穿透次數(shù),此處穿透次數(shù),即壓力穿過電接點壓力表的下限值的次數(shù)。穿透次數(shù)根據(jù)成型機(jī)制出的模型來適當(dāng)調(diào)整,如果白模是不熟(不熟即泡沫珠粒沒有粘連在一起,手摸珠粒自動掉落)要檢驗時固模表層不熟還是移模表層不熟,然后根據(jù)情況調(diào)整主加熱時間或壓力穿透次數(shù)。如果是產(chǎn)生過燒現(xiàn)象(即白模表層出現(xiàn)褶皺或硬皮),可以縮短主加熱時間或者減少穿透次數(shù)。 白模熟化成型后,需進(jìn)行水冷。因成型后的白模還沒固定,整體是軟化的。如果水冷時間不足,最嚴(yán)重會造成白模彎曲變形,較輕的表層會有雞皮疙瘩似的小凸起,造成表層質(zhì)量差。水冷對起模的影響較大,如果水冷時間不夠,白模會黏在模具表層不易起模,水冷的時間設(shè)定應(yīng)靠起模后模具溫度及水溫來調(diào)整。水與模具均不過燙也不過涼時,起模最合適。 成型機(jī)制作出的是陽極鋼爪的一半,需要兩個對接粘結(jié)起來后才可以刷涂料。粘結(jié)過程應(yīng)注意,兩個白模應(yīng)嚴(yán)絲合縫對齊,并用紙膠帶把對接處封死,否則會有涂料漏進(jìn)白模內(nèi)部。 2、黃區(qū)部分 黃區(qū)即為涂料涂刷部分。 黃區(qū)第一步為涂料攪拌,選用瑞歐鑄鋼涂料,涂料與水的攪拌比例為1:0.75,涂料的攪拌時間為2.5個小時,慢攪兩個小時后快攪半個小時,攪拌后的波美度在1.7到1.8。 在涂料涂刷的過程當(dāng)中,要均有涂刷,刷過的模型再次涂刷的時候不可再涂料槽里浸泡時間過久,否則會造成涂料脫落。每次涂刷之后,在涂料干透之后再進(jìn)行下次涂刷。經(jīng)過涂刷的模型放置烘干房內(nèi)進(jìn)行烘干,烘干房的溫度和濕度影響模型的質(zhì)量,溫度設(shè)定在45到50度之間,且烘干過程當(dāng)中,白模不可以距離暖氣太近,否則會造成模型內(nèi)部變形,但外表有涂料覆蓋不易發(fā)現(xiàn),澆鑄后會出殘品。濕度通過排風(fēng)扇排風(fēng)控制,濕度過大會造成涂料干不透。澆鑄過程當(dāng)中潮濕模型所含水分遇到鐵水會汽化,水汽向上反造成“放炮”現(xiàn)象。涂刷完成的模型涂料厚度應(yīng)在1.5-2.5mm之間,厚的話透氣性差,薄的話耐火度不夠。 建議:因成型機(jī)制作的白模是兩兩對接合成的,兩半白模的中間連接處有縫隙,且白模內(nèi)部為空腔,所以烘干過程當(dāng)中水汽會透過縫隙進(jìn)入空腔,所以建議涂刷完最后一遍涂料后,把冒口頂割開,讓模型內(nèi)部也可以通風(fēng)透氣,除去進(jìn)入模型內(nèi)部的潮氣。 根據(jù)現(xiàn)場的天氣溫度情況,從白區(qū)向黑區(qū)送模型的過程當(dāng)中應(yīng)做好保溫措施,因從烘干房到室外,溫差過大,會造成涂料離骨,白模遇冷收縮涂料剝落現(xiàn)象。 2、?黑區(qū)部分 黑區(qū)即為鑄造部分,分為埋箱和澆鑄兩部分。 埋箱過程對消失模鑄造十分關(guān)鍵。埋箱時,砂箱底部先加底砂,底砂的厚度為100mm,然后把底砂抹平,震實放入模型,如果底砂太薄會有可能燒壞砂箱底部氣孔內(nèi)的篩網(wǎng),底砂不平容易造成鋼爪變形。放入模型后分兩次加砂震實,不可以一次加到冒口處。兩次加砂后,到冒口處,加蓋塑料薄膜,然后加保護(hù)塑料薄膜的一層頂砂,否則澆鑄過程當(dāng)中鐵水濺出的話會燙壞塑料薄膜,造成漏氣失壓造成塌箱。加蓋薄膜后在冒口出加交口圈,避免砂子流入鑄件內(nèi)部。 霍林郭勒現(xiàn)場陽極鋼爪的冒口設(shè)計尺寸高300mm,直徑為260mm。與鶴慶現(xiàn)場相比可以有效避免縮孔的出現(xiàn)。 埋好箱之后,頂推砂箱到自動對接的澆鑄位,澆鑄之前應(yīng)做好相應(yīng)準(zhǔn)備,負(fù)壓系統(tǒng)中的分離罐,負(fù)壓管應(yīng)加水,自動對接口伸出檢驗位置是否準(zhǔn)確。然后打開負(fù)壓系統(tǒng),對于霍林郭勒現(xiàn)場,一箱兩件應(yīng)分別澆鑄,不做內(nèi)澆道。因陽極鋼爪鑄件較大,兩個一起澆鑄的話兩個鋼爪的冒口一個為明冒口一個味暗冒口,名冒口補縮明顯,暗冒口補縮效果較差,會出現(xiàn)縮松縮孔現(xiàn)象。分別澆鑄則可以避免此現(xiàn)象的發(fā)生。 澆鑄時負(fù)壓度應(yīng)保持在0.5個壓以上,在0.5-0.8個壓之間。一箱兩件應(yīng)在一分鐘內(nèi)完成澆鑄,遵循慢快慢的澆鑄原則,時間不可高于一分鐘。且澆鑄過程當(dāng)中不可出現(xiàn)斷流現(xiàn)象,容易造成塌箱。 澆鑄完成之后,關(guān)閉自動對接系統(tǒng)中的兩個負(fù)壓管的一個,進(jìn)行保壓,保壓時間為15-20分鐘。保壓之后撤去負(fù)壓,對鑄件保溫,保溫時間為2個小時,如果翻箱出件過早,鑄件整體發(fā)軟,會造成鑄件變形。 經(jīng)過兩個小時的保壓之后,可以翻箱出件,進(jìn)入砂處理過程,使用后的砂子,經(jīng)過水冷落砂后經(jīng)篩分輸送與鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)進(jìn)入臥冷進(jìn)行主冷卻,砂溫降下來之后砂子通過氣力輸送重新回到儲砂斗,達(dá)到對砂子的循環(huán)使用。 四、總結(jié): 經(jīng)生產(chǎn)實踐及理論分析,要保證白區(qū)白模尺寸精度,黃區(qū)涂料厚度及烘干透徹,黑區(qū)注意澆注溫度,控制澆注速度滿足條件,陽極鋼爪會有較高的出品率,且不易出現(xiàn)廢品,但是消失模要注重生產(chǎn)的各個工部,否則成品率會大打折扣。

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