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    消失模铸造与V法铸造增碳及夹杂的介绍


    1、消失模铸造增碳及夹杂
      因消失模铸造中泡沫塑料模,被密封在被真空系统抽成负压的干砂中,浇注时,属无氧状态,泡沫塑料只能热解,是典型的“只熔不烧”。热解中形成产物:
      (1)气相:CO、CO2、H2、CH4和分子量较小的苯乙烯以及他们的衍生物组成。气相物很容易被真空系统抽走,穿过涂料层、干砂层,排到大气中。
      (2)液相:主要有苯、甲苯、乙烯、玻璃状聚苯乙烯等组成。
      (3)固相:主要由聚苯乙烯热解成的光亮碳和焦油状残留物组成。
      这些热解产物均属碳氢化合物,浇注中不能排出铸型,与浇入的钢液接触,其中的碳就扩散到钢中,造成铸件增碳及夹杂。有的资料将这些热解产物称为“碳库”,而且铸件含碳量越低,增碳趋势越大。生产铸铁件,因铸铁本身含碳量高,铁水流动好,排渣能力强,增碳及夹杂现象影响不大。但生产铸钢件,因含碳量低,钢水流动性差,排渣能力也差,特别是含碳0.45%以下的中低碳铸钢件,增碳及夹杂就成了影响铸件质量的大问题,生产含碳要求0.04%以下超低碳不锈钢铸件就更成了难题。


    2、V法铸造增碳
      前面谈到V法铸造工艺是有型腔的,型腔设有专门的通气口,使型腔与环境大气相通,型腔内有空气,含氧量在20%左右,真空系统只将型砂颗粒间的空气抽走,原则上不允许抽型腔的气体。实际操作中,EVA密封薄膜,有时会出现局部损坏,造成漏气。砂箱局部漏气,真空管道局部漏气,真空系统则成为维持负压强度的手段。V法造型工艺应对漏气处进行修补、黏封,尽量减少漏气,保证真空系统的负压强度值。
      浇注中,前期因型腔中有足够的氧气,当钢液接触EVA薄膜时则发生以燃烧为主的氧化反应,塑料薄膜中的碳,与空气中的氧,发生反应生成CO2,随同受热膨胀的热气流,从通气口逸出型腔到大气中,这个阶段不会发生增碳。浇注中期,因钢液的充填铸型,型腔越来越小。浇注前期,产生CO2时,造成氧的大量消耗,型腔的含氧量下降,这时碳、氧反应就会产生部分CO,因CO也是气相,也会随热气流从通气口逸出到大气中。这个时期,仍然不会发生增碳,总体讲,铸型中氧气越来越少,产出的CO越来越多。到浇注后期,氧气严重不足,氧化反应越来越差,就会发生增碳现象。特别是到了浇满的瞬间,也会发生只熔不烧,也会像消失模铸造一样,产生增碳及夹杂。但是因铸钢件液体收缩大,需要有足够的钢液去完成铸件的补缩。故设了较大冒口体积,可以集中相当数量的钢液,成了浇注中的集渣包、集碳包、集气包。浇注最后瞬间生产的塑料残留物被集中到冒口体中,在清整铸件,割冒口当作回炉废料清除掉,而铸件却完好无损,无增碳缺陷的干扰。


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