[發明專利]一種ZG40Mn2材料的消失模鑄造方法

在審

• 申請號: 201710228284.3
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107052244A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 徐小靜;蘇黎;劉文東
• 申請（專利權）人: 遵義金業機械鑄造有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;C22C38/02;C22C38/04
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)50217
• 代理人: 黃書凱

技術領域

本發明涉及消失模鑄造技術領域，具體涉及一種ZG40Mn2材料的消失模鑄造方法。

背景技術

消失模鑄造是指將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型族刷涂耐火材料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型汽化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。

消失模鑄造的步驟通常是：第一步、原始泡塑珠粒、發泡成型；第二步、利用泡塑和板材制作模型、模型組合成模型簇；第三步、將發泡成型的珠粒填充到模型簇中；第四步、在模型簇的表面涂覆涂料；第五步、振動造型：將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，底部放入型砂振動緊實，振實后，將模型簇固定在砂箱內，再向模型簇內加入型砂并進行三維振動；第六步、澆注：將熔化的金屬液澆注到模型簇中，冷凝成型；第七部、落砂：冷凝成型的鑄件從砂箱中吊出，去除鑄件表面的涂，然后在拋丸機中拋丸即可。其中，在澆注步驟，通常澆注溫度與金屬液的屬性有關，所以金屬液的屬性不同，為了得到品質較好的逐漸，那么澆注溫度也要隨之改變，找的最佳的澆注溫度。而這樣的溫度一般需要通過無數次的嘗試才能尋找到。

ZG40Mn2為一種特殊材料，其所含成分及成分的標準含量是C：0.35～0.45%、Si：0.20～0.40%、Mn：1.60～1.80%。其特殊性表現在錳含量是1.6～1.8%，該材料的機械性能良好，目前有使用該材料制備各種承受較大的沖擊載荷鑄件產品。但是，由于一些鑄件的結構較為復雜，而傳統鑄造方法具有局限性，利用ZG40Mn2材料結合傳統鑄造方法鑄造鑄件，具有加工難度大、加工余量多、生產周期長及產品有氣孔、致密度低、夾渣及裂紋等嚴重的缺陷，導致鑄件的合格率僅能達到50%左右，無法滿足當下制造業的需求。且由于ZG40Mn2材料的錳含量高，由此顯著提高了淬透性，工藝條件控制不當就會使得產品開裂，無法滿足使用要求。

發明內容

本發明旨在提供一種ZG40Mn2材料的消失模鑄造方法，以解決傳統鑄造方法的局限，導致利用ZG40Mn2材料鑄造的鑄件強度低易開裂的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下基礎技術方案：一種ZG40Mn2材料的消失模鑄造方法，包括以下步驟：

a、發泡：采用粒徑為0.25～0.90mm的可發性STMMA共聚樹脂在發泡箱內進行預發泡，發泡至60～75倍，然后經過12～30h的熟化得到珠粒；

b、成型、組簇：制作模型，將熟化的珠粒填充到模型的型腔內，在115～125℃的蒸氣下加熱40～45s，再經90s冷卻模型至38～42℃使模型硬化定形，然后出模；出模后在40～45℃的烘干房內放置12h以上；將處理后的模型組合成模型簇；

c、掛涂：將涂料涂覆在模型簇表面，使涂層厚度為0.9～1.9mm，涂層在40～50℃下烘干；

d、振動造型，將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，底部放入型砂振動緊實，砂箱底部型砂厚度為100～150mm，型砂的粒徑為0.7～0.9mm；振實后，將模型簇固定在砂箱內，再向模型簇內加入型砂并進行三維振動，振動45s；所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內抽成真空，壓力為0.06～0.07MP；

e、澆注：將熔融后的ZG40Mn2金屬液澆注入步驟d的模型簇中，然后在壓力為0.06～0.07MP的真空條件下維持3～5min再停泵，澆注溫度為1540～1580℃；所述 ZG40Mn2材料的成分及成分的重量百分比為C：0.35～0.40%、Si：0.20～0.40%、Mn：1.60～1.70%、P≤0.035、S≤0.035；

f、落砂：澆注完成并冷卻至室溫后，將鑄件從砂箱中吊出；敲擊鑄件去除其表面的涂料層，再將鑄件推入拋丸機中進行拋丸，然后轉移至電阻爐中加熱至850～870℃后保溫4小時后進行退火。

本發明中“STMMA共聚樹脂”是可發性聚甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚樹脂珠粒的簡稱。

本發明的有益效果為：與現有技術相比，本發明中ZG40Mn2材料的成分及成分含量設定為C：0.35～0.40%、Si：0.20～0.40%、Mn：1.60～1.70%、P≤0.035、S≤0.035；在此成分比例下，再結合1540～1580℃的澆注溫度和壓力為0.06～0.07MP的負壓澆注，有利于液體金屬的充型和補縮，提高鑄件的組織致密度。