模样原料性能分析及其在球铁消失模铸造中的应用研究

【摘要】：消失模铸造用泡沫模样是由模样原料EPS或STMMA预发和成型得到。模样原料的选择和成形是消失模铸造成败的关键。尤其是球铁消失模铸造对模样原料性能要求更高。 本文以热失重和差热分析、金相分析、电镜扫描、浇注试验的方法，研究和评价了国内外消失模铸造用模样原料国产STMMA、日本STMMA、普通EPS的性能。差热分析显示，日本STMMA相比国产STMMA更容易软化，更容易变形，日本STMMA的热裂解温度比国产STMMA的高27.5℃，国产STMMA在高温下更容易裂解。浇注试验显示，日本STMMA、国产STMMA和EPS相比能显著降低球铁铸件的碳缺陷。国产STMMA相对较难预发和成型，但价格较低，适合生产大件；日本STMMA易于预发和成型，但价格较高，适合生产薄壁小件。 对普通EPS、国产STMMA和日本STMMA在国内球铁消失模铸造中的应用进行了分析和总结。采用普通EPS材料生产消防栓和隔膜阀，存在碳夹杂缺陷，需要提高浇注温度、改善浇注系统、采用STMMA；对于较复杂的汽车差速器壳和减速器壳，采用普通的EPS模样原料，极易产生皱皮、碳夹杂等碳缺陷，采用国产STMMA，配合单件浇注工艺和1580℃的浇注温度，能显著降低汽车差速器壳和减速器壳铸件的碳缺陷；采用国产STMMA生产高延伸率球铁QT400-18六孔支撑腿零件，采用合理的球化工艺，使得球铁基体有95%以上的铁素体，达到了牌号要求，但由于仍存在碳夹杂缺陷，导致试棒的延伸率偏低，需要提高铸件浇注温度、采用平稳的底注式浇注系统、采用集渣冒口等工艺措施，以消除铸件的碳夹杂缺陷。