[发明专利]一种ZG40Mn2材料的消失模铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，具体涉及一种ZG40Mn2材料的消失模铸造方法。

背景技术

消失模铸造是指将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型族刷涂耐火材料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型汽化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

消失模铸造的步骤通常是：第一步、原始泡塑珠粒、发泡成型；第二步、利用泡塑和板材制作模型、模型组合成模型簇；第三步、将发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、振动造型：将带有抽气室的砂箱放在振动台上，底部放入型砂振动紧实，振实后，将模型簇固定在砂箱内，再向模型簇内加入型砂并进行三维振动；第六步、浇注：将熔化的金属液浇注到模型簇中，冷凝成型；第七部、落砂：冷凝成型的铸件从砂箱中吊出，去除铸件表面的涂，然后在抛丸机中抛丸即可。其中，在浇注步骤，通常浇注温度与金属液的属性有关，所以金属液的属性不同，为了得到品质较好的逐渐，那么浇注温度也要随之改变，找的最佳的浇注温度。而这样的温度一般需要通过无数次的尝试才能寻找到。

ZG40Mn2为一种特殊材料，其所含成分及成分的标准含量是C：0.35～0.45%、Si：0.20～0.40%、Mn：1.60～1.80%。其特殊性表现在锰含量是1.6～1.8%，该材料的机械性能良好，目前有使用该材料制备各种承受较大的冲击载荷铸件产品。但是，由于一些铸件的结构较为复杂，而传统铸造方法具有局限性，利用ZG40Mn2材料结合传统铸造方法铸造铸件，具有加工难度大、加工余量多、生产周期长及产品有气孔、致密度低、夹渣及裂纹等严重的缺陷，导致铸件的合格率仅能达到50%左右，无法满足当下制造业的需求。且由于ZG40Mn2材料的锰含量高，由此显著提高了淬透性，工艺条件控制不当就会使得产品开裂，无法满足使用要求。

发明内容

本发明旨在提供一种ZG40Mn2材料的消失模铸造方法，以解决传统铸造方法的局限，导致利用ZG40Mn2材料铸造的铸件强度低易开裂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下基础技术方案：一种ZG40Mn2材料的消失模铸造方法，包括以下步骤：

a、发泡：采用粒径为0.25～0.90mm的可发性STMMA共聚树脂在发泡箱内进行预发泡，发泡至60～75倍，然后经过12～30h的熟化得到珠粒；

b、成型、组簇：制作模型，将熟化的珠粒填充到模型的型腔内，在115～125℃的蒸气下加热40～45s，再经90s冷却模型至38～42℃使模型硬化定形，然后出模；出模后在40～45℃的烘干房内放置12h以上；将处理后的模型组合成模型簇；

c、挂涂：将涂料涂覆在模型簇表面，使涂层厚度为0.9～1.9mm，涂层在40～50℃下烘干；

d、振动造型，将带有抽气室的砂箱放在振动台上，底部放入型砂振动紧实，砂箱底部型砂厚度为100～150mm，型砂的粒径为0.7～0.9mm；振实后，将模型簇固定在砂箱内，再向模型簇内加入型砂并进行三维振动，振动45s；所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将砂箱内抽成真空，压力为0.06～0.07MP；

e、浇注：将熔融后的ZG40Mn2金属液浇注入步骤d的模型簇中，然后在压力为0.06～0.07MP的真空条件下维持3～5min再停泵，浇注温度为1540～1580℃；所述 ZG40Mn2材料的成分及成分的重量百分比为C：0.35～0.40%、Si：0.20～0.40%、Mn：1.60～1.70%、P≤0.035、S≤0.035；

f、落砂：浇注完成并冷却至室温后，将铸件从砂箱中吊出；敲击铸件去除其表面的涂料层，再将铸件推入抛丸机中进行抛丸，然后转移至电阻炉中加热至850～870℃后保温4小时后进行退火。

本发明中“STMMA共聚树脂”是可发性聚甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚树脂珠粒的简称。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明中ZG40Mn2材料的成分及成分含量设定为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，再结合1540～1580℃的浇注温度和压力为0.06～0.07MP的负压浇注，有利于液体金属的充型和补缩，提高铸件的组织致密度。