熔模的組裝 熔模的組裝是把形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統的熔模組合在一起,主要有兩種方法:
1.焊接法 用薄片狀的烙鐵,將熔模的連線部位熔化,使熔模焊在一起。此法較普遍。
2.機械組裝法 在大量生產小型熔模鑄件時,國外已廣泛采有機械組裝法組合模組,採用此種模組可使模組組合和效率大大提高,工作條件也得到了改善。
型殼製造 熔模鑄造的鑄型可分為實體型和多層型殼兩種
將模組浸塗耐火塗料後,撒上料狀耐火材料,再經乾燥、硬化,如此反覆多次,使耐火塗掛層達到需要的厚度為止,這樣便在模組上形成了多層型殼,通常將近其停放一段時間,使其充分硬化,然後熔失模組,便得到多層型殼。
多層殼有的需要裝箱填砂;有的則不需要,經過焙燒後就可直接進行澆注。
在熔失熔模時,型殼會受到體積正在增大的熔融模料的壓力;在焙燒和澆注時,型殼各部分會產生相互牽制而又不均的膨脹的收縮,因此,金屬還可能與型殼材料發生高溫化學反應。
所以對型殼便有一定的性能要求,如小的膨脹率和收縮率;高的機械強度、抗熱震性、耐火度和高溫下的化學穩定性;型殼還應有一定的透氣性,以便澆注時型殼內的氣體能順利外逸。
這些都與製造型殼時所採用的耐火材料、粘結劑以及工藝有關。
材料 製造型殼用的材料可分為兩種類型,一種是用來直接形成型殼的,如耐火材料、粘結劑等;另一類是為了獲得優質的型殼,簡化操作、改善工藝用的材料,如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。
耐火材料 熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及矽酸鋁耐火材料,如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。 有時也用鋯英石、鎂砂(MgO)等。
粘結劑 在熔模鑄造中用得最普遍的粘結劑是矽酸膠體溶液(簡稱矽酸溶膠),如矽酸乙酯水解液、水玻璃和矽溶膠等。
組成它們的物質主要為矽酸(H2SiO3)和溶劑,有時也有穩定劑,如矽溶膠中的NaOH。
矽酸乙酯水解液是矽酸乙酯經水解後所得的矽酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結劑;水玻璃殼型易變形、開裂,用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。
但當生產精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點較低的有色合金鑄件時,水玻璃仍被廣泛套用於生產;矽溶膠的穩定性好,可長期存放,制型殼時不需專門的硬化劑,但矽溶膠對熔模的潤濕稍差,型殼硬化過程是一個乾燥過程,需時較長。
制殼工藝 制殼過程中的主要工序和工藝為:
1)模組的除油和脫脂 在採用蠟基模料制熔模時,為了提高塗料潤濕模組表面的能力,需將模組表面的油污去除掉。
2)在模組上塗掛塗料和撒砂 塗掛塗料以前,應先把塗料攪拌均勻,儘可能減少塗料桶中耐火材料的沉澱,調整好塗料的粘度或比重,以使塗料能很好地充填和潤濕熔模,掛塗料時,把模組浸泡在塗料中,左右上下晃動,使塗料能很好潤濕熔模,均勻覆蓋模組表面。塗料塗好後,即可進行撒砂。
3)型殼乾燥和硬化 每塗復好一層型殼以後,就要對它進行乾燥和硬化,使塗料中的粘結劑由溶膠向凍膠、凝膠轉變,把耐火材料連在一起。
4)自型殼中熔失熔模 型殼完全硬化後,需從型殼中熔去模組,因模組常用蠟基模料製成,所以也把此工序稱為脫蠟。 根據加熱方法的不同,有很多,脫蠟方法,用得較多的是熱水法和同壓蒸汽法。
5)焙燒型殼 如需造型(填砂)澆注,在焙燒之前,先將脫模後的型殼埋箱內的砂粒之中,再裝爐焙燒。如型殼高溫強度大,不需造型澆注,則可把脫模後的型殼直接送入爐內焙燒。焙燒時逐步增加爐溫,將型殼加熱至800-1000℃,保溫一段時間,即可進行澆注。
澆注 熔模鑄造時常用的澆注方法有:
1)熱型重力澆注方法有以下幾種。
這是用得最廣泛的一種澆注形式,即型殼從焙燒爐中取出後,在高溫下進行由澆注。
此時金屬在型殼中冷卻較慢,能在流動性較高的情況下充填鑄型,故鑄件能很好複製型腔的形狀,提高了鑄件的精度。
但鑄件在熱型中的緩慢冷卻會使晶粒粗大,這就降低了鑄件的機械性能。
在澆注碳鋼鑄件時,冷卻較慢的鑄件表面還易氧化和脫碳,從而降低了鑄件的表面硬度、光潔度和尺寸精度。
2)真空吸氣澆注
將型殼放在真空澆注箱中,通過型殼中的微小孔隙吸走型腔中的氣體,使液態金屬能更好地充填型腔,複製型腔的形狀,提高鑄件精度,防止氣孔、澆不足的缺陷。
該法已在國外套用。
3)壓力下結晶
將型殼放在壓力罐內進行澆注,結束後,立即封閉壓力罐,向罐內通入高壓空氣或惰性氣體,使鑄件在壓力下凝固,以增大鑄件的緻密度。
在國外最大壓力已達150atm。
4)定向結晶(定向凝固)
一些熔模鑄件如渦輪機葉片、磁鋼等,如果它們的結晶組織是按一定方向排列的柱狀晶,它們的工作性能便可提高很多,所以熔模鑄造定向結晶技術正迅速地得到發展。
鑄件清理
熔模鑄件清理的內容主要為
(1)從鑄件上清除型殼;
(2)自澆冒系統上取下鑄件;
(3)去除鑄件上所粘附的型殼耐火材料;
(4)鑄件熱處理後的清理,如除氧化皮、盡邊和切割澆口殘餘等。
熔模鑄造工藝設計的任務為
(1)分析鑄件結構的工藝性;
(2)選擇合理的工藝方案,確定有關的鑄造工藝參數,在上述基礎上繪製鑄件圖;
(3)設計澆冒系統,確定模組結構。
這裡要注意的是,在考慮上面三方面問題時,主要的依據仍舊是一般鑄造過程的基本原則,尤其是在確定工藝方案、工藝參數時(如鑄造圓角、加工餘量、工藝筋等),除了具體數據由於熔模鑄造的工藝特點稍有不同之外,設計原則與砂型鑄造完全相同。
熔模鑄造工藝設計的任務及其重要性
熔模鑄造是一種少切削或無切削的鑄造工藝,在以前也被稱為失蠟法鑄造,由於採用熔模鑄造工藝生產出來的鑄件在尺寸精度、表面質量方面均比其他鑄造方法鑄造出來的鑄件要高,此外,熔模鑄造法可完成一些複雜度高、不易加工的鑄件生產,因此深受企業的喜愛。
關於熔模鑄造流程,在整個熔模鑄造流程中,熔模鑄造工藝設計是至關重要的環節之一,該環節技術難度係數大,對於整個熔模鑄造工序起著非常重要的意義,這也是該環節多為一些專業性、技術性較強的人的原因。
如同其他鑄造工藝設計,熔模鑄造工藝的設計任務為:
a.根據具體要求,分析鑄件結構的工藝性;
b.策劃合理的工藝方案,確定相關的鑄造工藝參數,在此基礎上繪製鑄件圖;
c.設計澆冒系統,確定模組結構,除了具體數據由於熔模鑄造的工藝特點稍有不同之外,設計原則與砂型鑄造完全相同。
由於熔模鑄造工藝設計環節對於整個鑄造流程有非常重要的意義,加上該環節對於設計人員自身素質要求非常高,企業對於該環節應該給予相當的重視。
資料來源:百科
脫臘鑄造 脫臘 精密鑄造 真空鑄造
脫臘鑄造, 脫臘, 精密鑄造, 真空鑄造 |