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看完此文,熔模鑄造知識(shí)全知曉!

   2020-09-01 互聯(lián)網(wǎng)李瑪莉12410
核心提示:一、熔模鑄造的原理及特點(diǎn)  熔模鑄造又稱精密鑄造或失蠟鑄造,它是用易熔材料(蠟料及塑料等)制成精確的可

一、熔模鑄造的原理及特點(diǎn)

  熔模鑄造又稱精密鑄造或失蠟鑄造,它是用易熔材料(蠟料及塑料等)制成精確的可熔性模型,在模型上涂以若干層耐火涂料,經(jīng)過干燥、硬化成整體型殼,然后加熱型殼熔失模型,再經(jīng)高溫焙燒而成為耐火型殼,將液體金屬澆入型殼中,待冷卻后即成鑄件。


  模料-壓蠟?zāi)?組模-修模-涂掛-撒砂-脫模-焙燒-澆注-冷卻-落砂-清理。


  與其它鑄造方法相比,熔模鑄造的主要優(yōu)點(diǎn)如下:


  1)鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度較低,可以澆注形狀復(fù)雜的鑄件,一般精度可達(dá)5~7級(jí),粗糙度達(dá)兩Ra25-6.3μm;


  2)可以鑄造薄壁鑄件以及重量很小的鑄件,熔模鑄件的最小壁厚可達(dá)0.5mm,重量可以小到幾克;


  可以鑄造花紋精細(xì)的圖案、文字、帶有細(xì)槽和彎曲細(xì)孔的鑄件;


  3)熔模鑄件的外形和內(nèi)腔形狀幾乎不受限制,可以制造出用砂型鑄造、鍛壓、切削加工等方法難以制造的形狀復(fù)雜的零件,而且可以使有些組合件、焊接件在稍進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)后直接鑄造成整體零件,從而減輕零件重量、降低生產(chǎn)成本;


  4)鑄造合金的類型幾乎沒有限制,常用來鑄造合金鋼件、碳鋼件和耐熱合金鑄件;


  5)生產(chǎn)批量沒有限制,可以從單件到成批大量生產(chǎn)。


  這種鑄造方法的缺點(diǎn)就是工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期長(zhǎng),不適用于生產(chǎn)輪廓尺寸很大的鑄件。


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二、模料種類及性能要求


 ?。?) 模料的分類

  隨著熔模鑄造工藝的發(fā)展,模料的種類日益繁多,組成各不相同。通常按模料熔點(diǎn)的高低將其分為高溫、中溫和低溫模料。


  低溫模料的熔點(diǎn)低于60°C,我國(guó)目前廣泛應(yīng)用的石蠟—硬脂酸各50%的模料屬于這一類;


  高溫模料的熔點(diǎn)高于120°C,組成為松香50%、地蠟20%、聚苯乙烯30%的模料即為較典型的高溫模料。


  中溫模料的熔點(diǎn)介于上述兩類模料之間,現(xiàn)用的中溫模料基本上可分為松香基和蠟基模料兩種。


 ?。?)模料性能的基本要求

  熱物理性能:合適的熔化溫度和凝固區(qū)間、較小的熱膨脹和收縮、較高的耐熱性(軟化點(diǎn))和模料在液態(tài)時(shí)應(yīng)無析出物,固態(tài)時(shí)無相變;


  力學(xué)性能:主要有強(qiáng)度、硬度、塑性、柔韌性等;


  工藝性能:主要有粘度(或流動(dòng)性)、灰分、涂掛性等。


三、制模工藝

  按照模料的規(guī)定成分和配比,將各種原料熔融成液態(tài),混合并攪拌均勻,濾去雜質(zhì)澆制成糊狀模料,即可以壓制熔模。壓制熔模普遍采用壓制成型的辦法。該方法允許使用液態(tài)、半液態(tài)以及固態(tài)、半固態(tài)模料。液態(tài)和半液態(tài)模料在低的壓力下壓制成型,稱為壓注成型;半固態(tài)或固態(tài)模料在高的壓力下壓制成型,稱為擠壓成型。無論是壓注成型還是擠壓成型,都必須考慮充填和凝固時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。


  (1)壓注成型

  壓注成型的注蠟溫度多在熔點(diǎn)以下,此時(shí)模料是液、固兩相共存的漿狀或糊狀。呈漿狀的模料中,液相量顯著超過固相量,所以仍保留著液體的流動(dòng)性。在這種狀態(tài)下壓注,熔模表面具有較低的粗糙度,而且不易出現(xiàn)由于紊流、飛濺帶來的表面缺陷。糊狀模料的溫度比漿狀模料更低,已失去流動(dòng)性,雖少有表面缺陷,但卻具有較高的表面粗糙度。


  模料壓注成型時(shí),在保證良好充填情況下應(yīng)盡量采用最低的模料溫度和壓型工作溫度。壓力的選擇并不是越大越好,雖然壓力大熔模收縮率小,但壓力和壓注速度過大,會(huì)使熔模表面不光滑,產(chǎn)生“鼓泡”(熔模表皮下氣泡膨脹),同時(shí),使模料飛濺出現(xiàn)冷隔缺陷。在制模過程中,為了避免模料粘附壓型,提高熔模表面光潔度,應(yīng)使用分型劑,特別是對(duì)于松香基模料。


 ?。?)擠壓成型

  擠壓成型把在低溫塑性狀態(tài)下的模料擠壓入型腔,在高壓下成型,以減少和防止熔模收縮。擠壓成型時(shí)的模料處于半固態(tài)或固態(tài),該模料在正常條件下比較硬,但在高壓下能夠流動(dòng),其特點(diǎn)是粘度大。因此擠壓時(shí)壓力的大小取決于模料的粘度及在注料孔和型腔中的流動(dòng)阻力。模料的粘度愈大,注料孔徑愈小,型腔尺寸愈大而橫截面積愈小以及模料行程愈長(zhǎng),則模料流動(dòng)時(shí)的阻力愈大,因此需要愈高的擠壓壓力。采用半固態(tài)模料擠壓成型,熔模的凝固時(shí)間縮短,因而生產(chǎn)率增高,特別適用于生產(chǎn)具有厚大截面的鑄件。


四、制殼工藝

  制殼包括涂掛和撒砂兩道工序。涂掛涂料之前,熔模需經(jīng)脫油脂處理。涂掛時(shí)要采用浸涂法。涂掛操作時(shí)應(yīng)保持熔模表面均勻地涂掛上涂料,避免空白和局布堆積;焊合處、圓角、棱角和凹槽等應(yīng)用毛筆或特制工具涂刷均勻,避免氣泡;涂掛每層加固層涂料前應(yīng)清理前一層上的浮砂;涂掛過程中要定時(shí)攪拌涂料,掌握和調(diào)整涂料的粘度。


  涂掛后進(jìn)行撒砂。最常用的撒砂方法是流態(tài)化撒砂和雨淋式撒砂。通常熔模自涂料槽中取出后,待其上剩余的涂料流動(dòng)均勻而不再連續(xù)下滴時(shí),表示涂料流動(dòng)終止,凝凍開始,即可撒砂。過早撒砂易造成涂料堆積;過遲撒砂造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂時(shí)熔模要不斷回轉(zhuǎn)和上下倒置。撒砂的目的是用砂粒固定涂料層;增加型殼厚度,獲得必要的強(qiáng)度;提高型殼的透氣性和退讓性;防止型殼硬化時(shí)產(chǎn)生裂紋。撒砂的粒度按涂料層次選擇,并與涂料的粘度相適應(yīng)。面層涂料的粘度小,砂粒度要細(xì),才能獲得表面光潔的型腔,一般面層撒砂粒度可選擇組別為30或21的砂;加固層撒砂采用較粗的砂粒,最好逐層加粗。制殼時(shí),每涂掛和撒砂一層后,必須進(jìn)行充分的干燥和硬化。


五、缺陷及防止方法

  熔模鑄件的缺陷分為表面和內(nèi)部缺陷以及尺寸和粗糙度超差。


  表面和內(nèi)部缺陷指欠鑄、冷隔、縮松、氣孔、夾渣、熱裂、冷裂等;


  尺寸和粗糙度超差主要包括鑄件的拉長(zhǎng)和變形。


  產(chǎn)生表面和內(nèi)部缺陷主要與合金液的澆注溫度,型殼的焙燒溫度與制備工藝,澆注系統(tǒng)與鑄件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等因素有關(guān)。

  鑄件尺寸和粗糙度超差的主要原因是壓型的設(shè)計(jì)與使用磨損,鑄件結(jié)構(gòu)、型殼的焙燒及其強(qiáng)度,鑄件的清理等因素有關(guān)。


  例如,熔模鑄件出現(xiàn)欠鑄時(shí),其原因可能是澆注溫度和型殼溫度低使金屬液降低了流動(dòng)性,鑄件壁太薄、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、型殼焙燒不充分或透氣性差、澆注速度過慢、澆注時(shí)不足,這時(shí)應(yīng)根據(jù)鑄件的具體結(jié)構(gòu)和涉及到的相關(guān)工藝,有針對(duì)性地解決問題,消除缺陷。

 
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