精密鑄造流程

2021-03-04 05:06:28 字數 5283 閱讀 5255

山東濟南精密

鑄造工藝

流程精密鑄造工藝流程

模具設計-----磨具製造----壓蠟-----修蠟-----組樹-------制殼(沾漿)-----脫蠟----型殼焙燒------化性分析--

-澆注----清理-----熱處理-------機加工-----成品入庫。

如過在詳細點就是:

壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---制殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最後模

殼風乾)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---

鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫

鑄造生產流程大體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、制殼、澆注、後處理、檢驗

壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)

壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模

修蠟---對臘模進行修正

組樹---將臘模進行組樹

制殼包括 (掛沙、掛漿、風乾)

後處理包括(修正、拋丸、噴砂、酸洗、)

澆注包括 (焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)

後處理包括(噴砂、拋丸、修正、酸洗)

檢驗包括 (蠟檢、初檢、中檢、成品檢)

熔模鑄造

1 概述

熔模鑄造又稱"失蠟鑄造",通常是在蠟模表面塗上數層耐火材

料,待其硬化乾燥後,將其中的蠟模熔去而製成型殼,再經過焙燒,

然後進行澆注,而獲得鑄件的一種方法,由於獲得的鑄件具有較高的

尺寸精度和表面光潔度,故又稱"熔模精密鑄造"

熔模鑄造的工藝過程見圖 1。可用熔模鑄造法生產的合金種類有

碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不鏽鋼、精密合金、永磁合金、軸承合

金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。

熔模鑄件的形狀一般都比較複雜,鑄件上可鑄出孔的最小直徑可

達 0.5mm,鑄件的最小壁厚為 0.3mm。在生產中可將一些原來由幾個

零件組合而成的部件,通過改變零件的結構,設計成為整體零件而直

接由熔模鑄造鑄出,以節省加工工時和金屬材料的消耗,使零件結構

更為合理。

熔模鑄件的重量大多為零點幾十牛(即幾十克到幾公斤),太重

的鑄件用熔模鑄造法生產較為麻煩,但目前生產大的熔模鑄件的重量

已達 800 牛左右。

熔模鑄造工藝過程較複雜,且不易控制,使用和消耗的材料較貴,

故它適用於生產形狀複雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小型

零件,如渦輪發動機的葉片等。

圖 1 是熔模鑄件的**。熔模鑄造的工藝過程見圖 2。

圖 1 熔模鑄件**

2 熔模的製造

熔模鑄造生產的第乙個工序就是製造熔模,熔模是用來形成耐火

型殼中型腔的模型,所以要獲得尺寸精度和表面光潔度高的鑄件,首

先熔模本身就應該具有高的尺寸精度和表面光潔度。此外熔模本身的

效能還應盡可能使隨後的制型殼等工序簡單易行。為得到上述高質量

要求的熔模,除了應有好的壓型(壓制熔模的模具)外,還必須選擇

合適的製模材料(簡稱模料)和合理的製模工藝。

2.1 模料

製模材料的效能不單應保證方便地制得尺寸精確和表面光潔度

高,強度好,重量輕的熔模,它還應為型殼的製造和獲得良好鑄件創

造條件。模料一般用蠟料、天然樹脂和塑料(合成樹脂)配製。凡主

要用蠟料配製的模料稱為蠟基模料,它們的熔點較低,為 60~700c;

凡主要用天然樹脂配製的模料稱為樹脂基模料,熔點稍高,約 70~

1200c。

經常用來配製模料的原材料的效能見表 1。

表 1. 常用模料原材料的效能

名熔點灰分

重度 25 oc 時

抗拉強度

延伸線收縮

軟化點稱 (oc)

(重量%)

(牛/公尺2)

(牛/公尺2)

率(%)

率(%)

(oc)石蠟

硬脂酸58-66 < 0.11 (8.5-8.7)x103 2.21-2.94)x105 2-2.5 0.5-0.7

70-71 < 0.02 8.4-8.7)x103 1.72-1.96)x105 2.0-3.0 0.6-0.69

約 30

約 35松香

89-93 < 0.03 8.8-10.7)x103

0.07-0.09 52-66川蠟

地蠟褐煤

蠟80-85 0.036-0.051 9.0-9.3)x103 11.3-12.7)x105 1.6-2.2 0.8-1.2

67-80 0.03 9.8x10471.74x1052.0

82-87 0.1-0.5 8.6-10.1)x103

約 40

聚 115-130 0.04-0.08 8.8-9.1)x103 118-137)x105乙烯

1-1.5 約 80

圖 2 熔模鑄造工藝過程

2.2 模料的配製及**

1)模料的配製

配製模料的目的是將組成模料的各種原材料混合成均勻的一體,

並使模料的狀態符合壓制熔模的要求。

配製時主要用加熱的方法使各種原材料熔化混合成一體,而後在

冷卻情況下,將模料劇烈攪拌,使模料成為糊膏狀態供壓制熔模用。

有時也有將模料熔化為液體直接澆注熔模的情況。

2)模料的**。

使用樹脂基模料時,由於對熔模的質量要求高,大多用新材料配

製模料壓制鑄件的熔模。而脫模後**的模料,在重熔過濾後用來制

作澆冒口系統的熔模。

使用蠟基模料時,脫模後所得的模料可以**,再用來製造新的

熔模。可是在迴圈使用時,模料的效能會變壞,脆性增大,灰分增多,

流動性下降,收縮率增加,顏色由白變褐,這些主要與模料中硬脂酸

的變質有關。因此,為了盡可能地恢復舊模料的原有效能,就要從舊

模料中除去皂鹽,常用的方法有鹽酸(硫酸)處理法,活性白土處理

法和電解**法。

2.3 熔模和模組的製造

1)熔模的製造

生產中大多採用壓力把糊狀模料壓入壓型的方法製造熔模。壓制

熔之前,需先在壓型表面塗薄層分型劑,以便從壓型中取出熔模。壓

製蠟基模料時,分型劑可為機油、松節油等;壓制樹脂基模料時,常

用麻油和酒精的混合液或矽油作分型劑。分型劑層越薄越好,使熔

模能更好地複製壓型的表面,提高熔模的表面光潔度。壓制熔模的方

法有三種,柱塞加壓法、氣壓法和活塞加壓法。

2)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,國外已廣泛採有機

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。

3 型殼的製造

熔模鑄造的鑄型可分為實體型和多層型殼兩種,目前普遍採用的

是多型殼。

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

的效能要求,如小的膨脹率和收縮率;高的機械強度、抗熱震性、而

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。

3.1 製造型殼用的材料

製造型殼用的材料可分為兩種型別,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。

1)耐火材料

目前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。

2)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。但在我國,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,水玻璃仍被廣泛應用於生

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,型殼硬化過程是乙個乾燥過程,需時較

長。 3.2 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

在採用蠟基模料製熔模時,為了提高塗料潤濕模組表面的能力,

需將模組表面的油汙去除掉。

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,盡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

溼熔模,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,即可進行撒吵。

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 8000-10000c,保溫一段時間,即可進行澆注。

4 熔模鑄件的澆注和清理

4.1 熔模鑄件的澆注

精密鑄造流程

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