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    半环形薄壁不锈钢铸件的熔模铸造工艺

    作者:高新铸业 日期:2019-07-04
    内容摘要:熔模铸造是一种先进的“近无余量”的热成型技术,具有铸件尺寸精度高、表面质量好、结构形状复杂、金属适用范围广等特点,广泛地应用于机械工业的各个领域。

    熔模铸造是一种先进的“近无余量”的热成型技术,具有铸件尺寸精度高、表面质量好、结构形状复杂、金属适用范围广等特点,广泛地应用于机械工业的各个领域。我公司采用硅溶胶熔模铸造工艺,主要生产小型机械零部件。卡箍是一种半环形薄壁的304不锈钢铸件,该铸件具有充型难、易变形、易缩松的特点,且外表面不加工,表面质量要求严格,因此铸造生产比较困难。作者经过多次试验改进,优化了浇注系统及铸造工艺,成功地实现了该铸件的熔模铸造生产。

    (1)缩孔、缩松

    缩孔、缩松出现在热节处。原因分析:304不锈钢凝固区间较大(1513~830℃),属于同时凝固,因此在凝固后期固相增多后,整体流动性变差,热节处铸件厚度虽然较小,但浇口的补缩通道长、且壁厚较薄,使得金属液难以在重力作用下补缩该处,因此成为然后凝固部位,出现缩孔、缩松,甚至穿透性缩孔。

    (2)欠铸、夹渣

    欠铸、夹渣的位置:底部端头A部位。原因分析:在金属液浇注时,A部位易出现回流死角,气泡、熔渣集中到该部位后,不易上浮。因此,在铸件上表现为欠铸、夹渣,这种废品约占30%。

    浇注时铸件在铸型中所处的位置影响精密铸件质量、尺寸精度、造型工艺难度。 浇注位置的选择原则:

    1.精密铸件的重要加工面或主要加工面朝下或位于侧面:浇注时,金属液中得气体、熔渣及铸型中得砂粒会上浮,有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷,而铸件下部出现缺陷的可能性下,组织较致密。机床床身的浇注位置,应将导轨面朝下,以保证该重要工作面的质量。其圆周面的质量要求较高,采用立浇方案,可使圆周面处于侧面,保证质量均匀一致。 

    2。精密铸件的大平面朝下或倾斜浇注:由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热辐射,引起顶面砂型膨胀拱起甚至开裂,使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面的生产铸造缺陷。

    3.精密铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜:为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷,应将面积较大的薄壁置于铸件的下部,或使其处于侧壁或倾斜位置。 

    4.精密铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面主要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩。

    所谓熔模铸造工艺,简单说就是用易熔材料(例如蜡料或塑料)制成可熔性模型(简称熔模或模型),在其上涂覆若干层特制的耐火涂料,经过干燥和硬化形成一个整体型壳后,再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型,然后把型壳置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,然后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧(如采用高强度型壳时,可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧),铸型或型壳经焙烧后,于其中浇注熔融金属而得到铸件。

    熔模铸件尺寸精度较高,一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10~13,压铸为CT5~7),当然由于熔模铸造的工艺过程复杂,影响铸件尺寸精度的因素较多,例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等,所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高,但其一致性仍需提高(采用中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多)。

    压制熔模时,采用型腔表面光洁度高的压型,因此,熔模的表面光洁度也比较高。此外,型壳由耐高温的特殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成,与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高。所以,熔模铸件的表面光洁度比一般铸造件的高,一般可达Ra.1.6~3.2μm。

    浇注时铸件在铸型中所处的位置影响精密铸件质量、尺寸精度、造型工艺难度。浇注位置的选择原则: 

    1.精密铸件的重要加工面或主要加工面朝下或位于侧面:浇注时,金属液中得气体、熔渣及铸型中得砂粒会上浮,有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷,而铸件下部出现缺陷的可能性下,组织较致密。 机床床身的浇注位置,应将导轨面朝下,以保证该重要工作面的质量。其圆周面的质量要求较高,采用立浇方案,可使圆周面处于侧面,保证质量均匀一致。 

    2。精密铸件的大平面朝下或倾斜浇注:由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热辐射,引起顶面砂型膨胀拱起甚至开裂,使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面的生产铸造缺陷。

    3.精密铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜:为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷,应将面积较大的薄壁置于铸件的下部,或使其处于侧壁或倾斜位置。

    4.精密铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面主要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩。


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