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1熔模鑄造1熔模鑄造1定義:用熔模材料(通常為低熔點(diǎn)的材料如蠟料)制成熔模樣件并組成模組,然后在模組表面上涂料(耐火材料),待干燥固化后,將模組加熱熔出模料形成中空型殼,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后澆注金屬液體,清理后得到鑄件。由于熔模材料通常為蠟基材料,因此又稱“失蠟鑄造”。1.1概述定義:用熔模材料(通常為低熔點(diǎn)的材料如蠟料)制成熔模樣件并組2
工藝流程:壓型制造熔模樣件制造組裝模組型殼制造、脫蠟、焙燒填砂、澆注工藝流程:壓型制造熔模樣件組裝模組型殼制造、填砂、澆注3觀看影片觀看影片41)、鑄件尺寸精度高(CT4-CT7);表面粗糙度低(Ra1.6-6.3μm)。減少了鑄件的切削加工余量,甚至可實(shí)現(xiàn)近凈型鑄造。2)、能生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。如前機(jī)匣(由內(nèi)、外環(huán)和14件葉片組成)。如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,葉型的最小壁厚可達(dá)0.7mm。熔模鑄造的特點(diǎn)1)、鑄件尺寸精度高(CT4-CT7);表面粗糙度低(Ra154)、熔模鑄造存在一定局限性。工藝流程煩瑣,生產(chǎn)周期長(zhǎng)、鑄件尺寸不宜太大。3)、合金材料不受限制.鋼鐵、銅、鋁、鈦、鎂等。熔點(diǎn)高的鎳基高溫合金;鋅、錫等低熔點(diǎn)金屬。4)、熔模鑄造存在一定局限性。工藝流程煩瑣,生產(chǎn)周期長(zhǎng)、鑄件6熔模鑄造典型產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例熔模鑄造典型產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例7熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)8熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)91.2熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)1.2.1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的就是對(duì)于一些零件圖做必要修改,得到適合熔模鑄造特點(diǎn)的最合理的鑄件結(jié)構(gòu)。一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性鑄件結(jié)構(gòu)是否合理,對(duì)于鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)工藝的可行性和簡(jiǎn)易性以及生產(chǎn)成本等影響很大,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,總結(jié)出鑄件結(jié)構(gòu)合理性的幾條基本原則。1.2熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)1.2.1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的就是對(duì)于10不合理合理1).易于從壓型中取模不合理合理1).易于從壓型中取模11不合理合理不合理合理122).易于抽芯不合理合理2).易于抽芯不合理合理13不合理合理不合理合理143).壁厚均勻,減少熱節(jié)不合理合理3).壁厚均勻,減少熱節(jié)不合理合理154).避免大平面不合理合理4).避免大平面不合理合理165).減少不通孔不合理合理5).減少不通孔不合理合理176).簡(jiǎn)化壓型加工不合理合理6).簡(jiǎn)化壓型加工不合理合理187).設(shè)計(jì)必要的工藝筋A(yù)).防止環(huán)形件、框型件變形設(shè)計(jì)的工藝筋7).設(shè)計(jì)必要的工藝筋A(yù)).防止環(huán)形件、框型件變形設(shè)計(jì)的工藝19B).防止鑄件開口部位變形而設(shè)計(jì)的工藝筋B).防止鑄件開口部位變形而設(shè)計(jì)的工藝筋20C).減少大平面,防止殼形變形C).減少大平面,防止殼形變形218).設(shè)計(jì)必要的工藝孔A).防止大平面型殼變形設(shè)計(jì)工藝孔8).設(shè)計(jì)必要的工藝孔A).防止大平面型殼變形設(shè)計(jì)工藝孔22B).減少熱節(jié)、防止縮孔設(shè)計(jì)工藝孔B).減少熱節(jié)、防止縮孔設(shè)計(jì)工藝孔23由于熔模鑄造的型殼內(nèi)表面光潔,并且一般為熱型殼澆注,因此熔模鑄件壁厚允許設(shè)計(jì)得較薄,最小壁厚與合金種類及鑄件輪廓尺寸有關(guān)。二.鑄件結(jié)構(gòu)要素及工藝參數(shù)選定1.最小壁厚由于熔模鑄造的型殼內(nèi)表面光潔,并且一般二.鑄件結(jié)構(gòu)要素及工藝24鑄件材料鑄件輪廓尺寸>10~50>50~100>100~200>200~500>350鑄件最小壁厚推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值鉛錫合金1.0~1.50.71.5~2.01.02.0~3.01.52.5~3.52.03.0~4.02.5鋅合金1.5~2.01.02.0~3.01.52.5~3.52.03.0~4.02.53.5~5.03.0鑄鐵1.5~2.01.02.0~3.51.52.5~4.02.03.0~4.52.54.0~5.03.5銅合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~4.02.53.0~5.03.04.0~6.03.5鎂合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~4.02.53.5~5.03.04.0~6.03.5鋁合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~5.02.53.5~6.03.04.0~7.03.5碳鋼2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~5.02.53.5~6.03.04.0~7.04.0高溫合金0.9~2.00.61.5~3.00.82.0~4.01.0————熔模鑄件的最小壁厚(單位:mm)鑄件鑄件輪廓尺寸>10~50>50~1025
r=(d+δ)/kR=r+(d+δ)/2r——轉(zhuǎn)角內(nèi)圓角mm;R——轉(zhuǎn)角外圓角mmd,δ——連接壁的壁厚;k——轉(zhuǎn)角的圓角系數(shù),根據(jù)角度大小接圖選取。135904502.圓角一般情況下鑄件上各轉(zhuǎn)角處都設(shè)計(jì)成圓角,否則容易產(chǎn)生裂紋、縮松。鑄件上內(nèi)圓角和外圓角按下式計(jì)算r=(d+δ)/k26為了便于取模,抽芯,在拔模面應(yīng)設(shè)有鑄造斜度,鑄造斜度的取值如下。取值鑄造斜度面高h(yuǎn)/mm非加工面斜度外表面內(nèi)表面≤200o20′1o>20-500o15′0o30′>50-1000o10′0o30′>1000o10′0o15′熔模鑄件的鑄造斜度3.鑄造斜度為了便于取模,抽芯,在拔模面應(yīng)設(shè)有鑄造鑄造斜度面高h(yuǎn)/mm非27孔的直徑最大孔深通孔不通孔3-55~10≈5>5~10>10~30>5~15>10~20>30~60>15~25>20~40>60~120>25~50>40~60>120~200>50~80>60~100>200~300>80~100>100>300~350>100~120最小鑄出孔的孔徑與深度(單位:mm)4.最小鑄出孔孔的直徑最大孔深通孔不通孔3-55~10≈5>5~10>1028鑄件最大尺寸≤50>50~120>120~250>250~400>400~630單面加工余量0.50.5~0.11.0~1.51.5~2.02.0~3.0澆口面加工余量2.0~4.0熔模鑄件單面加工余量(單位mm)5.加工余量≤50>50>120>250>400單面加工余量0.50.529影響熔模鑄件尺寸的收縮因素包括合金的收縮;模料的收縮;型殼的膨脹等,這幾方面綜合的影響稱為熔模鑄件的綜合線收縮率。6.線收縮率影響熔模鑄件尺寸的收縮因素包括合金6.線收縮率301.2.2熔模鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、澆注系統(tǒng)作用1.把液體金屬引入型腔注意充型平穩(wěn),避免金屬液氧化和卷入氣體,保證不產(chǎn)生冷隔和澆不足缺陷。2.補(bǔ)充液體金屬凝固時(shí)體積收縮澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證補(bǔ)縮時(shí)通道暢通,并保證能提供給鑄件必要的補(bǔ)縮金屬液,避免鑄件產(chǎn)生縮孔、疏松。1.2.2熔模鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、澆注系統(tǒng)作用313.在組焊與制殼時(shí)起支撐易熔模和型殼作用。要求有足夠強(qiáng)度,防止制殼過(guò)程中易熔模脫落。4.在熔化易熔模時(shí),起液體模料流出的通道作用,澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證排除模料通暢。3.在組焊與制殼時(shí)起支撐易熔模和型殼作32二、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按澆注系統(tǒng)組成分為:1)直澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:直澆道兼起冒口作用,操作方便,但排渣不利。二、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按澆注系統(tǒng)組成分為:332)橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:常用于頂注,有利于順序凝固。2)橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:343)直澆道一橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式3)直澆道一橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式35按合金液注入鑄件部位分為:1)頂注式:合金液從型腔的頂部注入,鑄件自下而上凝固,合金液易飛濺,排氣不暢,適用于高度較低的鑄件。按合金液注入鑄件部位分為:362)側(cè)注式:合金液從型腔側(cè)面注入,鑄件補(bǔ)縮好,應(yīng)用較廣泛。2)側(cè)注式:373)底注式:合金液型腔底部平穩(wěn)注入,不易產(chǎn)生夾渣。氣孔。不利于順序凝固,需增設(shè)冒口。3)底注式:38三、澆注系統(tǒng)計(jì)算步驟:1)確定澆注系統(tǒng)形式:封閉式或開放式。2)計(jì)算內(nèi)澆道尺寸。3)根據(jù)澆注系統(tǒng)形式,
計(jì)算直澆道、橫澆道的尺寸。三、澆注系統(tǒng)計(jì)算步驟:391)澆注系統(tǒng)形式的確定封閉式或開放式澆注系統(tǒng)是按照直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的尺寸比例劃分的。S內(nèi)≤S橫≤S直封閉式澆注系統(tǒng)1)澆注系統(tǒng)形式的確定封閉式或開放式澆注系統(tǒng)是按照直澆道、S40優(yōu)點(diǎn):1)金屬液完全充滿澆注系統(tǒng),可防止金屬液卷入氣體。2)有較好擋渣能力缺點(diǎn):進(jìn)入型腔流速高、產(chǎn)生噴濺和沖砂、氧化。優(yōu)點(diǎn):41優(yōu)點(diǎn):因?yàn)榻饘僖翰荒艹錆M澆注系統(tǒng),金屬液流動(dòng)平穩(wěn),充型快;缺點(diǎn):擋渣效果差。S直≤S橫≤S內(nèi)開放式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):因?yàn)榻饘僖翰荒艹錆M澆注系統(tǒng),金屬液流動(dòng)平穩(wěn),充型快;S42此法依據(jù)鑄件上熱節(jié)圓直徑或熱節(jié)圓截面積,由下式確定內(nèi)澆道直徑或內(nèi)澆道截面積。
D內(nèi)=(0.6~1.0)D節(jié)S內(nèi)=(0.4~0.9)S節(jié)式中: D內(nèi)—內(nèi)澆道直徑,mm D節(jié)—鑄件上熱節(jié)圓直徑,mm S內(nèi)—內(nèi)澆道截面積,mm2S節(jié)—鑄件上熱節(jié)圓截面積,mm2這種方法簡(jiǎn)單,但精度差,因?yàn)楸壤禂?shù)取值范圍較大。2)、內(nèi)澆道尺寸的確定a.比例系數(shù)法此法依據(jù)鑄件上熱節(jié)圓直徑或熱節(jié)圓截面積,由下式確定2)、內(nèi)澆43熱節(jié)圓直徑的求法熱節(jié)圓直徑的求法44該方法是根據(jù)補(bǔ)縮需要,把鑄件熱節(jié)換算成一個(gè)圓柱體單元,并令該單元與鑄件熱節(jié)具有相同凝固模數(shù)和重量,此單元圓柱體的直徑稱為當(dāng)量熱節(jié)直徑,那么,內(nèi)澆道尺寸的大小就以此當(dāng)量直徑為基礎(chǔ),推導(dǎo)出一個(gè)計(jì)算公式:b.當(dāng)量熱節(jié)法該方法是根據(jù)補(bǔ)縮需要,把鑄件熱節(jié)換算成b.當(dāng)量熱節(jié)法45式中 d—內(nèi)澆道尺寸,mm K—重量系數(shù) Dc—當(dāng)量熱節(jié)直徑,mm當(dāng)內(nèi)澆道為圓截面時(shí),則d即為內(nèi)澆道直徑,當(dāng)鑄件熱節(jié)部位的截面形狀為長(zhǎng)方形斷面axb時(shí),可由圖求得當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc,K為重量系數(shù),根據(jù)鑄件重量W和Dc,由圖查出。d=k×Dc式中 d—內(nèi)澆道尺寸,mmd=k×Dc46當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc的求法當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc的求法47重量系數(shù)K的求法重量系數(shù)K的求法481)鑄件熱節(jié)部位截面axb:16mm×30mm2)由圖查當(dāng)量熱節(jié)直徑Dc,用直尺連接a=30mm,b=16mm,兩點(diǎn)交Dc線于一點(diǎn),即得Dc=21mm。當(dāng)量熱節(jié)法計(jì)算舉例制動(dòng)凸輪鑄件如圖所示,鑄件重230g1)鑄件熱節(jié)部位截面axb:16mm×30mm當(dāng)量熱節(jié)法計(jì)算493)根據(jù)鑄件重量W=230g,Dc=21mm。查圖求重量系數(shù)K,用直尺連接W,Dc兩點(diǎn)交K線于一點(diǎn),該點(diǎn)為K=0.89。4)根據(jù)d=K×Dc,可求得d=0.89×21=18.8mm5)當(dāng)采用矩形內(nèi)澆道時(shí),先定矩形某一邊尺寸a=16mm,然后返過(guò)來(lái)應(yīng)用圖,由a=16,d=18.8查得b=23mm,于是內(nèi)澆道截面尺寸定為16×23mm3)根據(jù)鑄件重量W=230g,Dc=21mm。查圖求重501.3壓型種類及制造方法壓型:用來(lái)制造易熔模的模具。壓型腔的尺寸精度、表面粗糙度和壓型結(jié)構(gòu),直接影響易熔模的生產(chǎn)效率和壓型制造成本。1.3.1壓型的種類1.3壓型種類及制造方法壓型:用來(lái)制造易熔模的模具。1.51按壓型材料分為:金屬壓型和非金屬壓型。金屬壓型又分為:鋼模,鋁合金模,易熔合金模壓型;非金屬壓型分為石膏壓型,硅橡膠壓型,環(huán)氧樹脂壓型等。各種壓型的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍如表所示。按壓型材料分為:52類型特點(diǎn)應(yīng)用范圍機(jī)械加工壓型1.材料通常為鋼,也有使用銅合金、鋁合金2.尺寸精度可以充分滿足設(shè)計(jì)要求,型腔表面粗糙度Ra=1.6~0.4цm3.使用壽命可達(dá)10萬(wàn)次以上4.制造成本高1.生產(chǎn)批量大的鑄件2.要求尺寸精度高、表面粗糙度值低的鑄件低熔點(diǎn)合金鑄造壓型1.材料:低熔點(diǎn)合金(通常熔點(diǎn)不超過(guò)300℃)2.尺寸精度比機(jī)械加工壓型低,型腔表面粗糙度Ra=3.2~0.8цm3.使用壽命可達(dá)幾千次以上4.制造成本較低1.生產(chǎn)批量較大(幾千件)的鑄件2.機(jī)械加工困難的、型腔復(fù)雜的壓型3.試生產(chǎn)鑄件石膏壓型1.材料:石膏2.尺寸精度低,型腔表面粗糙度Ra=6.3~1.6цm3.母??捎媚灸?,生產(chǎn)周期短,成本低1.單件小批生產(chǎn)2.精度要求較低鑄件3.試生產(chǎn)鑄件硅橡膠壓型1.材料:硅橡膠2.填充性好,復(fù)制性強(qiáng)、周期短3.精度低,抗拉強(qiáng)度低、壽命短4.質(zhì)地較軟,使用時(shí)外形需要硬質(zhì)材料襯托1.復(fù)制工藝制品2.尺寸精度不高的試驗(yàn)鑄件環(huán)氧樹脂壓型1.材料:塑料、金屬母模(鋼、鋁、銅的機(jī)械加工件)2.尺寸精度比鑄造壓型略低3.生產(chǎn)周期短、成本低4.散熱性差,制造易熔模時(shí)取模困難,生產(chǎn)率低1.生產(chǎn)批量較小時(shí)2.要求尺寸精度較低的鑄件3.機(jī)械加工困難的型腔復(fù)雜壓型4.試生產(chǎn)鑄件常用壓型類型類型特點(diǎn)應(yīng)用范圍機(jī)械加工壓型1.材料通常為鋼,也531.3.2壓型組成壓型主要由型體、型芯,定位元件、鎖緊機(jī)構(gòu),抽芯機(jī)構(gòu),起模機(jī)構(gòu)組成手工壓蠟的壓型結(jié)構(gòu)圖由底座14,右半型1,左半型3,和蓋板8四塊組成內(nèi)腔由型芯2形成。1.3.2壓型組成壓型主要由型體、型芯,定位元件、鎖緊機(jī)構(gòu)54原材料定量熱機(jī)械混合均勻化澆注成料錠重熔模料模料壓注壓型準(zhǔn)備模組檢驗(yàn)標(biāo)號(hào)模組組焊蠟?zāi)<皾沧⑾到y(tǒng)除油蠟?zāi)P扪a(bǔ)蠟?zāi)z驗(yàn)料錠破碎蠟?zāi)PP?.4易熔模制造易熔模簡(jiǎn)稱熔模,熔模的質(zhì)量影響鑄件的尺寸精度及表面粗糙度,易熔模制造工藝流程如圖所示。原材料熱機(jī)械混澆注成重熔模料壓型準(zhǔn)備模組檢模組蠟?zāi)<皾沧⑾?51.熔化溫度和凝固溫度區(qū)間兼顧模料耐熱性要求并考慮到工藝操作方便,熔化溫度常選在50~80℃之間,凝固溫度區(qū)間以5~10℃為宜。1.4.1模料一、對(duì)模料的基本要求概括為工作性能要求和工藝性能要求1.熔化溫度和凝固溫度區(qū)間1.4.1模料一、對(duì)模料的基本要563.收縮率模料熱脹冷縮小,才能提高熔模尺寸精度,也才能減少脫臘時(shí)因模料膨脹引起的型殼脹裂現(xiàn)象。因此模料的線收縮率是模料重要的性能指標(biāo)之一,一般應(yīng)小于1%。優(yōu)質(zhì)模料線收縮率僅為0.3%~0.5%。2.耐熱性模料耐熱性是指溫度升高時(shí)其抗軟化變形的能力,它影響著熔模和鑄件的精度。通常用熱變形量來(lái)表示,要求35℃溫度時(shí)模量熱變形量△H35-2≤2mm。3.收縮率2.耐熱性574.強(qiáng)度為保證生產(chǎn)過(guò)程中不損壞,熔模需要有一定強(qiáng)度,模料強(qiáng)度多以抗彎強(qiáng)度表示,一般模料抗彎強(qiáng)度應(yīng)不低于2.0MPa,最好為5.0~8.0MPa。5.硬度為保持熔模表面質(zhì)量,模料應(yīng)有足夠的硬度,以防表面損傷。模料硬度常以針入度表示,常為4~6度(1度=10-1mm)4.強(qiáng)度586.粘度和流動(dòng)性為便于脫模和模料回收,模料粘度不能太大,在90℃附近的粘度應(yīng)為3×10-3~3×10-2Pa.S。為得到清晰的熔模,模料應(yīng)具有良好的流動(dòng)性。7.灰分模料灼燒后的殘留物稱灰分,它將影響鑄件的質(zhì)量,也是模料最重要的指標(biāo)之一。一般模料灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于0.05%。6.粘度和流動(dòng)性59蠟基模料由石蠟和硬脂酸兩種材料組成。石蠟屬烴蠟。為飽和固體碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮肿邮酵ㄊ綖镃nH2n+2.n為17—36。n越大,石蠟熔點(diǎn)越高,硬度越高,熱穩(wěn)定性越好,收縮也越小,按熔點(diǎn)石蠟可分為56,58,60,62,64,66,70等牌號(hào)。熔模鑄造多使用58~64石蠟。二、模料的種類1.蠟基模料蠟基模料由石蠟和硬脂酸兩種材料組成。石蠟屬烴蠟。為飽和固體碳60硬脂酸的分子式為C17H35COOH,是以動(dòng)植物油脂為原材料,經(jīng)加壓蒸餾和水解制得。由于硬脂酸比碳原子數(shù)相同的石蠟熔點(diǎn)高,故其熱穩(wěn)定性好,收縮性較小。此外硬脂酸,是極性分子,有利改善模料的涂掛性。硬脂酸的分子式為C17H35COOH,是以動(dòng)植物油61樹脂基模料的基體組成是樹脂,與蠟基模料相比具有強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性高,收縮小的優(yōu)點(diǎn),可用于生產(chǎn)高精度鑄件。用于渦輪葉片等航空件及高精度機(jī)械零件生產(chǎn)。2.樹脂基模料樹脂基模料的基體組成是樹脂,與蠟基模料相比具有強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性62一、制模時(shí)模料狀態(tài)采用壓力制模工藝時(shí),模料有三種狀態(tài):液態(tài)、糊狀、膏狀、前者稱液態(tài)壓注,后兩者稱為膏態(tài)壓注。模料種類工序名稱設(shè)備操作要求蠟基模料化蠟水浴化蠟缸化蠟溫度90℃刨蠟片臥式蠟片機(jī)蠟錠截面尺寸135mm×135mm攪蠟膏攪蠟機(jī)蠟液溫度65~80℃,保溫缸水溫48~52℃,蠟液重/蠟片重=1/(1~2)回性恒溫箱溫度48~52℃,保溫0.5h以上蠟膏制備方法
1.4.2制模工藝一、制模時(shí)模料狀態(tài)模料種類工序名稱設(shè)備操作要求蠟化蠟水浴化蠟63三、制模工藝參數(shù)將已配制好的蠟膏,在壓力下注入壓型,冷凝后從壓型中取出熔模。影響著熔模質(zhì)量的工藝參數(shù)有壓射蠟溫、壓型溫度、壓射壓力、保壓時(shí)間和起模時(shí)間。1)壓射蠟溫和壓型溫度壓注熔模時(shí)模料的溫度為壓射蠟溫。壓射蠟溫和壓型溫度的變化對(duì)制出的熔模表面粗糙度和尺寸變化明顯。壓射蠟溫和壓型溫度偏高,熔模表面粗糙度較低,但收縮較大;反之,熔模表面粗糙、收縮較小。三、制模工藝參數(shù)1)壓射蠟溫和壓型溫度64(2)壓射壓力適當(dāng)提高模料的壓射壓力,有利于減小熔模收縮率,提高熔模尺寸精度。(3)保壓時(shí)間和起模時(shí)間模料充滿壓型型腔后,保壓的時(shí)間愈長(zhǎng)則熔模的線收縮率愈小。熔模在壓型中停留冷卻的時(shí)間稱起模時(shí)間。取模時(shí)間過(guò)短,熔模易變形,表面會(huì)出現(xiàn)“鼓泡”。(2)壓射壓力(3)保壓時(shí)間和起模時(shí)間65一、型殼組成及結(jié)構(gòu)熔模鑄造有實(shí)體型殼和多層型殼兩種鑄型,除石膏型采用實(shí)體鑄型外,一般都用多層型殼。型殼是由黏結(jié)劑、耐火粉料和撒砂材料等,經(jīng)浸涂料、撒砂、干燥硬化、脫蠟和焙燒等工序制成。從宏觀上看,型殼除硅凝膠和耐火粉、砂這些固相外,還存在氣孔和裂隙,它是一種多相的非均質(zhì)體系。1.5型殼制造1.5.1型殼概述一、型殼組成及結(jié)構(gòu)1.5型殼制造1.5.1型殼概述66型殼的組成與耐火制品和陶瓷有相似之處,但型殼焙燒溫度不高、保溫時(shí)間不長(zhǎng),澆注溫度雖高、作用時(shí)間很短,所以型殼的燒結(jié)程度達(dá)不到陶瓷和耐火制品。二、型殼主要性能為保證生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鑄件,對(duì)型殼有一系列性能要求:強(qiáng)度、抗變形能力、透氣性、線量變化、導(dǎo)熱性、熱震穩(wěn)定性、熱化學(xué)穩(wěn)定性等。型殼的組成與耐火制品和陶瓷有相似之處,但型殼焙燒溫度不高、保67常溫強(qiáng)度又稱濕強(qiáng)度,它是指制好型殼后型殼的強(qiáng)度。它取決于型殼黏結(jié)劑干燥和硬化的程度等。如果濕強(qiáng)度太低,脫蠟過(guò)程中型殼就會(huì)開裂或變形。高溫強(qiáng)度是指焙燒或澆注時(shí)型殼的強(qiáng)度,取決于黏結(jié)劑中硅凝膠在高溫下形成硅氧鍵,以及高溫下黏結(jié)劑與耐火材料的反應(yīng)產(chǎn)物。高溫強(qiáng)度不足的型殼在焙燒和澆注時(shí)就會(huì)發(fā)生變形或破裂。殘留強(qiáng)度是指澆注后型殼脫殼時(shí)的強(qiáng)度,它影響著鑄件清理的難易程度。殘留強(qiáng)度過(guò)高,清理困難,并易因清理使鑄件變形或破壞。型殼強(qiáng)度常溫強(qiáng)度又稱濕強(qiáng)度,它是指制好型殼后型殼的強(qiáng)度。它取型殼強(qiáng)度68一、石英是一種資源豐富、價(jià)格低廉的耐火材料。熔模精鑄通常采用的是經(jīng)機(jī)械加工粉碎的石英砂(粉)。石英中,SiO2量愈高,其他雜物含量愈低則耐火度愈高。SiO2溶點(diǎn)為1713℃。1.5.2制殼用耐火材料一、石英1.5.2制殼用耐火材料69二、電熔剛玉電熔剛玉就是a-A12O3,熔點(diǎn)高(2050℃)、密度大、結(jié)構(gòu)致密,導(dǎo)熱性好,熱膨脹小。是熔模鑄造的良好耐火材料。但由于資源短缺、價(jià)格昂貴,目前僅應(yīng)用于耐火高合金鋼、不銹鋼及鎂合金等精鑄件的制殼材料。二、電熔剛玉70三、鋯砂(鋯英石)鋯砂又稱硅酸鋯或鋯英石。分子式為ZrO2·SiO2(或Zr-SiO2),理論組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為67.23%ZrO2、32.77%SiO2,熱膨脹性小,蓄熱能力大,耐火度高。作為面層材料具有細(xì)化晶粒的作用,故常用做表面層涂料及撒砂材料,多用于不銹鋼精鑄件的生產(chǎn)。三、鋯砂(鋯英石)71三種黏結(jié)劑簡(jiǎn)述黏結(jié)劑是熔模鑄造制殼用的主要原材料,它直接影響著型殼及鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)周期和成本。1939年熔模鑄造工業(yè)在美國(guó)產(chǎn)生時(shí)就采用醇基硅酸乙酯水解液做黏結(jié)劑,1960年又引入水基硅溶膠黏結(jié)劑。長(zhǎng)期以來(lái),美、英、法、德、日等國(guó)熔模鑄造均采用這兩種黏結(jié)劑。20世紀(jì)50年代,前蘇聯(lián)在生產(chǎn)精度要求不高的汽車、拖拉機(jī)零件時(shí),為降低生產(chǎn)成本采用水玻璃作為黏結(jié)劑,并將此工藝推廣到中國(guó)、波蘭、捷克等國(guó)。以上三種黏結(jié)劑在中國(guó)現(xiàn)均有使用。1.6.3制殼用黏結(jié)劑三種黏結(jié)劑簡(jiǎn)述1.6.3制殼用黏結(jié)劑721.5.4硅溶膠型殼的制備一.制殼原理制殼過(guò)程是硅酸膠體膠凝的過(guò)程。涂料中的黏結(jié)劑把耐火粉料及撒砂黏結(jié)在模組外邊,形成所需形狀的型殼。硅溶膠型殼采用干燥硬化,即讓型殼干燥,水分蒸發(fā),使硅溶膠濃度增加,達(dá)到膠凝臨界濃度時(shí),硅溶膠則膠凝。每制一層型殼有三個(gè)工序:上涂料、撒砂、干燥,如此反復(fù)多次就可得到所需厚度的多層型殼。1.5.4硅溶膠型殼的制備一.制殼原理73二、各工序目的及注意事項(xiàng)(1)上涂料涂料的浸涂是制殼的關(guān)鍵工序之一,各處都要均勻涂上涂料。浸涂面層涂料時(shí),要根據(jù)熔模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在涂料桶中轉(zhuǎn)動(dòng)或上下移動(dòng),防止熔模上的凹角、溝槽和小孔集存氣泡。(2)撒砂
撒砂是為了增強(qiáng)型殼和固定涂料,防止涂層干燥時(shí)由于膠凝收縮而產(chǎn)生穿透性裂紋。撒砂的種類、粒度和撒砂方式均應(yīng)合理進(jìn)行選擇。二、各工序目的及注意事項(xiàng)(1)上涂料(2)撒砂74(3)干燥型殼干燥是制殼工藝的又一關(guān)鍵工序。隨著型殼的干燥,硅溶膠含量提高,膠體顆粒碰撞幾率增加,溶膠便膠凝而形成凍膠、凝膠,牢固地將耐火材料顆粒黏結(jié)起來(lái),同時(shí)耐火材料顆粒彼此接近,這就使得型殼獲得了強(qiáng)度。(3)干燥75熔模鑄造工藝舉例產(chǎn)品:制藥機(jī)械上的大型不銹鋼葉片熔模鑄造工藝舉例產(chǎn)品:制藥機(jī)械上的大型不銹鋼葉片76第一步、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一步、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)77第二步、壓型制造第二步、壓型制造78第三步、配制磨料第三步、配制磨料79第四步、制造模樣第四步、制造模樣80模樣模樣81第五步、組裝模組第五步、組裝模組82第六步、制造型殼第六步、制造型殼83熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)84第七步、脫蠟第七步、脫蠟85第八步、焙燒,澆鑄第八步、焙燒,澆鑄86演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!871熔模鑄造1熔模鑄造88定義:用熔模材料(通常為低熔點(diǎn)的材料如蠟料)制成熔模樣件并組成模組,然后在模組表面上涂料(耐火材料),待干燥固化后,將模組加熱熔出模料形成中空型殼,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后澆注金屬液體,清理后得到鑄件。由于熔模材料通常為蠟基材料,因此又稱“失蠟鑄造”。1.1概述定義:用熔模材料(通常為低熔點(diǎn)的材料如蠟料)制成熔模樣件并組89
工藝流程:壓型制造熔模樣件制造組裝模組型殼制造、脫蠟、焙燒填砂、澆注工藝流程:壓型制造熔模樣件組裝模組型殼制造、填砂、澆注90觀看影片觀看影片911)、鑄件尺寸精度高(CT4-CT7);表面粗糙度低(Ra1.6-6.3μm)。減少了鑄件的切削加工余量,甚至可實(shí)現(xiàn)近凈型鑄造。2)、能生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。如前機(jī)匣(由內(nèi)、外環(huán)和14件葉片組成)。如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,葉型的最小壁厚可達(dá)0.7mm。熔模鑄造的特點(diǎn)1)、鑄件尺寸精度高(CT4-CT7);表面粗糙度低(Ra1924)、熔模鑄造存在一定局限性。工藝流程煩瑣,生產(chǎn)周期長(zhǎng)、鑄件尺寸不宜太大。3)、合金材料不受限制.鋼鐵、銅、鋁、鈦、鎂等。熔點(diǎn)高的鎳基高溫合金;鋅、錫等低熔點(diǎn)金屬。4)、熔模鑄造存在一定局限性。工藝流程煩瑣,生產(chǎn)周期長(zhǎng)、鑄件93熔模鑄造典型產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例熔模鑄造典型產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例94熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)95熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)961.2熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)1.2.1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的就是對(duì)于一些零件圖做必要修改,得到適合熔模鑄造特點(diǎn)的最合理的鑄件結(jié)構(gòu)。一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性鑄件結(jié)構(gòu)是否合理,對(duì)于鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)工藝的可行性和簡(jiǎn)易性以及生產(chǎn)成本等影響很大,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,總結(jié)出鑄件結(jié)構(gòu)合理性的幾條基本原則。1.2熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)1.2.1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的就是對(duì)于97不合理合理1).易于從壓型中取模不合理合理1).易于從壓型中取模98不合理合理不合理合理992).易于抽芯不合理合理2).易于抽芯不合理合理100不合理合理不合理合理1013).壁厚均勻,減少熱節(jié)不合理合理3).壁厚均勻,減少熱節(jié)不合理合理1024).避免大平面不合理合理4).避免大平面不合理合理1035).減少不通孔不合理合理5).減少不通孔不合理合理1046).簡(jiǎn)化壓型加工不合理合理6).簡(jiǎn)化壓型加工不合理合理1057).設(shè)計(jì)必要的工藝筋A(yù)).防止環(huán)形件、框型件變形設(shè)計(jì)的工藝筋7).設(shè)計(jì)必要的工藝筋A(yù)).防止環(huán)形件、框型件變形設(shè)計(jì)的工藝106B).防止鑄件開口部位變形而設(shè)計(jì)的工藝筋B).防止鑄件開口部位變形而設(shè)計(jì)的工藝筋107C).減少大平面,防止殼形變形C).減少大平面,防止殼形變形1088).設(shè)計(jì)必要的工藝孔A).防止大平面型殼變形設(shè)計(jì)工藝孔8).設(shè)計(jì)必要的工藝孔A).防止大平面型殼變形設(shè)計(jì)工藝孔109B).減少熱節(jié)、防止縮孔設(shè)計(jì)工藝孔B).減少熱節(jié)、防止縮孔設(shè)計(jì)工藝孔110由于熔模鑄造的型殼內(nèi)表面光潔,并且一般為熱型殼澆注,因此熔模鑄件壁厚允許設(shè)計(jì)得較薄,最小壁厚與合金種類及鑄件輪廓尺寸有關(guān)。二.鑄件結(jié)構(gòu)要素及工藝參數(shù)選定1.最小壁厚由于熔模鑄造的型殼內(nèi)表面光潔,并且一般二.鑄件結(jié)構(gòu)要素及工藝111鑄件材料鑄件輪廓尺寸>10~50>50~100>100~200>200~500>350鑄件最小壁厚推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值推薦值最小值鉛錫合金1.0~1.50.71.5~2.01.02.0~3.01.52.5~3.52.03.0~4.02.5鋅合金1.5~2.01.02.0~3.01.52.5~3.52.03.0~4.02.53.5~5.03.0鑄鐵1.5~2.01.02.0~3.51.52.5~4.02.03.0~4.52.54.0~5.03.5銅合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~4.02.53.0~5.03.04.0~6.03.5鎂合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~4.02.53.5~5.03.04.0~6.03.5鋁合金2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~5.02.53.5~6.03.04.0~7.03.5碳鋼2.0~2.51.52.5~4.02.03.0~5.02.53.5~6.03.04.0~7.04.0高溫合金0.9~2.00.61.5~3.00.82.0~4.01.0————熔模鑄件的最小壁厚(單位:mm)鑄件鑄件輪廓尺寸>10~50>50~10112
r=(d+δ)/kR=r+(d+δ)/2r——轉(zhuǎn)角內(nèi)圓角mm;R——轉(zhuǎn)角外圓角mmd,δ——連接壁的壁厚;k——轉(zhuǎn)角的圓角系數(shù),根據(jù)角度大小接圖選取。135904502.圓角一般情況下鑄件上各轉(zhuǎn)角處都設(shè)計(jì)成圓角,否則容易產(chǎn)生裂紋、縮松。鑄件上內(nèi)圓角和外圓角按下式計(jì)算r=(d+δ)/k113為了便于取模,抽芯,在拔模面應(yīng)設(shè)有鑄造斜度,鑄造斜度的取值如下。取值鑄造斜度面高h(yuǎn)/mm非加工面斜度外表面內(nèi)表面≤200o20′1o>20-500o15′0o30′>50-1000o10′0o30′>1000o10′0o15′熔模鑄件的鑄造斜度3.鑄造斜度為了便于取模,抽芯,在拔模面應(yīng)設(shè)有鑄造鑄造斜度面高h(yuǎn)/mm非114孔的直徑最大孔深通孔不通孔3-55~10≈5>5~10>10~30>5~15>10~20>30~60>15~25>20~40>60~120>25~50>40~60>120~200>50~80>60~100>200~300>80~100>100>300~350>100~120最小鑄出孔的孔徑與深度(單位:mm)4.最小鑄出孔孔的直徑最大孔深通孔不通孔3-55~10≈5>5~10>10115鑄件最大尺寸≤50>50~120>120~250>250~400>400~630單面加工余量0.50.5~0.11.0~1.51.5~2.02.0~3.0澆口面加工余量2.0~4.0熔模鑄件單面加工余量(單位mm)5.加工余量≤50>50>120>250>400單面加工余量0.50.5116影響熔模鑄件尺寸的收縮因素包括合金的收縮;模料的收縮;型殼的膨脹等,這幾方面綜合的影響稱為熔模鑄件的綜合線收縮率。6.線收縮率影響熔模鑄件尺寸的收縮因素包括合金6.線收縮率1171.2.2熔模鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、澆注系統(tǒng)作用1.把液體金屬引入型腔注意充型平穩(wěn),避免金屬液氧化和卷入氣體,保證不產(chǎn)生冷隔和澆不足缺陷。2.補(bǔ)充液體金屬凝固時(shí)體積收縮澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證補(bǔ)縮時(shí)通道暢通,并保證能提供給鑄件必要的補(bǔ)縮金屬液,避免鑄件產(chǎn)生縮孔、疏松。1.2.2熔模鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、澆注系統(tǒng)作用1183.在組焊與制殼時(shí)起支撐易熔模和型殼作用。要求有足夠強(qiáng)度,防止制殼過(guò)程中易熔模脫落。4.在熔化易熔模時(shí),起液體模料流出的通道作用,澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證排除模料通暢。3.在組焊與制殼時(shí)起支撐易熔模和型殼作119二、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按澆注系統(tǒng)組成分為:1)直澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:直澆道兼起冒口作用,操作方便,但排渣不利。二、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按澆注系統(tǒng)組成分為:1202)橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:常用于頂注,有利于順序凝固。2)橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式:1213)直澆道一橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式3)直澆道一橫澆道一內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)形式122按合金液注入鑄件部位分為:1)頂注式:合金液從型腔的頂部注入,鑄件自下而上凝固,合金液易飛濺,排氣不暢,適用于高度較低的鑄件。按合金液注入鑄件部位分為:1232)側(cè)注式:合金液從型腔側(cè)面注入,鑄件補(bǔ)縮好,應(yīng)用較廣泛。2)側(cè)注式:1243)底注式:合金液型腔底部平穩(wěn)注入,不易產(chǎn)生夾渣。氣孔。不利于順序凝固,需增設(shè)冒口。3)底注式:125三、澆注系統(tǒng)計(jì)算步驟:1)確定澆注系統(tǒng)形式:封閉式或開放式。2)計(jì)算內(nèi)澆道尺寸。3)根據(jù)澆注系統(tǒng)形式,
計(jì)算直澆道、橫澆道的尺寸。三、澆注系統(tǒng)計(jì)算步驟:1261)澆注系統(tǒng)形式的確定封閉式或開放式澆注系統(tǒng)是按照直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的尺寸比例劃分的。S內(nèi)≤S橫≤S直封閉式澆注系統(tǒng)1)澆注系統(tǒng)形式的確定封閉式或開放式澆注系統(tǒng)是按照直澆道、S127優(yōu)點(diǎn):1)金屬液完全充滿澆注系統(tǒng),可防止金屬液卷入氣體。2)有較好擋渣能力缺點(diǎn):進(jìn)入型腔流速高、產(chǎn)生噴濺和沖砂、氧化。優(yōu)點(diǎn):128優(yōu)點(diǎn):因?yàn)榻饘僖翰荒艹錆M澆注系統(tǒng),金屬液流動(dòng)平穩(wěn),充型快;缺點(diǎn):擋渣效果差。S直≤S橫≤S內(nèi)開放式澆注系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):因?yàn)榻饘僖翰荒艹錆M澆注系統(tǒng),金屬液流動(dòng)平穩(wěn),充型快;S129此法依據(jù)鑄件上熱節(jié)圓直徑或熱節(jié)圓截面積,由下式確定內(nèi)澆道直徑或內(nèi)澆道截面積。
D內(nèi)=(0.6~1.0)D節(jié)S內(nèi)=(0.4~0.9)S節(jié)式中: D內(nèi)—內(nèi)澆道直徑,mm D節(jié)—鑄件上熱節(jié)圓直徑,mm S內(nèi)—內(nèi)澆道截面積,mm2S節(jié)—鑄件上熱節(jié)圓截面積,mm2這種方法簡(jiǎn)單,但精度差,因?yàn)楸壤禂?shù)取值范圍較大。2)、內(nèi)澆道尺寸的確定a.比例系數(shù)法此法依據(jù)鑄件上熱節(jié)圓直徑或熱節(jié)圓截面積,由下式確定2)、內(nèi)澆130熱節(jié)圓直徑的求法熱節(jié)圓直徑的求法131該方法是根據(jù)補(bǔ)縮需要,把鑄件熱節(jié)換算成一個(gè)圓柱體單元,并令該單元與鑄件熱節(jié)具有相同凝固模數(shù)和重量,此單元圓柱體的直徑稱為當(dāng)量熱節(jié)直徑,那么,內(nèi)澆道尺寸的大小就以此當(dāng)量直徑為基礎(chǔ),推導(dǎo)出一個(gè)計(jì)算公式:b.當(dāng)量熱節(jié)法該方法是根據(jù)補(bǔ)縮需要,把鑄件熱節(jié)換算成b.當(dāng)量熱節(jié)法132式中 d—內(nèi)澆道尺寸,mm K—重量系數(shù) Dc—當(dāng)量熱節(jié)直徑,mm當(dāng)內(nèi)澆道為圓截面時(shí),則d即為內(nèi)澆道直徑,當(dāng)鑄件熱節(jié)部位的截面形狀為長(zhǎng)方形斷面axb時(shí),可由圖求得當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc,K為重量系數(shù),根據(jù)鑄件重量W和Dc,由圖查出。d=k×Dc式中 d—內(nèi)澆道尺寸,mmd=k×Dc133當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc的求法當(dāng)量熱節(jié)圓直徑Dc的求法134重量系數(shù)K的求法重量系數(shù)K的求法1351)鑄件熱節(jié)部位截面axb:16mm×30mm2)由圖查當(dāng)量熱節(jié)直徑Dc,用直尺連接a=30mm,b=16mm,兩點(diǎn)交Dc線于一點(diǎn),即得Dc=21mm。當(dāng)量熱節(jié)法計(jì)算舉例制動(dòng)凸輪鑄件如圖所示,鑄件重230g1)鑄件熱節(jié)部位截面axb:16mm×30mm當(dāng)量熱節(jié)法計(jì)算1363)根據(jù)鑄件重量W=230g,Dc=21mm。查圖求重量系數(shù)K,用直尺連接W,Dc兩點(diǎn)交K線于一點(diǎn),該點(diǎn)為K=0.89。4)根據(jù)d=K×Dc,可求得d=0.89×21=18.8mm5)當(dāng)采用矩形內(nèi)澆道時(shí),先定矩形某一邊尺寸a=16mm,然后返過(guò)來(lái)應(yīng)用圖,由a=16,d=18.8查得b=23mm,于是內(nèi)澆道截面尺寸定為16×23mm3)根據(jù)鑄件重量W=230g,Dc=21mm。查圖求重1371.3壓型種類及制造方法壓型:用來(lái)制造易熔模的模具。壓型腔的尺寸精度、表面粗糙度和壓型結(jié)構(gòu),直接影響易熔模的生產(chǎn)效率和壓型制造成本。1.3.1壓型的種類1.3壓型種類及制造方法壓型:用來(lái)制造易熔模的模具。1.138按壓型材料分為:金屬壓型和非金屬壓型。金屬壓型又分為:鋼模,鋁合金模,易熔合金模壓型;非金屬壓型分為石膏壓型,硅橡膠壓型,環(huán)氧樹脂壓型等。各種壓型的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍如表所示。按壓型材料分為:139類型特點(diǎn)應(yīng)用范圍機(jī)械加工壓型1.材料通常為鋼,也有使用銅合金、鋁合金2.尺寸精度可以充分滿足設(shè)計(jì)要求,型腔表面粗糙度Ra=1.6~0.4цm3.使用壽命可達(dá)10萬(wàn)次以上4.制造成本高1.生產(chǎn)批量大的鑄件2.要求尺寸精度高、表面粗糙度值低的鑄件低熔點(diǎn)合金鑄造壓型1.材料:低熔點(diǎn)合金(通常熔點(diǎn)不超過(guò)300℃)2.尺寸精度比機(jī)械加工壓型低,型腔表面粗糙度Ra=3.2~0.8цm3.使用壽命可達(dá)幾千次以上4.制造成本較低1.生產(chǎn)批量較大(幾千件)的鑄件2.機(jī)械加工困難的、型腔復(fù)雜的壓型3.試生產(chǎn)鑄件石膏壓型1.材料:石膏2.尺寸精度低,型腔表面粗糙度Ra=6.3~1.6цm3.母??捎媚灸#a(chǎn)周期短,成本低1.單件小批生產(chǎn)2.精度要求較低鑄件3.試生產(chǎn)鑄件硅橡膠壓型1.材料:硅橡膠2.填充性好,復(fù)制性強(qiáng)、周期短3.精度低,抗拉強(qiáng)度低、壽命短4.質(zhì)地較軟,使用時(shí)外形需要硬質(zhì)材料襯托1.復(fù)制工藝制品2.尺寸精度不高的試驗(yàn)鑄件環(huán)氧樹脂壓型1.材料:塑料、金屬母模(鋼、鋁、銅的機(jī)械加工件)2.尺寸精度比鑄造壓型略低3.生產(chǎn)周期短、成本低4.散熱性差,制造易熔模時(shí)取模困難,生產(chǎn)率低1.生產(chǎn)批量較小時(shí)2.要求尺寸精度較低的鑄件3.機(jī)械加工困難的型腔復(fù)雜壓型4.試生產(chǎn)鑄件常用壓型類型類型特點(diǎn)應(yīng)用范圍機(jī)械加工壓型1.材料通常為鋼,也1401.3.2壓型組成壓型主要由型體、型芯,定位元件、鎖緊機(jī)構(gòu),抽芯機(jī)構(gòu),起模機(jī)構(gòu)組成手工壓蠟的壓型結(jié)構(gòu)圖由底座14,右半型1,左半型3,和蓋板8四塊組成內(nèi)腔由型芯2形成。1.3.2壓型組成壓型主要由型體、型芯,定位元件、鎖緊機(jī)構(gòu)141原材料定量熱機(jī)械混合均勻化澆注成料錠重熔模料模料壓注壓型準(zhǔn)備模組檢驗(yàn)標(biāo)號(hào)模組組焊蠟?zāi)<皾沧⑾到y(tǒng)除油蠟?zāi)P扪a(bǔ)蠟?zāi)z驗(yàn)料錠破碎蠟?zāi)PP?.4易熔模制造易熔模簡(jiǎn)稱熔模,熔模的質(zhì)量影響鑄件的尺寸精度及表面粗糙度,易熔模制造工藝流程如圖所示。原材料熱機(jī)械混澆注成重熔模料壓型準(zhǔn)備模組檢模組蠟?zāi)<皾沧⑾?421.熔化溫度和凝固溫度區(qū)間兼顧模料耐熱性要求并考慮到工藝操作方便,熔化溫度常選在50~80℃之間,凝固溫度區(qū)間以5~10℃為宜。1.4.1模料一、對(duì)模料的基本要求概括為工作性能要求和工藝性能要求1.熔化溫度和凝固溫度區(qū)間1.4.1模料一、對(duì)模料的基本要1433.收縮率模料熱脹冷縮小,才能提高熔模尺寸精度,也才能減少脫臘時(shí)因模料膨脹引起的型殼脹裂現(xiàn)象。因此模料的線收縮率是模料重要的性能指標(biāo)之一,一般應(yīng)小于1%。優(yōu)質(zhì)模料線收縮率僅為0.3%~0.5%。2.耐熱性模料耐熱性是指溫度升高時(shí)其抗軟化變形的能力,它影響著熔模和鑄件的精度。通常用熱變形量來(lái)表示,要求35℃溫度時(shí)模量熱變形量△H35-2≤2mm。3.收縮率2.耐熱性1444.強(qiáng)度為保證生產(chǎn)過(guò)程中不損壞,熔模需要有一定強(qiáng)度,模料強(qiáng)度多以抗彎強(qiáng)度表示,一般模料抗彎強(qiáng)度應(yīng)不低于2.0MPa,最好為5.0~8.0MPa。5.硬度為保持熔模表面質(zhì)量,模料應(yīng)有足夠的硬度,以防表面損傷。模料硬度常以針入度表示,常為4~6度(1度=10-1mm)4.強(qiáng)度1456.粘度和流動(dòng)性為便于脫模和模料回收,模料粘度不能太大,在90℃附近的粘度應(yīng)為3×10-3~3×10-2Pa.S。為得到清晰的熔模,模料應(yīng)具有良好的流動(dòng)性。7.灰分模料灼燒后的殘留物稱灰分,它將影響鑄件的質(zhì)量,也是模料最重要的指標(biāo)之一。一般模料灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于0.05%。6.粘度和流動(dòng)性146蠟基模料由石蠟和硬脂酸兩種材料組成。石蠟屬烴蠟。為飽和固體碳?xì)浠衔锏幕旌衔?,分子式通式為CnH2n+2.n為17—36。n越大,石蠟熔點(diǎn)越高,硬度越高,熱穩(wěn)定性越好,收縮也越小,按熔點(diǎn)石蠟可分為56,58,60,62,64,66,70等牌號(hào)。熔模鑄造多使用58~64石蠟。二、模料的種類1.蠟基模料蠟基模料由石蠟和硬脂酸兩種材料組成。石蠟屬烴蠟。為飽和固體碳147硬脂酸的分子式為C17H35COOH,是以動(dòng)植物油脂為原材料,經(jīng)加壓蒸餾和水解制得。由于硬脂酸比碳原子數(shù)相同的石蠟熔點(diǎn)高,故其熱穩(wěn)定性好,收縮性較小。此外硬脂酸,是極性分子,有利改善模料的涂掛性。硬脂酸的分子式為C17H35COOH,是以動(dòng)植物油148樹脂基模料的基體組成是樹脂,與蠟基模料相比具有強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性高,收縮小的優(yōu)點(diǎn),可用于生產(chǎn)高精度鑄件。用于渦輪葉片等航空件及高精度機(jī)械零件生產(chǎn)。2.樹脂基模料樹脂基模料的基體組成是樹脂,與蠟基模料相比具有強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性149一、制模時(shí)模料狀態(tài)采用壓力制模工藝時(shí),模料有三種狀態(tài):液態(tài)、糊狀、膏狀、前者稱液態(tài)壓注,后兩者稱為膏態(tài)壓注。模料種類工序名稱設(shè)備操作要求蠟基模料化蠟水浴化蠟缸化蠟溫度90℃刨蠟片臥式蠟片機(jī)蠟錠截面尺寸135mm×135mm攪蠟膏攪蠟機(jī)蠟液溫度65~80℃,保溫缸水溫48~52℃,蠟液重/蠟片重=1/(1~2)回性恒溫箱溫度48~52℃,保溫0.5h以上蠟膏制備方法
1.4.2制模工藝一、制模時(shí)模料狀態(tài)模料種類工序名稱設(shè)備操作要求蠟化蠟水浴化蠟150三、制模工藝參數(shù)將已配制好的蠟膏,在壓力下注入壓型,冷凝后從壓型中取出熔模。影響著熔模質(zhì)量的工藝參數(shù)有壓射蠟溫、壓型溫度、壓射壓力、保壓時(shí)間和起模時(shí)間。1)壓射蠟溫和壓型溫度壓注熔模時(shí)模料的溫度為壓射蠟溫。壓射蠟溫和壓型溫度的變化對(duì)制出的熔模表面粗糙度和尺寸變化明顯。壓射蠟溫和壓型溫度偏高,熔模表面粗糙度較低,但收縮較大;反之,熔模表面粗糙、收縮較小。三、制模工藝參數(shù)1)壓射蠟溫和壓型溫度151(2)壓射壓力適當(dāng)提高模料的壓射壓力,有利于減小熔模收縮率,提高熔模尺寸精度。(3)保壓時(shí)間和起模時(shí)間模料充滿壓型型腔后,保壓的時(shí)間愈長(zhǎng)則熔模的線收縮率愈小。熔模在壓型中停留冷卻的時(shí)間稱起模時(shí)間。取模時(shí)間過(guò)短,熔模易變形,表面會(huì)出現(xiàn)“鼓泡”。(2)壓射壓力(3)保壓時(shí)間和起模時(shí)間152一、型殼組成及結(jié)構(gòu)熔模鑄造有實(shí)體型殼和多層型殼兩種鑄型,除石膏型采用實(shí)體鑄型外,一般都用多層型殼。型殼是由黏結(jié)劑、耐火粉料和撒砂材料等,經(jīng)浸涂料、撒砂、干燥硬化、脫蠟和焙燒等工序制成。從宏觀上看,型殼除硅凝膠和
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