熔模铸造工艺
专用工具 矫正测具
设备
液压机 摩擦压力机 矫正模
矫正模及夹具 液压机或磨擦压力机
3.3.11、探伤、防锈
A、探伤
探伤种类
探伤缺陷
应用
荧光磁粉探伤 铸件表面或近表面裂纹
铸钢件、铸铁件等通磁 材料
X射线探伤 铸件内部缩孔、缩松缺陷
所有铸件材料
超声波探伤
铸件内部较大的缩孔、裂纹等缺 陷
渗透B探、伤 防锈铸件表面裂纺
2) 制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响 型壳热膨胀影响着铸件尺寸。而型壳热膨胀又和制壳材料 及工艺有关。
3) 浇注条件对铸件尺寸的影响 浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置 等均会影响铸件尺寸
为防止铸件尺寸超差,应对影响铸件尺寸精度的众多 因素都加以重视,严格控制原材料质量及工艺,以稳定铸 件尺寸。
6.2 铸件表面粗糙
1) 影响熔模表面粗糙度的因素 熔模表面粗糙度与所有压型表面粗糙度、压制方式(糊状模 料压制或液态模料压制)和压制工艺参数选择有关。
2) 影响型壳表面粗糙度的因素 (1)涂料不能很好地与熔模润湿 (2)面层涂料粉液比低、型壳表面不致密 (3) 影响金属液精确复型的因素
金属液复印型壳工作表面细节的能力,即充型能力;在 此简称为“复型”能力。为使金属液能精确复型,就必须有 足够高的型壳温度和金属液浇注温度,并保证金属液有足够 的压力头。 提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力 均有良好效果,故型壳温度是应当予以重视的因素。熔模铸 造铸钢件用硅溶胶型壳,其焙烧温度达1150-1175℃,型壳 出炉后迅速浇注,使铸件轮廓清晰,表面粗糙度低。
检验方法
化学分析 光谱分析
拉伸试验 硬度测试 冲击试验 疲劳试验
放大镜或低倍显微镜 工业CT
光学显微镜 电子显微镜
C、其它要求
检验内容
检验项目
物理化学性能或 特殊要求
耐压密封性 抗腐蚀性 抗氧化性 磁性能
3.3.13、成品入库或下工序
检验方法
密封性检验 盐雾试验 抗氧化试验 磁性能测定
成品(不需加工):按标准包装要求,定箱入库; 半成品(需后序加工):装箱发下序加工
(4) 其它影响表面粗糙度的因素 铸件表面氧化、铸件清理等。
影响熔模铸件表面粗糙度的因素很多,要执行从原材料、压型 到清理一整套严格工艺措施才能降低铸件表面粗糙度。
6.3 铸件表面缺陷 A、粘砂 A1、特征:
铸件表面上粘附一层金属与型壳的化合物或型壳材料。又分 为:机械、化学粘砂两类
A2、形成原因:
2Fe+O2=2Fe 2FeO+SiO2=2FeOSiO2(硅酸亚铁) 2Mn+O2=2MnO
A3、防止措施
① 严格控制面层涂料及撒砂中的杂质含量,特别是Fe2O3含量。 ② 正确选择型壳耐火材料,做高锰钢和高温合金钢铸件时,面 层涂料、撒砂应选用中性耐火材料为宜,如电熔钢玉或锆英砂粉 等。
③ 合金在熔炼及浇注时,应尽可能避免金属液氧化并充分脱氧 、除气。 ④ 在可能的条件下,适当降低金属液浇注温度,薄壁件以提高 型壳温度,尽量做到出壳后马上浇注为宜。 ⑤ 改进浇注系统,改善型壳散热条件,防止局部过热。
方法(1)酸处理法
加水----通蒸气+加盐酸----[酸+盐(水溶性盐)]-----皂化物 颗粒消失------静置(杂质下沉)分离
(2)电解处理法
(3)活性白土处理法
主要是利用膨润土具有大的吸 附能力,将模料中经酸处理后 所形成的盐类及其它杂质吸附 在它的周围并凝聚沉淀,使蜡 料得到净化。
电解法处理模料装置示意图 1-碳精棒 2-耐酸槽 3-回收模料 4-电解液 5-铝板
合金材料不受限制:各种合金材料均可。
生产灵活性高、适应性强:由于工装的灵活性,相应 生产不受批量的限制。
B、劣势
铸件尺寸不能太大:铸件重量最大可做到1000Kg, 超出重量铸件难度较大; 工艺过程复杂,生产周期长:影响铸件质量因素太 多,工序质量控制难度增大; 铸件冷却速度较慢:导致铸件晶粒粗大,碳钢件易 脱碳。
脱蜡时注意事项: ➢ 清理浇口杯顶残砂:防止浮砂落入型腔; ➢ 加入补充硬化剂:热水脱蜡时加入1%盐酸,型壳得到 补充硬化,并可防止蜡料皂化; ➢ 脱蜡水严禁沸腾:防止将槽底的砂粒翻起进入型腔; ➢ 脱蜡后的型壳禁止杯口向上放置:防止脏物落入型腔。 ➢ 槽液定期清理与更换。
C、蜡料回收 ✓ 蜡基模料:去除皂化物
3.3.6 型壳焙烧
目的:去除型壳中的水分、残余蜡料、皂化物等,使之具 有低发气量和良好透气性,同时减少液态合金与型壳的温 差,提高充型能力。
焙烧炉类型:型壳焙烧宜采用油炉、煤气炉或电阻炉。而 燃煤反射炉由于温度分布不均匀,灰尘较多,而且污染环境 故不宜采用。
型壳焙烧温度:型壳适宜的焙烧温度应为850----980℃,保 温时间0.5-2h。
三、熔模铸造工艺流程 3.1、制造工艺流程
3.2、制造工艺流程示意图
熔模铸造过程示意图
3.3、工序介绍 3.3.1、模具制造
模具示意图
熔模铸造模具又称压型,含分型 面、型腔、型芯、顶模机构、锁 紧机构等。
3.3.2、制模
蜡基模料:石蜡+硬脂酸
A、常用蜡料 蜡料
树脂基蜡料
压型主要有自由浇注和压铸两种。
压制前在压型表面涂薄层分型剂:压制蜡基模料时,分 型剂为机油、松节油等;压制树脂基模料时,蓖麻油和酒精 混合液或硅油。
压制熔模的方法有三种:
气压法
活塞加压法
柱塞法
2、熔模的组装 ➢ 焊接法 ➢ 粘结法 ➢ 机械组装法 3、制模机械化 (1)压蜡机 (2)压铸生产线
3.3.4、制壳
A、制壳材料
粘结剂
抛丸器、弹丸循环系统、铸件运载装置、清理室、除尘系 统
B、精整
精整目的
适用范围
1、打磨铸件表面细 小缺陷
打磨铸件表面毛刺、飞边、铸瘤、铁 豆、轻微鼓包等缺陷,达到表面平整 光滑
2、局部尺寸修整 局部尺寸超差时,通过打磨达到要求
C、矫正
冷矫
矫正方法 手工矫正
机械矫正
热矫矫正加加后热热检后后验在压:专力用矫模正具中矫正 尺寸或形状位置偏差符合要求; 表面探伤,不允许存在裂纹。
水玻璃 硅酸乙酯 硅溶胶
耐火材料
与粘结剂对应 工艺
硅砂 刚玉 莫来石 高岭石 锆砂
水玻璃工艺 硅酸乙酯工艺 硅溶胶工艺
B、制壳操作流程
硅溶胶制壳工艺没有化学硬化, 干燥脱水
3.3.5、脱蜡
A、脱蜡是模型蜡从模壳中脱出形成型腔的过程,脱蜡前 模壳存在时间不低于24h; B、脱蜡方法:热水法和高压蒸气法
二、熔模铸造工艺特点
使用可熔(溶)性一次模和一次型(芯):使用整 体蜡模和整体型腔,不用开型起模; 流体制壳:使用涂料与砂粘结制壳,涂层对蜡模复 印性好; 热壳浇注:热壳下浇注,金属液充型性好。
A、优势
铸件尺寸精度高,表面粗糙度值小:尺寸CT4-6级, 表面粗糙度Ra3.2-12.5;
可铸造形状复杂的铸件:典型空心叶片,应用于铸 件轻量化技术;
五、熔模铸造工艺发展趋势
1、更大更薄:目前,熔模铸造生产的精密铸件,最大轮廓尺寸可 达1.8m,而最小壁厚却不到2mm,最大铸件重量接近1000kg。
2、更精:熔模铸件已经越来越精确,在ISO标准中的一般线性尺 寸公差是CT4-6级,特殊线性尺寸公差高的可大CT3级,而熔 模铸件表面粗糙度值也越来越小,可达到Ra0.8um。
适用范围 所有铸钢件 碳钢及低合金钢 高碳钢及中、高合金钢 碳钢、低合金钢 奥氏体不锈钢
B、球铁热处理
工艺 退火 正火 高温正火
目的 获得F 获得P或S 消除渗碳体
适用范围
低牌号球铁(F基体) 高牌号球铁(P基 体) 组织中渗碳体异常
3.3.10、后处理
A、抛丸
目的:清除铸件表面残砂、氧化皮; 抛丸设备:滚筒式、橡胶履带式、转台式、吊钩式等; 原理:叶轮高速旋转,将钢丸抛向铸件,以弹丸的动能打 击铸件; 抛丸机构成:
检验方法
量具、测具常规检测 综合(专用)检具
与标准样块对比 粗糙度仪
肉眼观察 荧光磁粉探伤
着色检验
B、内在质量
检验内容 化学成分 力学性能
宏观缺陷 微观缺陷
检验项目
化学成分
抗拉强度、屈服强度、伸长率、 断面收缩率、硬度 冲击韧性 疲劳韧性
断口 射线探伤
金相组织 晶粒度 显微缩松 脱碳层 非金属夹杂物
B、夹砂、鼠尾
B1、特征:
夹砂 — 铸件表面局部呈翘舌状金属 疤块, 金属疤块与铸件间夹 有片状型壳层(砂),又称 结疤夹砂。
鼠尾 — 铸件表面呈现条纹状沟痕。 夹砂鼠 尾是熔模铸造中常 见的表面缺陷, 常出现在 铸件大平面或过热处。
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B2、形成原因: 型壳分层,主要有以下几种情况:
B3、防止措施: ① 面层型壳充分干燥,硬化。 ② 降低第二层涂料粘度,防止面涂料堆积。 ③ 面层撒砂不易过细,层间撒砂粒度差不易过于悬殊。 ④ 砂中粉尘含量及含水量要尽量小,并注意涂料前的浮砂 去除。
⑤ 型壳过湿不宜高温入炉焙烧 ⑥ 尽量避免铸件的大平面结构平面向上或平面浇注。 ⑦ 必要时,在大平面结构的铸件上加设工艺筋、工艺孔, 防止型壳分层导致铸件产生此类缺陷。
铸钢件、铸铁件等通磁 材料
不锈钢等非磁性材料
目的:保证铸件库存状态不锈蚀; 方法:防锈液浸入法。
3.3.12、品质检查
A、外观质量
标准:Q/DFLCM0108-2006 熔模精密铸件技术条件
检验内容 铸件尺寸、形状和
重量 表面粗糙度
表面和近表面缺陷
检验项目 尺寸公差和形状公差
表面粗糙度