《固定壳体熔模铸造工艺设计研究》由会员分享,可在线阅读,更多相关《固定壳体熔模铸造工艺设计研究(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、固定壳体熔模铸造工艺设计研究 关键词:中介机匣;熔模铸造;快速成形;分体制壳;组合浇注图为某装备用中介机匣铸件。铸件材质为不锈钢,铸件外轮廓尺寸为,最小壁厚为,铸件体积为,铸件质量为,浇注高度为,浇注质量为,其内部结构复杂,壁厚差较大。中介机匣铸件为大型复杂铸件,铸件轮廓尺寸大且具有大平面,而大平面壁厚较小,而且要求组织致密,但浇注过程中易产生浇不足、冷隔、缩孔、缩松等缺陷,也容易形成夹渣、冲砂缺陷,故在浇注系统设计时必须考虑使金属液充分流动,熔渣上浮,排气通畅。该铸件浇注质量大,金属液放热量大,对型壳热冲击大,容易引起铸件鼓胀、甚至跑火,导致铸件报废,因此,整体铸造工艺实施具有很大难度,需要
2、采取不同的措施以减少废品率。工艺设计与工艺实施为保证铸件品质,浇注系统设计成底注为主,顶注为辅,上部用冒口进行补缩和排气,以利熔渣、型砂上浮。蜡模制作浇注系统设计见图。用制作模具的方法制作蜡模,一是模具制作费用高,周期长,为提高效率,采用快速成形法烧结蜡模,该法不仅制作费用低,而且速度快,缩短铸件铸造周期。由于设备最大蜡模烧结尺寸为,故将该蜡模分成块,然后采用焊接制成。蜡模组合后见图。浇注系统制作考虑到脱蜡过程蜡模膨胀会导致型壳开裂及方便脱蜡,在远离脱蜡口部位增设个的出蜡口,以利于快速泄压,降低蜡液对型壳的压力。图为蜡模组合简图。图中介机匣蜡模铸件浇注系统虽然复杂,为了节约模具制造成本并减少用
3、快速成形烧结蜡模成本,底浇口环、内浇道、直浇道、浇口杯、明暗冒口均采用手工制作。考虑到涂料桶、浮砂桶、脱蜡釜设备使用尺寸影响以及降低操作人员劳动强度,将浇注系统下半部分与铸件组合为一体,冒口和浇口杯分开制作,型壳焙烧后组合为一体,即分体制作,组合浇注。为了防止制壳过程及浇注后铸件变形,在蜡模上、下板之间增加支撑杆。为了便于浇注系统型壳和铸件型壳组合,防止砂粒掉入型腔,在铸件浇注系统上放置内浇道压板、暗冒口压板(此截面积大于冒口、内浇道截面积),以利形成型壳平面,方便内浇道和冒口型壳组合。制壳为保证型壳有足够的室温强度和高温强度、缩短制壳周期、减少原材料消耗,采用硅溶胶水玻璃复合制壳工艺。面层采
4、用硅溶胶锆英砂粉,层采用硅溶胶上店砂粉,后层半采用水玻璃上店砂粉,共制壳层半。由于受到涂料桶及淋砂机尺寸限制,用涂料涂覆型壳表面、手工埋砂的方法制壳。为防止局部涂料干燥过快,埋砂不及时造成影响,采用毛刷刷涂并补砂进行补救,每层制壳时均要进行。为增强型壳的强度,在制壳第层后(硅溶胶上店砂粉制壳结束)捆绑铁丝,共层,底浇注盘捆铁丝道,见图。铸件局部热节处,由于无法开设补缩冒口,故采用外冷铁,增加铸件致密性。外冷铁是在制壳到第层后用细铁丝网包覆直径为铁丸,用铁丝固定,见图。脱蜡首先将所有出蜡口、内浇道压板、暗冒口压板打开、刮平,浇注系统上、下口打开,以利脱蜡及后续补壳。采用水蒸气脱蜡釜脱蜡,脱蜡压力
5、为,蒸气温度为,在内达到压力,脱蜡时间为。预焙烧采用天然气焙烧炉,温度为,保温时间为。由于快速成形时蜡模带有塑料基材料,脱蜡不干净,因此,焙烧时在保温,天然气炉炉门半开,以利于塑料基材料燃烧干净,至无烟气时关闭炉门继续升温至焙烧温度保温。型壳补壳及组合预焙烧后封堵所有出蜡口,用棉花堵塞所有内浇道根部以及明、暗冒口根部孔洞,防止砂粒、涂料掉入型腔。按照各自位置放上浇注系统,用硅溶胶上店砂粉涂刷、撒砂、烧结。由于蜡型尺寸、质量偏大,加之手工制作型壳,型壳外棱角处砂粒易于磨损剥落,为保证型壳强度,在预焙烧结束后对上下棱圈处用硅溶胶上店砂粉进行刷涂补壳层。用天然气焙烧炉进行第二次焙烧,型壳单壳焙烧,用
6、砂盘防护,以方便出壳。焙烧温度为,保温时间。浇注铸件采用中频感应炉熔炼不锈钢,按配料单加料熔化,除渣、脱氧,调整温度后,出炉浇注。出炉温度为,浇注温度为,要浇注平稳,无断流,浇注,浇注完毕点冒口、盖草灰,保温静置后开箱。由于铸件质量为,为了保证有足够静压力,套炉时将炉领加高。由于铸件浇注质量大、凝固时间长,对型壳热冲击大,钢水凝固时间大于型壳溃散时间,为保证型壳有足够的强度,防止型壳鼓胀、开裂,在焙烧后的型壳放入无底的桶中埋砂浇注。埋砂时用铁棍捣实紧实,上部加压铁块,见图。图待浇注型壳为防止型壳降温太快,用预热的型砂埋砂。为防止钢水在吊包中降温太快,吊包须用天然气炉烘烤以上。试制结果清理后目视
7、检查,铸件成形完整,无浇不足现象,铸件内外表面轮廓清晰、光滑,无鼓胀、冲砂、夹渣、冷隔等缺陷,图为中介机匣铸件。荧光检查未发现裂纹缺陷,射线检查合格,内部无缩孔、缩松缺陷,浇冒口根部组织致密,铸件尺寸检查无变形,满足技术要求级。铸件化学成分和力学性能符合要求,见表和表。结语()采用快速成形法烧结中介机匣蜡模,与蜡模模具成形法相比,不仅制作费用低,而且速度快,能够保证铸件制造周期。在远离中介机匣蜡模脱蜡口部位增设出蜡口,能起到减小脱蜡过程蜡模膨胀对型壳的影响,便于脱蜡和快速泄压,降低蜡液对型壳的压力,防止型壳开裂。()中介机匣在制壳过程中捆绑铁丝及埋砂浇注能提高型壳强度,防止型壳鼓胀、开裂。在热节部位放置冷铁能防止出现缩松,提高铸件致密性。采用分体制作、组合浇注等各项措施成功制备了中介机匣铸件。参考文献不锈钢、耐热钢熔模铸件张建平,高飞,王玲玲,等快速成型技术在熔模精密铸造中的应用新技术新工艺,():毛蒲,芦刚,严青松,等熔模精铸型壳性能强化的研究现状铸造技术,():纪汉成浅谈铸造激冷系统的设计及冷铁标准化中国铸造装备与技术,():铸件尺寸公差和机械加工余量