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熔模铸造工艺的原理及特点.docx

1、一.熔模铸造的原理及特点熔模铸造,又称精密铸造或失蜡铸造,它是用易熔材料(蜡料及塑料等)制成精确的可熔性模型,在模型上涂以若干层耐火涂料,经过干燥、硬化成整体型壳,然后加热型壳熔失模型,再经高温焙烧而成为耐火型壳,将液体金属浇入型壳中,待冷却后即成铸件。其工艺流程是:模料压蜡模组模修模涂挂撒砂脱模焙烧浇注冷却落砂清理。与其它铸造方法相比,熔模铸造的主要优点如下:(1)铸件尺寸精度较高,表面粗糙度较低,可以浇注形状复杂的铸件,一般精度可达 5-7 级,粗糙度达 Ra25-6.3m;(2)可以铸造薄壁铸件,以及重量很小的铸件,熔模铸件的最小壁厚可达 0.5mm,重量可以小到几克;(3)可以铸造花纹

2、精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件;(4)熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制,可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂的零件,而且,可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件,从而减轻零件重量,降低生产成本;(5)铸造合金的类型几乎没有限制,常用来铸造合金钢件、碳钢件和耐热合金铸件;(6)生产批量没有限制,可以从单件到成批大量生产。这种铸造方法的缺点就是:工艺复杂,生产周期长,不适用于生产轮廓尺寸很大的铸件。二.模料种类及性能要求(1)模料的分类随着熔模铸造工艺的发展,模料的种类日益繁多,组成各不相同。通常,按模料熔点的高低,将其分为高温、中温和

3、低温模料。高温模料的熔点高于 120C,组成为松香 50%、地蜡 20%、聚苯乙烯 30%的模料即为较典型的高温模料;低温模料的熔点低于 60C,我国目前广泛应用的石蜡-硬脂酸各50%的模料属于这一类;中温模料的熔点介于上述两类模料之间,现用的中温模料基本上可分为松香基和蜡基模料两种。(2)模料性能的基本要求热物理性能:合适的熔化温度和凝固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热性(软化点);模料在液态时应无析出物,固态时无相变;力学性能:主要有强度、硬度、塑性、柔韧性等;工艺性能:主要有粘度(或流动性)、灰分、涂挂性等。三.制模工艺按照模料的规定成分和配比,将各种原料熔融成液态,混合并搅拌均匀,

4、滤去杂质,浇制成糊状模料,即可以压制熔模。压制熔模普遍采用压制成型的办法。该方法允许使用液态、半液态以及固态、半固态模料。液态和半液态模料在低的压力下压制成型,称为压注成型;半固态或固态模料在高的压力下压制成型,称为挤压成型。无论是压注成型还是挤压成型,都必须考虑充填和凝固时的优缺点。(1)压注成型压注成型的注蜡温度多在熔点以下,此时模料是液、固两相共存的浆状或糊状。呈浆状的模料中,液相量显著超过固相量,所以仍保留着液体的流动性。在这种状态下压注,熔模表面具有较低的粗糙度,而且不易出现由于紊流、飞溅带来的表面缺陷。糊状模料的温度比浆状模料更低,已失去流动性,虽少有表面缺陷,但却具有较高的表面粗

5、糙度。模料压注成型时,在保证良好充填情况下,应尽量采用最低的模料温度和压型工作温度。压力的选择并不是越大越好,虽然压力大熔模收缩率小,但压力和压注速度过大,会使熔模表面不光滑,产生“鼓泡”(熔模表皮下气泡膨胀),同时,使模料飞溅出现冷隔缺陷。在制模过程中,为了避免模料粘附压型,提高熔模表面光洁度,应使用分型剂,特别是对于松香基模料。(2)挤压成型挤压成型把在低温塑性状态下的模料挤压入型腔,在高压下成型,以减少和防止熔模收缩。挤压成型时的模料处于半固态或固态,该模料在正常条件下比较硬,但在高压下能够流动,其特点是粘度大。因此,挤压时,压力的大小取决于模料的粘度及在注料孔和型腔中的流动阻力。模料的

6、粘度愈大,注料孔径愈小,型腔尺寸愈大,而横截面积愈小,以及模料行程愈长,则模料流动时的阻力愈大,因此,需要愈高的挤压压力。采用半固态模料挤压成型,熔模的凝固时间缩短,因而生产率增高,特别适用于生产具有厚大截面的铸件。四.制壳工艺制壳包括涂挂和撒砂两道工序。涂挂涂料之前,熔模需经脱油脂处理。涂挂时要采用浸涂法。涂挂操作时,应保持熔模表面均匀地涂挂上涂料,避免空白和局布堆积;焊合处、圆角、棱角和凹槽等应用毛笔或特制工具涂刷均匀,避免气泡;涂挂每层加固层涂料前,应清理前一层上的浮砂;涂挂过程中,要定时搅拌涂料,掌握和调整涂料的粘度。涂挂后进行撒砂。最常用的撒砂方法是流态化撒砂和雨淋式撒砂。通常,熔模自涂料槽中取出后,待其上剩余的涂料流动均匀而不再连续下滴时,表示涂料流动终止,凝冻开始,即可撒砂。过早撒砂易造成涂料堆积;过迟撒砂造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂时熔模要不断回转和上下倒置。撒砂的目的是用砂粒固定涂料层;增加型壳厚度,获得必要的强度;提高型壳的透气性和退让性;防止型壳硬化时产生裂纹。撒砂的粒度按涂料层次选择,并与涂料的粘度相适应。面层涂料的粘度小,砂粒度要细,才能获得表面光洁的型腔

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