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    技術資料

    關于實型鑄造工藝技術的基礎研究方向及探討

    文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018/8/20     瀏覽次數:    


    關于實型鑄造工藝技術的基礎研究方向及探討

    詹先鋒 梁守友


      1、實型鑄造工藝技術總述


      1.1什么是實型鑄造

      實型鑄造是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇,刷涂或浸涂耐火涂料并烘干后,埋在干燥的自由砂中振動造型,在負壓下澆注,使模型氣化,液體金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法,見圖1(實型鑄造工藝示意圖。)

      1.2實型鑄造的工藝流程:

      泡沫塑料珠粒,預發泡,制模成型,膠合,組合,浸,涂烘干,造型,澆注,起貨,落砂,清理。

      2、實型鑄造工藝技術的基礎研究

      2.1預發泡工序

      預發泡階段工藝的主要目的是有助于制模成型工藝和減少發氣量。

      2.1.1珠粒水分的檢測

      儀器:分析天平,¢60mm-30mm帶磨口稱量瓶,干燥器

      步驟:

      稱量空瓶,記為A;

      稱量2克試樣,記為B;

      樣品放在干燥器中;

      24小時后取出,記為C

      計算:水分(%)=(A+B-C)/B

      2.1.2揮發物含量的檢測

      儀器:分析天平,¢60mm-30mm帶磨口稱量瓶,干燥器,恒溫烘箱

      步驟:

      稱量空瓶,記為A;

      稱量2克試樣,記為B;

      放入攝氏100度恒溫烘箱中2小時;

      取出放在干燥器中冷卻后稱量,記為C;

      計算:揮發份(%)=(A+B-C)/B

      2.1.3發泡機的其他研究

      目前預發泡的主要工藝為蒸汽加熱,真空加熱,電加熱,或前三者的結合;可以研究這幾種工藝對珠粒均勻度,干燥度,結團,戊烷含量,靜電的影響。

      2.2制模工序

      制模工藝由充填,成型,冷卻,脫模等四步構成,可以對這些進行研究:

      2.2.1、充填工藝研究

      儀器及工具:

      自動加料機構,可視化模具機構;珠粒

      步驟:

      連接自動加料機構與可視化模具機構;

      進行空循環,檢驗機構運行情況;

      給自動加料機構輸送珠粒;

      給可視化模具機構充填珠粒;

      根據充填情況評定結果。

      2.2.2、加熱冷卻工藝的研究

      研究穿透加熱,和一般蒸汽加熱,電預加熱的作用;過量加熱的副作用;

      2.2.3研究水冷卻和真空冷卻的作用

      水冷卻和真空冷卻的作用的差異,冷卻度大小產生的作用研究,例如成型中的某些缺陷可能就是由過度冷卻造成的。

      2.2.4、脫模機構的研究

      復雜薄壁鑄件的模片壁厚有時在4.5mm,手工取出或不良的模片移出裝置將無法完成地移出模片,導致斷裂或變形,表面出現突起。例如,不能采用頂桿頂出。

      因此,必須研制出能自動移出模片的系統,能快速移出模片,卻不會損傷模片,這樣可以大大提高設備的使用效率,一臺設備可以當做2臺或3臺使用;而優秀的自動移出模片系統還可以提高模片的表面光潔度,這一點是許多人沒發現的情況。目前國內現有的模片設備制造商還沒開發出這樣的自動移出模片系統。

      2.3膠合設備的研究

      2.3.1、膠合設備必須全自動膠合,使用方便,效率高。這是指基本功能。

      2.3.2、熱膠必須有良好的印刷性能和快速的固化性能,較小的發氣量。

      2.3.3、膠合時必須能實現膠量控制,否則膠太多了,會增大發氣量,將減慢澆注的速度或出現反噴,造成鑄件廢品。

      2.4浸涂和烘干工序

      浸涂和烘干工序確實是關鍵的工序,因為浸涂和烘干不當,將導致批量性廢品;許多鑄造的缺陷都來自于浸涂。浸涂工藝的主要的基礎研究為:

      A、攪拌的控制。例如,高速攪拌,低速攪拌的時間和速度,波美度和運動粘度的控制,溫度的控制。

      B、涂層的厚度和重量檢測。

      C、烘干程度的檢測手段研究。必須能確定什么時候已經烘干,烘干的溫度是多少;例如有復雜內腔,卻無法看到內腔的模型怎樣檢驗;烘干時空氣應該如何流動才真正有利于烘干。

      2.5振動夾砂工藝

      2.5.1振動的控制研究

      A振動設備必須能有效地控制砂粒的振動向量,例如砂的運動方向,向前振動,向后振動,水平振動,垂直振動;

      B振動設備必須能有效地控制砂粒的振動幅度;

      C振動設備必須能設計成很多步驟,每個步驟具有不同的振動幅度和振動方向;

      D必須研究振動對砂緊實度的影響,對鑄件內部粘砂和夾鐵的影響;

      E必須研究對復雜型腔中爬坡結構,薄壁機構的有效充填振動。

      2.5.2加砂量的精確控制研究

      A不同的振動幅度和振動向量對砂緊實度的影響;

      B振動對分層加砂高度的影響;

      C必須能設計出不同時間段精確的加沙高度。

      2.6真空澆注工藝研究

      A實型鑄造澆注溫度和速度對鑄造的影響;

      B實型鑄造真空度對砂緊實度和鑄造的影響;

      C如何檢測砂箱不同砂位的真空度;

      D如何檢測砂箱真空系統的失效;

      E砂箱覆膜和不覆膜情況下內部真空度的對比研究。

      參考文獻

      [1]《消失模鑄造新技術與工藝實務全書》.劉俞銘.北京:中國知識出版社,2005年11月.

      [2]《Expendable Pattern Casting》.volume 2:tooling manual,An American Foundrymen’s Publication,1994.
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