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    關于復雜薄壁鑄件實型鑄造白區技術方案的研究及探討

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

    關于復雜薄壁鑄件實型鑄造白區技術方案的研究及探討

    詹先鋒 梁守友

      1、實型鑄造工藝概論

      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。

      1.3上述工序的主要實型鑄造設備為:

      1.3.1制模設備:預發泡機;制模機,或成型機,蒸缸。

      1.3.2膠合設備:膠合機。

      1.3.3浸涂設備:浸涂攪拌機,烘箱。

      1.3.4鑄造設備:小車線包括沙箱,振動臺,翻箱機;砂處理設備包括振動輸送槽,磁選機,砂冷卻器,斗提,皮帶機。

      2、實型鑄造復雜薄壁鑄件的白區工藝及設備選型

      復雜薄壁鑄件與普通鑄件在工藝和設備上有更高的要求,主要如下:

      2.1發泡工序

      復雜薄壁鑄件對發泡的要求有:

      A充型要求:即制模成型設備對珠粒在充型上的要求,通常為珠粒的流動性和珠粒的粒徑情況。珠粒的流動性好,則珠粒更容易到達模具的型腔;珠粒的粒徑則影響模具型腔中的充型程度,例如,粒徑大的珠粒將無法進入薄壁區域。這就要求發泡設備要有能力發泡粒徑更小的珠粒,發泡設備要考慮去除靜電的措施。

      B成型參數:發泡后珠粒的密度和揮發物含量能控制在指定區間;發泡后珠粒的干燥程度適中。因為珠粒中揮發物的含量不在指定的區間,或水分太多,珠粒彼此之間將無法融合;發泡后的密度太輕也將導致坍縮,或不成形。

      C鑄造參數:密度在適當區間;粒度均勻。因為密度太大了,鑄件在澆注時發氣量會太大,導致鑄件反噴;粒度合理會提高表面的光潔度。

      因此,一個優秀的發泡機應該具備下列特點:

      a.能同時發泡EPS和STMMA兩種珠粒,珠粒發泡后的密度能在指定的區間,通常EPS在15—20克/升之間,STMMA在20—25克/升之間;

      b.珠粒發泡后的揮發物的含量在3%--8%之間;

      c.發泡后珠粒的粒度均勻;

      d.發泡后的珠粒已經去除了靜電;

      e.發泡的珠粒經過了粒形穩定化處理;

      f.發泡的珠粒經過了干燥和熟化處理。

      建議復雜薄壁鑄件的實型鑄造工藝應該采用這樣的發泡機。

      2.2制模工序

      復雜薄壁鑄件的制模工序有下列要求:

      A、具備自動加料系統。

      國內制模成型設備加料大部分采用Y形加料槍手工加料,或增加一個加壓桶;近期也出現一些自動加料槍加料。

      但是這些措施不能解決薄壁鑄件的珠粒充型問題,經常出現充型不足的問題,并始終無法解決。一個優秀的制模設備必須有一套成功的自動加料系統,能全自動充型加料,且不會出現模具型腔內氣體太多造成的充型不足。而目前市場上國內的成型機可能沒有自動加料系統。

      B、具備自動成型(加熱及冷卻)系統

      國內所有的制模成型設備均有加熱和冷卻系統,有的開始有真空的概念。設備制造商必須充分理解下列問題,例如:

      a、加熱要不要穿透模片?如何穿透?

      b、加熱采用溫度控制還是壓力控制?控制的原理是什么?

      c、模片表面融合比例多少為合適?

      d、如何控制加料槍附近的局部密度過大?

      e、如何使用真空冷卻的問題?

      f、如何實行對模具的均勻加熱和冷卻?

      g、如何幫助模具型腔排出積水?

      只有設備制造商懂得上述工藝問題,才能在設備中融合進去先進的理念;才能輔導模具制造商設計制造模具;才能輔導用戶正確地運用設備制造自己的產品。

      C、具備自動移出模片系統

      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;但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膠合工序

      復雜薄壁鑄件由于形狀復雜,常常不能一次成型,必須設計成多個模片,然后粘接在一起。可以采用冷膠粘接,但效率太低,且分型線常常會搬運中移動;如果模片出現變形,就必須固定變形的位置。

      也可以采用熱膠粘接,通過熱膠快速凝固的特點解決了變形的問題,但有的時候這邊還沒有涂上膠,那邊已經凝固了,導致無法使用熱膠。

      由于上述問題,國外出現了成熟的自動膠合機,國內也開始研制。那么如何才是合格的自動膠合機制造商?

      A、制造的膠合機必須全自動膠合,使用方便,效率高。這是指基本功能。

      B、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。

      C、必須真實可靠的填好分型縫,否則會導致鑄件滲入涂料。

      D、必須提供完整的膠合工藝,包括指導膠合模具的設計制造。

      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。浸涂的設備供應商或工藝人員應提供下列工藝:

      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、涂層的控制。

      C、烘干控制。必須能確定什么時候已經烘干,烘干的溫度是多少,烘干時空氣應該如何流動才真正有利于烘干。
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