重力铸造技术.doc

重力铸造技术(黄铜)要在重力铸造法中获得高品质的黄铜制作，有二要点一定要谨记在心：1. 浇注方法2. 原料1. 浇注方法1.1 前浇法及横浇法1.2 旋转的速度1.3 从炉中取铜水1.4 杓子的形状及尺寸1.5 模具的清理1.6 模具的管理1.7 浸水1.8 砂芯之放置1.9 开模1.10 铸件卸取1.11 模具之维护1.1 前浇及横浇1.1.1 当模具已经过试验，机器应该依模具需要加以调整；1.1.2 若需依图面来制造模具时，模具的选择应依下列方法；A. 若模具的长度在5-10倍于它中间位置，则采用前浇法。B. 若工件的长度与中间部位相当，则采用横浇法。小的工件采用横浇法无论是选择A或B，最重要就是要避免在浇铸时发生内部乱流。1.2 浇注的方法及在浇注时之旋转速度浇注方法及旋转速度是获得优良品质铸件的二个极严格的因素。1.2.1 旋转速度机器的运转是利用装置于重力铸造机器上各种适当的阀来操作。模具充填铜水的速度是利用阀的调整，并将因树脂燃烧而产生的气体驱逐出模内(此气体是存在于砂与模面间)，然后铜水逐渐地在不产生乱流及气泡下充填模具洞穴，否则可能产生不满模的瑕疵铸品，而无法通过品质管制要求。1.2.2 杓子旋转速度：第二重要因素是操作人员手中旋转杓子的速度。这个操作是否适当会影响铸件表面有无夹渣物或会否在模内产生乱流。*警告*一定要确定上述条件，否则宁可暂停作业。1.2.3 II. 浇注及模具旋转同时进行这个方法比较少采用，通常当采用横浇法之主要不同点于此法是将铜水连续地注入，一直到固定模满到浇注道的嘴部。模具的自动旋转应仅开始于当这个作业已被脚踏板所停止。1.2.4 III. 模具之开始旋转再浇注这个法在入模口浇注较少采用，比较常用于直接浇注，一个直接浇注的例子可看图F31。主要与前二种方法不同在于你必需先旋转模具再浇注铜水，这个方法，铜水填满之速度较快。1.2.4. 初期之浇注角度1.2.4.1 入模口浇注浇注角度之选择是极端重要，因为不正确的角度会在浇注作业中产生乱流。在前浇法，角度必需设定在90-180度内。在横浇法，则由放置砂芯方向来决定。另外，在横浇法时，模具依模具的低轴旋转。1.2.4.2 直接浇注1.3 从炉内取出铜水正确地用杓子从炉内取出铜水是非常重要的，主要是如何不会将炉内附于铜水表面的氧化锌及氧化铝。这些氧化物很可能进入模具内而产生不良铸品。取出铜水的方法：1.3.1 将杓子低部位置于上覆盖有氧化物的铜水。某些量的氧化渣应留置于铜水上，以减少铜水与大气接触以及减少热损失。铝在黄铜中的含量(0.4-0.6%)不仅在增加铜水的流动性，亦在铜水表面产生一层保护性氧化铝膜，这将产生表面张力以避免锌挥发。1.3.2 杓子的移动应与铜水表面保持平行，杓子底部与铜水接触长度大约比杓子的外径大二倍，这样可将铜水表面的铜渣清除，铜水将可从此已撤渣的位置勺出。如图32。将杓子转90度并浸入铜水中，再将杓子翻转，即可勺出铜水。杓子的嘴部绝不可与铜水接触(如图33)。1.3.3 将杓子移高，将之送到接近模具，并开始将铜水浇入模具。这个动作必需要快，不可让铜水在杓中过于冷却。炉内铜水温度应保持在1000-1020度C。炉内铜水不可有发烟现象(此现象表示锌在蒸发中)。铜水在浇注时不应低于980度C。1.4 杓子的成形及尺寸*警告*在工作开始前，需将杓子浸于铜水预热之，确定杓子是干的，并将之置于炉口保温。1.4.1 杓子的成形及尺寸杓子形状必需是半圆形，尺寸必需是勺出的铜水刚好将模具洞穴填满，浇注后杓子必需尚余有10-15%的铜水，并将剩余的铜水倒回炉内不同于勺出铜水的位置。1.4.2 杓子嘴的形成及尺寸理想杓子嘴的形状如图F35及F36。杓子嘴的尺寸必需微微地小于模具的浇入口。如图F37。杓子及杓子嘴半圆形可避免当铜水浇入模子时在杓子内形成氧化铝膜，亦可使铜水从杓子浇入模具时不会产生乱流。使用一段时间后，在杓子内壁会形成氧化锌，氧化锌膜可留在杓内以利控制杓子的温度。要将杓中多余的氧化物除去，只要轻轻地将杓子放在炉边往地面敲打即可。作杓子的理想材质是5mm厚的锻制铁。1.5 模具清理铸件不良与模具清理有所关连。最重要还是要用高品质的原料，如：钢，砂，石墨，树脂。热模具的清理及维修可有下列方法1.5.1 内部清理1.5.2 外部清理1.5.1 内部清理由于浇注过程中，氧化物会残留浇注道及成品，这些氧化物必需加以清除以免造成不良铸品的产生。可用适当的钢刷或用喷砂(如图F39)模具清理应注意下列部位： 入模道 浇道 流道或冒口1.5.2 外部清理这个工作可用喷砂处理，以免伤及模具轴及成品(年P15)。应该每工作2至4小时清理一次，依黄铜及石墨情形而定。当黄铜水精炼处理不是很好时，会有较多不纯物在金属表面。同样的情形也可能因石墨中含有太高粘土而造成。石墨在燃烧而粘土却仍附着在氧化锌造成大片残留物，这些必需加以清除。1.6 模具温度整个模具保持很平均的温度是获得高品质铸件的要件之一。理想的模温在浸水之后，应在160-180度C(钢模)或140-160度C(铍铜模)。下列几个方法可获得所需模温。1.6.1 铸件与模具宽度间有正确的比例1.6.2 模具外型需与铸件形状大约吻合1.6.3 正确形状及尺寸的浇道且浇道需尽量近铸件1.6.4 正确地控制浸水及出汤作业1.6.5 为避免模具蓄热，应在浇注后尽速开模1.7 浸水基本条件：1.7.1 模具浸水与水液面之角度1.7.2 水之温度1.7.3 石墨之浓度1.7.4 浸水时间1.7.1 事先设定好浸水角度无论是前浇式或横浇式，模具之最热部须先浸水及最后离开。械具之最热部位通常是浇注道。模具与模夹法兰间必需最少预留5mm空间，水因而可以冲到模具外面。在横浇法，可将模具旋转180度，以达浇入口。在前浇式，如图F43可用预先设定的角度80-120度以达到浇注位置。请注意，这位置是不可使模具产生太多石墨残留。在此情形下，必需再调整角度以免发生不良铸品。1.7.2 水温水温应控制在40度C左右，要用蒸馏水。若水温偏高，则在浸水时会发生太多蒸气。若水温偏低，则石墨附着于模具会太薄。浸水时间太长则相对使铸件冷却期太长。1.7.3 石墨浓度石墨浓度与下列因素有关：1.7.3 - A 水的种类- B 石墨的种类- C 水与石墨之混合最好在水槽内配置二个平行的搅拌器，连续地运转在20-30度C(看F45)下列二个重点请注意：1. 将石墨与水能够乳化以达最佳状况；2. 浸水前，石墨水浓度已达理想，通常需4-5小时以达新的浸水品质。水会持续减少(因蒸发)，而石墨浓度在12-15%时仍具有粘性。1.7.4 浸水时间二片模具之浸水时间长短不同，因当合模在右边模时，这片模较热，所以需较长的浸水时间。浸水有二个功能，第一个功能是提供二片模具能在相同的温度。第二个功能是在模具形成一石墨薄膜以便铸造时有润滑及离型作用。当它从水槽中离开时不能有任何白斑在铸件表面上。(因氧化锌残留太多)有这些斑点也就是说动作太快或石墨浓度太低可黄铜含镁太低。模具使用一段时间后必需将氧化锌及石墨清除，其方法可用铜刷或用喷砂方式。1.7.5 更换水及石墨理论上，我们不需换水，而仅添加石墨及水。实务上，因水槽内会因空气中的灰尘或润滑油掉落槽中，或砂芯的铸砂，所以经过一段时期，最好能整个水槽全部换新的水及石墨。1.8 放置砂芯入模内要把砂芯很好地装进壳模内，你必需避免砂芯在开模时的弄碎及破裂的情形。操作者应该在很舒服的情形下工作，而且模具也要能清楚地看见。当砂芯装置好以后，必须将安装过程所产生的砂粒清除。这是个很重要的工作，否则砂粒会粘在铸件的外表上。事实上，在镀铬前的清洁抛光过程中，极小的刻痕是可见的。它们可用磨砂布来去除的，而且通常都一定要花费一些时间在这上面的。1.8.1 如何除去砂粒操作者应该以左手握住模具右半部的砂芯，并用压缩空气枪由上到下吹，用4/6mm口径的喷气口。1.9 开模计时器应该被设定在能尽快打开模子的状况下，以免铸件过热。1.10 卸下铸件1.10.1 人工操作卸件将金属液倒入模具内后，模子会依照可调整的计时器所设定的时间自动打开。我们建议将计时器调至最低，而且模子应在铸件的温度达到相当可以用钳子将它拿起来时甚或自动卸除时打开。操作者应该控制时间去帮助铸件的移出及寿命。铸件应当以特殊的钳子夹在浇注口来搬，而非直接夹在铸件上，因为它尚是软的。1.10.2 自动拔出对此种的脱落，机器应该备有自动油压射出梢及备有射出梢的模具。这些射出梢必须与具有导杆的射出气能组合以便强簧能使射出梢退回而不需机械式附件。1.11 模具的保养为了使模具能使用久一点，好的保养是很重要的，而且也必须如此做才可在替换之前增加铸件产量。最好的保养是在使用模具时做，另一种保养方式是清除浇注道上的腐蚀物。1.11.1 在预热及操作时要避免过热，因为不希望过热产生热震导致数千个铸件的碎裂，一般的温度应该如下：A. 模具在浇铸前的温度为150/170度C；B. 浇注液的温度1000/1020度C；C. 石墨温度40/50度C。考虑到一次简单的铸造过程需时30-40秒。金属必须承受不少的热应力，使用适当的手工具来消除腐蚀物，在人工清洁时要避免损害各角落部位。1.11.2 您应该使用含有少量粘土的一好石墨以避免经常可能产生的剥落现象及因此需时常人工清洁。1.11.3 您应使用没角的圆珠来清洁砂芯，如果砂粒不是圆的，将会损害模具内的盘状物而使它的寿命缩短。1.11.4 您应使用品质较好的铜件以避免时常剥落(参考1.11.2)1.11.5 确定当您关上半模时，它们是水平及平行的。当铜浸润半模时，您应该确定它们仍然是平行的。半模与半模间多出来的铜应该立即清除。1.