熔模铸造中蜡模质量控制的研究.doc

熔模铸造中蜡模质量控制的研究一画铸造工艺熔模铸造中蜡模质量控制的研究聂小武(湖南铁路科技职业技术学院科研处,湖南株洲412000)摘要:为提高熔模铸造铸件的质量,需要对影响蜡模尺寸精度及表面质量的因素进行控制.结合生产实践,分析了蜡料类型,工作温度及工艺参数等对蜡模质量的影响及蜡模缺陷产生的原因,提出了改善蜡模质量的措施,促进生产效率的提高.关键词:熔模铸造;蜡模;表面质量;尺寸精度中图分类号:TG249.5文献标识码:A文章编号:16733320(2009)01002403StudyQualityControlofWaxPatternforWaxMoldCastingNieXiaowu(DepamentofScientificResearch,HunanRailwayVocationalCollegeofScienceandTechnology,Zhuzhou412000,Hunan,China)Abstract:Itisneedtocontrolfactorsthatinfluencedimensionprecisionandsurfacequalityofwaxpatternsforimprovingthequalitiesofwaxmoldcastings.Thematerialsofwaxes,workingtemperature,thecausesofwaxpatternsdisfigurementsandtechnicalparametersareanalyzed.Somemeasureshavebeenputforwardforimprovingcastingsquality,whicharegoodforincreasingproductionefficiency.Keywords:waxmoldcasting;waxpattern;surfacequality;dimensionprecision熔模铸造铸件质量的影响因素很多,其中很关键的一个因素是蜡模的质量.蜡模的质量不仅影响熔模铸造中后面的工序效果,而且对铸件最终的尺寸精度影响很大.特别是随着科学技术的发展,对于航空,航天及军工企业来说,熔模铸造”近净成形”甚至”净成形”已是一种发展趋势,这对铸造业来说是一种挑战.因此,如何有效地控制蜡模的质量是非常重要的.但是,由于影响蜡模质量的因素很多,如蜡料的类型,工作的室温,工艺参数等等,在生产操作中常常出现问题;并且蜡模也会出现多种缺陷,如鼓包,缩陷及变形等.有些缺陷在修整,清洗蜡模时能够发现,而有些不能发现的缺陷则在后面的工序中表现出来形成铸件缺陷,甚至造成铸件报废.通过在生产中分析研究,我们总结了一些经验,仅作抛砖引玉式地阐述,供有关人员参考.蜡模质量的控制从最终影响铸件质量的情况来看,可以从两方面进行控制,一方面是蜡模尺寸精度的控制,主要是防止蜡模变形;另一方面24Iz.年第期是蜡模表面质量的控制,主要是防止蜡模表面的缺陷被型壳复制到铸件表面上.本文主要从这两方面来分析.1影响蜡模尺寸精度的几个因素分析1.1模料(蜡料)类型的影响模料(又称蜡料)的类型对铸件的尺寸精度影响显着.模料一般用蜡基材料,天然树脂和塑料(合成树脂)配制而成,按其熔点不同可分为高温模料,中温模料和低温模料三大类.低温模料的熔点低于70,比如广泛使用的石蜡与硬脂酸各占质量比为50%的配比模料就是一种典型的低温模料.它的优点是流动性好,配置方便,回用性好;缺点是强度低,热稳定性差,温度比较高(30)时容易变形.中温模料的熔点在70100之间,比较常用的有松香基中温模料,热稳定性比低温模料要好.高温模料的熔点大于l00,典型的成分有松香5O%+地蜡20%+聚苯乙烯3O%.这种模料强度高,热稳定性好,但其配置和制模工艺比较复杂,在脱蜡时容易涨壳,且熔模铸造中蜡模质量控制的研究聂小武不能回用,在生产中运用很少.这几种模料的收缩率依次增加,中温模料约为0.7%,而低温模料则达到1.2%,由于有些蜡料是市售的,有些是自己配制的,具体的数值会略有不同,需要根据特定的蜡料反复测试得到.1.2工作室温的影响模料一般都是混合物,具有”热胀冷缩”的特性.因此,工作室温的高低对蜡模的尺寸精度有影响.无论是冬季或是夏季,室内温度一般应控制在2025,而且应该与制壳间的温度相当,温度过低蜡模易开裂,温度过高则易变形.一般工作场地应有空调设备保证恒温.1.3工艺参数的影响工艺参数对良好蜡模的压制有重要的影响,不同的压蜡机有不同的参数,制模循环参数建立后,不要轻易变动以免影响蜡模的质量.如压出的蜡模质量有问题应仔细分析原因后再调整.化蜡阶段:这是由几种化合物组成固溶体的过程,要使模料组分均匀混合,整个过程需要不断搅拌.对于蜡基模料,由于熔点低,过高的温度容易引发蜡料氧化或”炭化”现象而老化变质,要控制加热的温度不超过1O0.多次温度过高,会出现石蜡”树脂化”,恶化模料性能,在蜡桶内壁产生黑斑.化好的蜡调成糊状,均匀化后保持在5762oC待用,略高于射出温度.压蜡阶段:模料温度:为保证液态或半液态模料有良好的充填情况,应尽量采用最低的模料温度和压型工作温度,以减少模料凝固过程的收缩,提高尺寸精度.温度过低则流动性差,蜡模表面光洁度差;但是温度过高,则模料收缩量增大,可能在蜡模表面出现流纹或鼓包缺陷,只要找到合适的温度范围这两者之间的矛盾是可以调和的.压型温度:压型温度应控制在2025.温度过高,则蜡模冷却慢;温度过低,则在某些部位可能出现裂纹.注射压力及保压时间:注射压力大小主要由模料性能,压型结构特点及结合压注温度和压型温度来确定,这些参数要根据不同的零件形状进行尝试确定,需要一定的经验积累.如果模料的黏度大,流动性不好,则应有较高的注射压力,否则,压注压力可以低一些.蜡模的冷却:取出的蜡模应立即放入水中冷却,防止变形,冷却水温度为(15士3).对于一些具有薄壁结构的蜡模还应放在矫正模上冷却,冷却的时间应不少于60min.蜡模的组树及进行下一道工序的时间:蜡模与浇道焊接坚固,焊缝处不得有凹陷和缝隙,模组焊好后应静置60min以上,才能进行下一工序.2蜡模表面的缺陷产生原因及防止措施蜡料由注射机注入到压型内,第一阶段蜡液温度高于型腔温度,界面处的蜡料呈半固态或液态;第二阶段随着充型的进行及温度的下降,界面处的蜡料首先凝固,需要有压力使其贴附在型壁上.在这些过程中如果控制不好蜡模常常会出现一些缺陷,比较常见的有以下几类.2.1缺肉产生的原因及解决的办法:模料温度较低,流动性差,要适当提高模料温度;压注压力太小或压注速度太慢,应适当增大压注压力;压型排气不良,造成俗称的”憋气”现象,要适当进行压型改进.2.2裂纹产生的原因及解决的办法:操作方面的原因为保压时间太长,取出蜡模的时间太长,一般压型恢复到室温就应立即抽芯取模;压型设计方面的原因为压型设计不正确或零件设计不合理,取模的方式不合理等都可能会造成这种情况,应对压型进行修整.2.3表面缩陷产生的原因及解决的办法:模料压注温度及压型工作温度过高,导致模料收缩率增大,要适当降低;注射压力过低,保压时间短,要适当提高注射压力,延长保压时间;蜡模的结构存在壁厚相差较大的地方,比较好的解决办法是采用二次成型法,即先制备一个比铸件小的蜡芯放入压型内,然后压入蜡料形成蜡模.2.4流纹产生的原因及解决办法:模料压注温度太低,要适当提高压注温度;充型时间太长,压注速度太慢,需进行合理调节;分型剂涂刷不均匀,在多的地方可能产生流纹,需要精心操作,或者压型内腔不清洁.2.5表面粗糙产生的原因及解决办法:模料在搅拌熔化时未混均匀,要保证充分的搅混时问;模料回收过滤处理不干净,皂化反应不良,要严格按照回收要求进行操作;修型操作不精心,蜡模上zoo.年第期I25一画粘有油污或蜡屑,蜡模上有大而狭长的凹处应使用修补蜡修复;有气泡处,所有气泡必须挑破再用修补蜡修复;流痕修复使用吸有三氯乙烯的棉花轻柔地擦流痕处,以去除流痕.以上操作都不得伤及蜡模本体.2.6变形产生的原因及解决的办法:模料的软化点低而工作室温偏高,要控制室温恒温;取模过早或取模时用力过大,硬后方可取模;蜡模存放的位置不对,不能将蜡模自水中取出后放在阳光透射的地方暴晒,要放在阴凉处的托盘内.2.7鼓包产生的原因及解决的办法:模料压注温度过高,有过多的气体卷进蜡料中引起表面鼓包,适当下调温度;模料注射压力太大及保压时间太短,都会引起这种缺陷;新旧模料的配比不当,使用的新料太多,要适当下降;压型排气不当,在设计压型时要考虑排气问题,及时将型腔内的气体排除.2.8披缝产生的原因及解决的办法:模料压注温度过高,注射压力过大,要适当调节;分型面公差过大,表面粗糙度高,要保证分型面的加工精度和表面粗糙度的要求,检查压型的锁紧机构是否到位.3结束语蜡模生产是熔模铸造工艺流程中的第一个环节,良好蜡模的制造是获得优质铸件的先决条件,如何进行合理的控制对熔模铸造生产很关键.而影响蜡模质量的因素很多,既有一些可控因素,也有一些活跃因素.笔者在多年的生产实践中认为,蜡模的压制是一项手艺,有不少东西没有严格的理论操作数据