熔模精密铸造课程设计_第1页
熔模精密铸造课程设计_第2页
熔模精密铸造课程设计_第3页
熔模精密铸造课程设计_第4页
熔模精密铸造课程设计_第5页
已阅读5页,还剩11页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、熔模精密铸造课程设计报告SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY课程设计报告论文题目: 熔模精密铸造课程设计报告 学生姓名: 夏江冰 5110519059 鞠隆龙 5110519098 章志铖 5110519095 学院(系): 材料科学与工程 专 业: 材料科学与工程 指导教师: 董安平 目录1 绪论21.1 熔模铸造的概述21.1.1 熔模铸造的历史21.1.2 熔模铸造的工艺过程21.1.3 我国熔模铸造发展概况31.1.4 国外熔模铸造发展概况41.2 铸件概述51.3 选题的目的和意义52 铸件工艺流程设计52.1 模具的设计与制造52.1.1 模具的设计52.1.

2、2 模具的制造62.2 浇注系统的设计与模拟分析62.2.1 浇注系统的设计62.2.2 浇注系统的模拟分析72.3 压蜡92.3.1 压蜡92.3.2 修蜡92.4 制壳102.4.1 制壳原材料102.4.2 制壳工艺102.4.3 制壳步骤112.5 浇注112.5.1 脱蜡112.5.2 焙烧122.5.3 浇注122.5.4 熔炼铸件的清理122.6 后处理132.6.1 喷砂132.6.2 酸洗132.6.3 修正(机加工)132.6.4 热处理132.7 检验133 总结134 感想与建议14参考文献151 绪论1.1 熔模铸造的概述1.1.1 熔模铸造的历史熔模铸造是在可熔(溶

3、)性模的表面重复浸涂上数层耐火涂(浆)料,并经逐层淋砂、干燥和硬化后,用蒸汽或热水等加热方法将其中的熔模熔去而制成整体型壳,然后进行高温焙烧、浇注而获得铸件的一种铸造方法。熔模铸造的历史可以追溯到4000年前的失蜡法,最早发源的国家有埃及、中国和印度,然后才传到非洲和欧洲的其它国家1 姜不居. 熔模铸造手册/中国铸造协会编J. 2000.。我国的失蜡铸造技术,根据考古和铸造工作者研究,至迟出现于春秋早中期,即距今2500年前我国已应用失蜡铸造技术来生产各种青铜器皿、钟鼎及艺术品,如春秋晚期的鼎、铜进,战国的曾侯乙尊、盘等,其造型复杂华丽、纹饰精致细巧,铭文美观清晰,这充分显示了当时我国的失蜡铸

4、造技术及冶炼工艺已经有了高度的发展。至唐宋年代,已经有文献资料较为详细地记载失蜡铸造的方法2 包彦堃, 谭继良, 等. 熔模铸造技术M. 浙江大学出版社, 1997.。现代熔模铸造工艺是在20世纪初期开始形成,最初是牙科医生用熔模铸造方法浇注金银假牙。第二次世界大战期间,由于国防、航空工业发展的需要,美国、英国等国家首先采用熔模精密铸造的方法,生产了喷漆涡轮发动机叶片等形状复杂、尺寸精确、表面质量要求很高且不易机械加工的铸件。从此,熔模铸造以其工艺及技术上的优越性,进入航空、国防及机械制造工业部门,得到了实际应用和迅速发展。1.1.2 熔模铸造的工艺过程图1.1 熔模铸造工艺流程:a)压射模料

5、;b)取出熔模c)组合模组;d)上涂料;e)撒砂;f)型壳干燥;g)熔模熔失;h)型壳焙烧;i)浇注;j)清理取出铸件作为一项材料近净成形技术,熔模铸造在高精度、复杂结构铸件,特别是高熔炼温度、高化学活性金属的成形中起着不可替代的作用。图1.1所示为现代熔模铸造工艺流程1。用压型压制熔模(图1.1a)、打开压型取出熔模(图1.1b)、组合模组(图1.1c)、模组浸入涂料桶中上涂料(图1.1d)、撒砂(图1.1e)、型壳干燥(图1.1f)、重复d、c、f工序数次,形成一定厚度的型壳,脱除型壳中蜡(图1.1g),型壳焙烧(图1.1h),浇注(图1.1i),脱壳和清理(图1.1j),完成熔模铸件的制

6、造。熔模铸造工艺从压制蜡模、组树、制型、脱蜡、焙烧,再浇注成铸件,工艺过程复杂且周期长,也正是这样的工艺过程,使熔模铸造具有了以下特点3 吕志刚. 我国熔模精密铸造的历史回顾与发展展望J. 铸造,2012,04:347-356.。(1) 熔模铸件精度高,表面光洁熔模铸件的尺寸精度可达到46级,表面粗糙度值可达到Ra0.4Ra3.2m,可以大大减少铸件的切削加工余量,并可实现无余量铸造。(2) 可以铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂、并难于用其它方法加工的铸件,如涡轮、空心叶等,给零件结构设计很大的自由度。也能铸造壁厚为0.5mm、最小孔径为lmm以下、铸件轮廓尺寸小到几毫米、大到上千

7、毫米、重量轻至lg、最重接近1000kg的铸件。还可以将原来由许多零件组合、焊接的部件进行整铸,并减轻零件重量。(3) 合金材料不受限制各种合金材料,如碳素结构钢、不锈钢、合金钢、铸铁、铝合金和铜合金以及铸造高温合金、镁合金、钛合金和贵金属等材料都可用于熔模铸造生产。对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料,更是特别适宜于用熔模铸造方法生产。(4) 生产灵活性高、适应性强熔模铸造的工装模具可采用多种材料和工艺方法制造,使它既适用于大批量生产,也适用于小批量生产,甚至单件生产。大批量生产采用金属压型,小批量生产可采用易熔合金压型等,样品研制可直接采用快速原型代替蜡模。熔模铸造也存在一定的缺点,如铸

8、造工艺过程复杂、工序多,影响铸件质量的工艺因素多,必须严格控制各种原材料及各项工艺操作,才能稳定生产;铸件不宜过大过厚,铸件冷却速度慢等4 熔模精密铸造编写组.熔模精密铸造(上册)M.北京:国防工业出版社,1981.3。1.1.3 我国熔模铸造发展概况在我国,熔模铸造技术的进步同样与航空工业的发展息息相关。新中国的航空工业于1951年4月创建,在之后若干年的发展中,结合航空发动机的研制,我国熔模铸造工业化进程也逐步推进。通过引进和消化吸收再创造,航空工业的熔模铸造体系逐步完善,实现了模料、型壳材料等原辅材料的国产化和工艺技术水平的不断提升,为国产航空发动机的生产做出了重要贡献。高温合金、钛合金

9、、铝合金熔模铸造,定向凝固及单晶技术逐步走向工业化应用。目前,我国主要的航空发动机制造企业,均配备有熔模铸造车间(分厂),如沈阳黎明、西安西航、贵州黎阳、株洲南方等,还建设有专业化工厂贵州安吉航空精密铸造有限公司。一些研究院所,如北京航空材料研究院、中国科学院金属研究所、沈阳铸造研究所等也具有一定的生产能力。随着我国制造大飞机战略的实施,以及高性能航空发动机需求的不断提升,熔模铸造工业面临着技术方面新的挑战,形状复杂性、精度要求、可靠性要求不断提高,超常规尺寸、特殊合金的铸件需求不断提出,加大技术研发投入和完善技术向生产力转化的体制成为本行业当前需要特别解决的问题。航空件的熔模铸造工艺作为熔模

10、铸造行业的重要组成部分,虽然目前在我国所占整体份额尚不大,却是重要的技术进步策源地和推动力源泉。高温合金、钛合金、铝合金熔模铸造技术在其他领域中也得到应用,如工业燃气轮机叶片、汽车涡轮增压器涡轮、电子仪表框架等,这些铸件相对一般商用熔模铸件,技术水平要求高,附加值大,被划为高附加值熔模铸件,也可称为高端铸件。据统计,此类企业在我国大陆有60家左右,近些年的产值保持稳定较快增长。在技术方面,以航空发动机涡轮叶片为例,我国在1965年研制成功WP6发动机铸造高温合金涡轮叶片;1966年我国采用熔模铸造工艺成功铸造出第一代空心镍基高温合金涡轮叶片,用于WP7发动机5 仲增墉, 师昌绪, 陆达. 中国

11、高温合金四十年发展历程J. 中国高温合金四十年, 1996, 3: 14.;1975年,我国从英国引进斯贝航,空发动机的制造技术,在消化吸收的过程中,实现了熔模铸造工艺材料的国产化,并于70年代末成功铸造出符合发动机性能要求的低压一级空心导向叶片6 Rongzhang C. 北京航空材料研究院铸造高温合金及工艺发展 40 年J. 材料工程, 1998 (10).; 80年代末,我国研究成功定向空心无余量涡轮叶片熔模铸造工艺7实用手册-第五编 铸件生产质量控制检验与铸件缺陷分析处理。航空发动机涡轮叶片从实心到空心,再到复杂内腔,从铸造后加工到铸造近净成形,这些要求的变化推动了我国熔模铸造工艺研究

12、工作的开展。经过不懈的努力,我国航空发动机叶片熔模铸造技术有了长足的进步,但不可否认的是,与国际先进水平尚存在不小的差距。特别是在单晶叶片制造技术方面,国际上,单晶叶片已经批量配备到航空发动机中,而我国在合金、工艺、设备等方面尚需进一步研究和提升。随着航空叶片技术向重型工业燃气轮机扩展,大尺寸定向和单晶叶片的需求必将对型壳、型芯及凝固控制技术提出新的挑战。1.1.4 国外熔模铸造发展概况纵观熔模铸造技术的现代化历程,从20世纪40年代,熔模铸造在美国被成功用于制造航空发动机涡轮叶片以来,始终伴随着航空工业技术的进步,成为航空制造领域的关键技术之一。时至今日,欧美发达国家的熔模铸造产业中以航空航

13、天和工业燃气轮机零件为主的高附加值铸件产值占总产值百分比超过708 Williams R, Richard H. Global Investment casting market conditions beginning to stabilize after 2009 LowsJ. Incast, 2011, 1: 8-9.。而据2007年北美的熔模铸造产值统计,铸件合金中55为高温合金,11为钛合金9 Kovatch D. Investment casting market overview North AmericaC/12th World Conference on Investment

14、 Casting, Dallas, texas. 2008: 19-22.。世界上第一个铸造涡轮叶片是l943年用于J-33发动机的钴基铸造合金HS-2l涡轮叶片,由美国GE公司制造,用它代替原先用镍基变形合金Haslelloy-B锻造的涡轮叶片(在使用中出现裂纹)10 张祖谦, 刘志中. 涡轮叶片用高温合金发展中的几个问题J. 国际航空, 1978, 4: 43-48.。20世纪60年代中期,美国PW公司的F.L.Varsnder及其同事们发明了高温合金定向凝固技术,使合金的晶粒沿热流流失方向定向排列,基本消除垂直于应力轴的薄弱的横向晶界,这使铸造合金的力学性能又上一个新台阶。之后,又发展出

15、单晶技术,并很快用于叶片生产。70年代,美国首先在军用发动机上,然后在民用飞机上使用PWAl422定向叶片,到80年代又在Fl00发动机上使用WPAl480单晶叶片11 Duhl M G D N, Giamei A F. The development of single crystal superalloy turbine bladesJ. Superalloys 1980, 1980.。从此,定向和单晶叶片成为各类先进发动机的重要特色,美国的Howmet公司、GE公司、PCC公司、Allison公司以及英国的R·R公司、法国的CNECMA公司、俄罗斯的SALUT发动机厂等都大量生

16、产定向和单晶零件,品种包括涡轮叶片、导向叶片、叶片内外环、喷嘴扇形段、封严块、燃油喷嘴等,用于军用和民用飞机、坦克、舰船、工业燃机、导弹、火箭、航天飞机等。定向凝固技术的发展使铸造高温合金承温能力大幅度提高,从承温能力最高的等轴晶合金到最高的第三代单晶合金,其承温能力约提高150C。这为提高发动机工作温度提供了重要条件,例如,采用第二代单晶合金PWA1484的美国第四代发动机F119(推重比l0)的涡轮前温度达l677摄氏度12 孔祥鑫. 第四代战斗机及其动力装置J. 航空科学技术, 1994, 5: 21.,比采用第一代定向合金PWA1422的Fl00发动机(推重比8,涡轮前温度l370)提

17、高约300C。美国能源部于1993年提出的目前正在实施的一项庞大的发展高效燃气涡轮的ATS计划中,把单晶叶片制造技术列为重要项目,对单晶合金及叶片的熔炼工艺、凝固条件、陶瓷壳型、陶瓷型芯、模型用料、热处理、热等静压等方面都进行了研究,力求提高合金和零件性能。在熔炼方面,要求高纯度熔炼,减少金属液与壳型、型芯之间的反应,精确控制活性元素;发展单晶叶片凝固过程数值模拟技术,优化工艺参数;计算机控制自动化生产过程,控制枝晶尺寸和致密度,减少缺陷,提高质量,降低成本,进一步发展熔模铸造工艺,提高陶瓷壳型和型芯的性能,研制冷效达600以上的高效冷却单晶叶片(如castcool叶片)。热等静压扩散连接组合

18、件也将是生产多合金涡轮转子和大型叶片的发展方向。与镍基高温合金伴随发展的定向凝固工艺应用于其他高温材料,有可能使它们的承温能力远超过目前可达到的水平。1.2 铸件概述采用的铸件是由段仪同学设计的,以美国WATTS公司的609A对夹式蝶阀为原型,通过自拟尺寸的方式在UG5.0上设计出了一款具有蜗杆传的中心板式蝶阀,如图1.2所示。该装置以金属为主要材料,在关键轴承及密封部位采用高分子塑胶,可运用于中小型气液体输送管道。本组的铸件是其中的传动盒,如图1.3所示。 图1.2中心板式蝶阀整体图 图1.3传动盒1.3 选题的目的和意义熔模精密铸造是一项非常有前景的近净成形工艺,已经形成了从高端航空、航天

19、铸件、工业燃气轮机铸件到一般民用产品的多层次产品体系,并且具有广阔的发展前景。本次课程设计由三组同学共同合作完成段仪同学设计的中心板式蝶阀的熔模铸造,三组分别铸造三个零件来完成整个阀门。此次课程设计的主要目的在于让我们在实验中学习熔模铸造的相关知识,在实践中加深对熔模铸造工艺流程和技术的理解。2 铸件工艺流程设计2.1 模具的设计与制造2.1.1 模具的设计我组设计的产品,是一款具有蜗杆传的中心板式蝶阀的传动盒。传动盒基体草图如图2.1所示。拉伸时先由外轮廓及圆内口拉出实心体,再控制拉伸范围拉伸出内空腔体积并求差,其余尺寸参数见下。图2.1传动盒草图单位(mm)2.1.2 模具的制造在课程的过

20、程中,使用了3D打印蜡模的方式制作模具。传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验,在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时,只能通过反复工艺实验来确定工艺;当工艺存在重大失误时,可能使得工艺方案被彻底推翻。利用激光粉末快速成型技术的工业级3D打印机,可将生产周期可缩短十倍以上,实现了生产的低成本和高效益,达到了铸件生产的个性化、多样性、快速铸造的目的。使用激光粉末快速成型技术的工业级3D打印机烧结粉末材料(如蜡粉、PS粉、ABS粉、尼龙粉、覆膜砂和金属粉等)。成型时先在工作台上铺上一层粉末材料,激光束在计算机的控制下,按照截面轮廓的信息,对制件实心部分所在的粉末进行烧结。一层完成后,工作台下降一个层

21、厚,再进行下一层的铺粉烧结。如此循环,最终形成三维产品。优点:由于粉末具有自支撑作用,不需另外支撑;材料可重复使用,利用率高。快速成型技术制成的蜡模涂挂性能好,可以用原工艺配制涂料,粘浆与撒砂,干燥。我组获得的蜡模如图2.2所示。图2.2 传动盒3D打印蜡模2.2 浇注系统的设计与模拟分析2.2.1 浇注系统的设计铸件在浇注过程中最大的问题首先是解决铸件的充型问题。在浇注系统设计的时候要注意浇、冒口的系统设计,同时要考虑到真空设备的能力,型壳装箱预热的方式,浇注过程中的速度以及铸件浇注后的保温等问题。因此在正式生产试验前,设计了浇注系统,设计了一个浇口和六个冒口。由于本铸件相对比较简单,所以在

22、设计之后直接进行了模拟。浇注系统设计图如图2.3所示。图2.3 传动盒浇注系统设计图2.2.2 浇注系统的模拟分析此浇注系统设计方案经过了计算机模拟。模拟浇注过程如下图2.4所示: (1)0s (2)20s (3)40s (4)60s (5)80s (6)90s图2.4 传动盒浇注系统浇注过程模拟图通过模拟过程可以看出,浇注的过程中可以较为均匀得自下而上完成充型。在90s时充型过程基本完成。模拟凝固过程如下图2.5所示: (1)0s (2)20s (3)40s (4)60s (5)80s (6)100s图2.5 传动盒浇注系统凝固过程模拟图通过模拟过程可以看出。在100s时,整体温度已经降低到

23、600度左右。另外通过图2.6可以看出,浇注凝固之后仍会在个别位置产生缺陷,想要消除需通过计算,对浇口和冒口的位置及大小进行调整。模拟的结果较为理想,所以设计是合格的,可以根据设计结果进行下一步工序。图2.6 传动盒浇注系统凝固缺陷图2.3 压蜡2.3.1 压蜡 压蜡使用压蜡机器。压蜡机双工位可同时操作,亦可单独操作,液压系统相对独立,互不干涉。射蜡嘴可上下自由移动,操作简单,易于模具调整。工作台距地面仅为80cm,方便操作。降低了操者的劳动强度,保证本机能长时间持续工作,以及模具不变形,提高了工作效率和铸件质量。之后在实验室中,根据设计好的浇注系统,在蜡模基础上进行压蜡。压蜡主要是运用已经压

24、好的不同型号的圆柱体蜡和方形蜡,将浇注系统以铸造蜡为原材料,通过手工制作的方式做好,并添加排蜡口。2.3.2 修蜡修蜡是在压蜡的基础上对蜡模和浇注系统进行完善和修补。由于只做一个铸件,所以不需要进行组树。压蜡完成后得到的实物图见图2.7。 图2.7 传动盒压蜡实物图2.4 制壳2.4.1 制壳原材料 熔模精密铸造制壳使用原材料包括硅溶胶、锆粉(砂)、莫来粉(砂)、消泡剂(主要是醇类与有机硅类,用于消泡、抑泡)、润湿剂(主要是醚类非离子表面活性剂,用于降低界面张力,渗透湿润)、杀菌剂(用于控制细菌含量,延长浆料有效使用时间)、氨水(调整浆料PH值,延长浆料有效使用时间)、蒸馏水(调整浆料SIO2

25、%,补充蒸发水分,延长浆料有效使用时间)。 浆料使用前应重点检测流杯黏度、PH值、比重,其次检测二氧化硅含量、总固含量、浆料寿命、细菌含量、涂片重量、透气性、强度(湿强度、干强度、高温强度)。依照检测结果判断浆料质量。2.4.2 制壳工艺 目前国内精铸行业中广泛运用的四种制壳工艺分别是水玻璃型壳、复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳、硅溶胶-中温蜡型壳,所得精铸件质量由低到高。1)水玻璃型壳。这一工艺在国内已有近50年的生产历史,其厂点数至今仍在我国精铸厂家中占有相当比重。多年来由背层型壳耐火材料的改进和新型硬化剂的推广应用,水玻璃型壳强度有了成倍增长,铸件表面质量、尺寸精度及成品率有了很大提高。低廉

26、的成本、最短的生产周期、优良的脱壳性能及高透气性至今仍是其他任何型壳工艺所不及的。存在的主要问题:水玻璃粘结剂固有的缺点是Na2O含量高,型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶剂型壳。加之面层耐火料采用价低质次、粒度级配不良的石英砂(粉),因而必须不能获得高质量的精铸件。型壳生产条件差,缺乏严格的生产过程及参数的控制。由于硬化剂的强腐蚀性,除尘设备简陋,很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产环境。影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序,极少按行业规定的操作规范严格控制。型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制,故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。总之,大部分工厂停留在手工作坊

27、阶段,靠技艺而不是靠科学的质量管理进行生产。这是水玻璃型壳数十年来铸件质量不稳定、废品率、返修率高的重要原因之一。 2)复合型壳。目前不少工厂将第一、二层改用锆英粉及莫来石粉,硅溶胶型壳。背层仍要用原有水玻璃型壳工艺。它是结合硅溶胶型壳的优良表面质量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改进方案。与水玻璃型壳相比,其铸件表面质量有了很大提高,表面粗糙度降低、表面缺陷减少、返修率下降。生产周期与水玻璃型壳相近。存在的主要问题:由于背层保留了水玻璃粘结剂,故其型壳整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳低,浇注的铸件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳。透气性不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳,型壳高温强度不

28、及硅溶胶型壳,易造成废品。复合型壳铸件质量稳定性比水玻璃好,但远不如硅溶胶型壳。复合型壳由于采用价高的锆英粉作面层,其型壳成本是水玻璃型壳的4.5倍,若背层采用莫来石砂粉,其型壳成本与硅溶胶型壳成本相差无几,其成本低的优势并不明显。复合型壳不能使用中温蜡料。中温蜡不能使用热水脱蜡。在高压釜中脱蜡时,由于高温、高压,中温蜡液会与背层中的水玻璃及残留硬化剂产生剧烈的皂化反应,不经回收处理无法回用。3)硅溶胶-低温蜡型壳。低温蜡成型容易、设备简单,蜡模表面粗糙度相差不大,工艺比复合型壳质量稳定,尤其是铸件尺寸精度高,因它没有水玻璃存在,型壳高温性能好,焙烧后型壳透气性高,抗蠕变能力强,既可适用于薄壁

29、件,复杂结构的中小件,又可生产重达50100kg的特大件。存在的主要问题:由于采用低温蜡,大部分型壳在水中脱蜡,难免有皂化物残留进入型壳中易产生铸件表面夹杂,返修率稍高。制壳生产周期长是它的最大缺点和不足,尤其在生产大件,有深孔、深槽件时,每层干燥常用2448h。硅溶胶型壳(低温蜡)型壳成本较水玻璃型壳高5倍,比复合型壳高17%。铸件成本相应较高。4)硅溶胶-中温蜡型壳。国际上通用的精铸件生产工艺,它具有最高的铸件质量、最低的返修率,特别适合于表面粗糙度要求高,尺寸精度高的中小件、特小件。存在的主要问题:成本高,其型壳生产成本是水玻璃型壳的8倍。比低温蜡硅溶胶型壳也高也25%。生产周期与低温蜡

30、硅胶溶胶型壳相同,比水玻璃及复合型壳长得多。生产中大件往往要采用中温液态蜡及高压注蜡,厚壁蜡模易缩凹,铸件尺寸精度并不太高。中大件对尺寸精度、表面粗糙度要求也没有小件那么高,故中大件较少采用硅溶胶(中温蜡)型壳。2.4.3 制壳步骤配制涂料,模组的除油和脱脂:由于模组为石蜡,他们具有憎水性,因此用肥皂水货表面活性剂改善涂挂性上涂料和撒砂:涂料要均匀,不可缺涂、局部堆积或积存气泡。(方法:模组在涂料中不断的翻转和上下移动);撒砂是为了增强型壳和固定涂料,可防止涂料干燥时因为收缩而产生穿透性裂纹,撒砂用材料应与配置涂料耐火材料相同(相同的膨胀系数)型壳干燥和硬化。 重复以上步骤直至型壳完

31、成。图2.8 传动盒型壳实物图2.5 浇注2.5.1 脱蜡 熔失熔模的过程统称为脱蜡,是熔模铸造的主要工序之一。脱蜡的方法有多种如:有机溶剂法、热水脱蜡法、高压蒸汽脱蜡法、闪烧脱蜡法、微波脱蜡法、热砂脱蜡法等,目前应用最广泛的为高压蒸汽脱蜡法,而水玻璃型壳多采用热水脱蜡法。无论是何种脱蜡方法,要点都是高温快速脱蜡,以保证型壳在脱蜡过程中不开裂。 型壳制成后一般要停放一段时间后(24h)方可进行脱蜡。本次实验采用高压蒸汽脱蜡法。2.5.2 焙烧 焙烧的目的是去除挥发物(水,残余蜡料、皂化物)去除之后留下的空隙提供透气性;使粘接剂、耐火材料发生反应,改善力学性能(高温下);减少浇注时的温差,提高充

32、型能力,避免胀型。 如需造型(填砂)浇注,在焙烧之前,先将脱模后的型壳埋箱内的砂粒之中,再装炉焙烧。如采用高强度型壳时,可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧。焙烧时逐步增加炉温,将型壳加热至800-1000,保温一段时间,即可进行浇注。2.5.3 浇注熔模铸造时常用的浇注方法有: 1)热型重力浇注 这是用得最广泛的一种浇注形式,即型壳从焙烧炉中取出后,在高温下进行由浇注。此时金属在型壳中冷却较慢,能在流动性较高的情况下充填铸型,故铸件能很好复制型腔的形状,提高了铸件的精度。但铸件在热型中的缓慢冷却会使晶粒粗大,这就降低了铸件的机械性能。在浇注碳钢铸件时,冷却较慢的铸件表面还易氧化和脱碳,从而降低

33、了铸件的表面硬度、光洁度和尺寸精度。 2)真空吸气浇注 将型壳放在真空浇注箱中,通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态金属能更好地充填型腔,复制型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、浇不足的缺陷。该法已在国外应用。 3)压力下结晶 将型壳放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐,向罐内通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。在国外最大压力已达150atm。 4)定向结晶(定向凝固)一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的工作性能便可提高很多,所以熔模铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。本次试验采用倾转式热型重力浇注。图2

34、.9 传动盒浇铸图2.5.4 熔炼铸件的清理熔模铸件清理的内容主要包括: (1)从铸件上清除型壳; (2)自浇冒系统上取下铸件; (3)去除铸件上所粘附的型壳耐火材料; (4)铸件热处理后的清理,如除氧化皮、尽边和切割浇口残余等。2.6 后处理2.6.1 喷砂 利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程叫做喷砂。采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处理的工件表面,使工件表面的外表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。2.6.2 酸洗 利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。是清洁金属表面的一种方法。通常与预膜一起进行。一般将制件浸入硫酸等的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论