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消失模鑄造的設(shè)計制作與涂料涂敷技術(shù)

2018-06-25 15:15:46
動態(tài)詳情

  目前,我國毛坯鑄造技術(shù)日趨成熟,研究單位和應用廠家越來越多。據(jù)不統(tǒng)計,我國消失模鑄造生產(chǎn)廠家已達近千家,研究單位也達數(shù)十家。其中采用無粘接劑和抽真空的消失模鑄造的廠家約有60余家。按生產(chǎn)類型基本分為3類:(1)采用國產(chǎn)閉環(huán)生產(chǎn)線的消失模鑄造;(2)簡單生產(chǎn)線或單機型消失模鑄造;(3)采用引進消失模鑄造生產(chǎn)線。消失模鑄造生產(chǎn)過程中都不同程度地存在這樣或那樣的問題,如鑄件表面出現(xiàn)皺皮缺陷、鑄件變形、滲漏、塌箱、夾渣等。這些缺陷的產(chǎn)生一方面是原材料的原因,另一方面是技術(shù)問題。不論什么原因都和鑄件品質(zhì)有關(guān)。經(jīng)過10的研究和實踐,我們認為消失模鑄造在以下幾個方面存在著的技術(shù)問題始終困擾著它的發(fā)展和普及,應該著力加強研究試驗。
1、模型設(shè)計與制作
在消失模鑄造生產(chǎn)中,原材料的品位,是困擾消失模鑄造發(fā)展的主要問題。原材料主要是指模型材料。目前模型材料主要采用國產(chǎn)包裝材料,部分采用材料,部分采用國產(chǎn)鑄造材料。
國產(chǎn)包裝材料用于消失模鑄造生產(chǎn)主要存在的問題是,模型密度大、殘留物多、表面粗糙等。目前我國雖然有了國產(chǎn)鑄造的模型材料,包括聚苯乙烯EPS,PMMA以及按不同比例混合的EPS、PMMA,國產(chǎn)的這幾種模型材料的品位都還有待提高,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定。
另外,模型膠合材料也存在一些問題,一是用膠量過大,二是殘留物多,三是膠合時間過長。目前多數(shù)工廠使用冷膠,少數(shù)工廠使用熱熔膠。從使用效果看,熱熔膠使用效果比較穩(wěn)定。比較理想的模型材料是要求密度合適,密度范圍在0.018-0.025g/cm³。不同壁厚不同材質(zhì)可以選擇不同的密度。一般來說,鑄件壁厚較大者使用的模型材料密度可大一些,如0.20~0.025g/cm³。鑄件壁厚較小者使用的模型材料密度可相應小一些。對于鑄鋼和球鐵等鑄件一般應盡量采用低密度的EPS、PMMA混合的模型材料。
控制合理的預發(fā)和成型工藝參數(shù)也是提高模型品質(zhì)的關(guān)鍵,包括模具、珠粒、水分、蒸氣壓力、溫度和時間等。
模具的好壞直接影響模型的表面光潔度和尺寸精度。模具對模型表面品質(zhì)的影響因素主要包括通氣孔的大小及分布、汽室的壁厚和型腔表面的粗糙度。珠粒品質(zhì)也是主要影響因素,一般來說珠粒優(yōu)于國產(chǎn)珠粒。珠粒的粒徑范圍和發(fā)泡劑含量是衡量珠粒品質(zhì)的主要指標。蒸汽和水分對于模型好壞影響較大,當蒸汽水分較多時,在模型的珠粒表面會形成含水層,在高溫下氣化將占據(jù)空間,珠粒充滿的緊實度和融合度都受到影響,并且在模型表面會形成一些密集的小凹坑。
預發(fā)珠粒的   佳熟化時間要模型品質(zhì)。不熟化、熟化時間過長或過短在二次成型時都達不到要求。電機殼模型密度的控制要針對不同鑄件對模型密度的要求,控制預發(fā)泡的倍率。
原始珠粒粒徑和預發(fā)后珠粒粒徑應根據(jù)鑄件的材質(zhì)和壁厚來確定。
蒸汽壓力和加熱時間應以模型珠粒膨脹融合、模型表面不出現(xiàn)亮點為原則,合理地控制蒸汽壓力和通氣時間以及蒸汽溫度。
2、涂料及涂敷技術(shù)
在消失模鑄造中,涂料的主要作用是提高泡沫模型的強度和剛度;防止在運輸、填砂振動時模樣破壞或變形,澆注時涂料層將金屬液和鑄型隔離,防止金屬液滲入型砂中或出現(xiàn)塌箱。涂料層應能使泡沫模型熱分解產(chǎn)生的大量氣體等產(chǎn)物順利逸出,防止鑄件產(chǎn)生氣孔、碳缺陷等;鑄件的表面品質(zhì)。
消失模涂料中耐火骨料是涂料的主體,其質(zhì)量分數(shù)一般大于50%。主要有錯英粉、鋁礬土、棕剛玉粉、石英粉、滑石粉、莫來石粉、云母粉等。其粒徑級配應兼顧防止粘砂和高溫透氣性,粒形要有利于提高透氣性,通常選擇數(shù)量的球狀顆粒,有利于模型氣化后氣體的逸出或模型不分解的液化產(chǎn)物的排除。
消失模涂料的載體可采用水或乙醇,綜合考慮消失模鑄造多采用水基。粘接劑主要包括粘土、水玻璃、糖漿、紙漿廢液、白乳膠、硅溶膠等。近年來在選擇粘結(jié)劑時主要考慮以下幾個方面的因素:1)減少高溫發(fā)氣性;2)提高涂掛性;3)提高涂層強度和剛度;4)不浸蝕模型等。懸浮劑可防止涂料發(fā)生沉積、分層、結(jié)塊、使涂料具有的觸變性。多采用膨潤土、凹凸棒石粘土、高分子化合物及其復合體等。另外消失模涂料中還添加表面活性劑,目的是增加涂料的涂掛性,提高涂料與模型表面的親和力和結(jié)合強度,此外還常常加入其他添加劑,如消泡劑、減水劑、劑、顏料等。
為此要求涂料層具有良好的強度、透氣性、耐火度、絕熱性、耐急冷急熱性、低的吸濕性、良好的清理性、涂掛性、滴淌性、懸掛性等。綜合起來主要包括工作性能和工藝性能兩大類。
涂料的工作性能包括強度、透氣性、耐火度、絕熱性、耐急冷急熱性等,主要是在澆注和冷卻過程中應具有的性能,其中   重要的是強度和透氣性。而涂料的工藝性能包括涂掛性、滴淌性、懸浮性等,主要是在涂掛操作中所要求的性能。一般消失模鑄造多采用水基涂料,涂料與模型一般不潤濕,從而要求改進水基涂料的涂掛性。滴淌性是指模型掛涂料后盡量不滴不淌,涂料層的均勻性。懸浮性是指涂料在使用過程中,涂料保持密度的均勻性,不發(fā)生沉積現(xiàn)象等。
由于不同的合金對涂料的要求不同,建議根據(jù)合金種類的不同研制相應的涂料,如鑄鐵涂料、鑄鋼涂料,有色合金涂料等。消失模鑄造在涂料配置和混制過程中,應盡量使用合理的骨料級配,使骨料和粘結(jié)劑及其他添加劑混合均勻。
除了涂料性能達到要求外,涂敷和烘干工藝對生產(chǎn)也具有的影響。生產(chǎn)上多采用浸涂,   好是一次完成。烘干時控制烘干溫度的均勻性和烘干時間,涂層干燥不開裂。


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