消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)特點及絕熱性
消失模鑄造技術(shù)(Lost Foam Casting,簡稱LFC)是采用可燒結(jié)的泡沫塑料制作成與鑄件的結(jié)構(gòu)一致、尺寸添加收縮率之后的實型模樣,經(jīng)浸涂耐火的粘接涂料,烘干后埋入干砂中造型,經(jīng)三維微振加負(fù)壓緊實,在沒有砂芯、活塊的情況下澆入高溫金屬液,從而使得泡沫模樣受熱分 解氣化進(jìn)而被金屬取代的一次性成型鑄造新工藝。
由于消失模技術(shù)具有與傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)越以及的工藝性,所以特別適合于缸體、缸蓋、進(jìn)排氣歧管等形狀復(fù)雜、需要砂芯成型的汽車鑄件。消失模鑄造技術(shù)在生產(chǎn)汽車鑄件方面有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α_M(jìn)入21世紀(jì),我國的汽車工業(yè)正處于發(fā)展時期,在今后的一段時間里,我國汽車鑄件產(chǎn)量勢必有大幅度的提高,與此同時各汽車廠家對汽車鑄件質(zhì)量的要求也將嚴(yán)格。汽車工業(yè)的發(fā)展,為我國鑄造業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn),也為在我國推廣、發(fā)展消失模鑄造技術(shù)帶來了新的契機(jī)。從90年代開始,消失模鑄造技術(shù)在我國的實踐過程中,一些廠家收到了比較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益,但其生產(chǎn)水平與比較仍有著較大差距。消失模鑄造技術(shù)是一種發(fā)展中的與新工藝,它需要進(jìn)一步補(bǔ)充和完善,攻克其發(fā)展中的各個關(guān)鍵技術(shù),要使其走向成熟和普遍的應(yīng)用,還有很多很多工作要做。其中,研究消失模鑄造的各個關(guān)鍵技術(shù)是一個重要的方面。只有把握好消失模鑄造中的各個關(guān)鍵技術(shù),才能方便人們在生產(chǎn)實踐中正確運(yùn)用消失模鑄造技術(shù),才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
發(fā)動機(jī)缸體作為汽車發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零件,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)加工量大,薄壁區(qū)多,技術(shù)要求嚴(yán)格。其工藝范圍狹窄,影響因素眾多,幾乎集中了各種鑄造生產(chǎn)技術(shù)難點于一身。因此,缸體鑄件產(chǎn)品的水平是鑄造企業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋的制造水平也是衡量一個制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。缸體鑄件的特點決定了其比較適合采用消失模鑄造工藝。我國的消失模鑄造應(yīng)用于缸體鑄件的研究起步較晚,與水平差距明顯。因此,研究消失模鑄造技術(shù)在缸體生產(chǎn)中的應(yīng)用具有較高的實用價值。
在消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)中,鑄造工藝參數(shù)與泡沫模樣是消失模鑄造成敗的關(guān)鍵。模具及發(fā)泡成型過程是獲得完好泡沫模樣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。尤其是像缸體類復(fù)雜薄壁泡沫模樣,其合理的模樣分片、模具設(shè)計以及合理的泡沫珠粒充填方法對于較終泡沫模樣質(zhì)量至關(guān)重要。合理的鑄造工藝參數(shù)是獲得良好鑄件的較終。
一般認(rèn)為消失模鑄造工藝的關(guān)鍵技術(shù)包括四個方面:①模樣設(shè)計與制作;②涂料及涂浸技術(shù);③干砂及振動緊實;④工藝設(shè)計及控制。其中模樣設(shè)計與制作是消失模鑄造中較為關(guān)鍵的技術(shù),可以細(xì)分為:①泡沫原材料和模型膠合材料;②控制合理的預(yù)發(fā)和成型工藝參數(shù),包括模具、水分、蒸汽壓力、溫度和時間等。工藝設(shè)計及控制是獲得合格鑄件的。因此研究模樣的設(shè)計和制作過程與工藝參數(shù),掌握模樣制作和工藝控制的關(guān)鍵技術(shù),對正確運(yùn)用消失模技術(shù)有巨大作用。
消失模技術(shù)有的工藝性,因此其模具比較,設(shè)計模具要根據(jù)其特點來設(shè)計。而且模具的制造精度直接影響到模樣的尺寸精度和表面粗糙度。模具對模樣表面質(zhì)量的影響因素主要包括模具上通氣孔的大小及排布、模具的壁厚和型腔表面的粗糙度。因此,模具的質(zhì)量決定了模樣的質(zhì)量,從而較終決定生產(chǎn)的鑄件的質(zhì)量。我們不難看出模具在消失模鑄造生產(chǎn)中的作用和的位置。因此研究消失模模具制造方法與工藝,是一個重要而艱巨的課題。
消失模涂料在消失模鑄造工藝中日顯重要。消失模鑄造工藝與涂料緊密配合,生產(chǎn)的鑄件表面質(zhì)量的光滑度增加,提升了鑄件成品的合格率。
1、提高泡沫塑料模的強(qiáng)度和剛度,防止變形和損壞,保持尺寸精度。
2、澆注時泡沫塑料模熱分 解的產(chǎn)物(大量的氣體或液體等)順利排出,防止鑄件產(chǎn)生氣孔、炭黑等鑄造缺陷。由于澆注不同合金時澆注溫度不同,泡沫塑料模型的分 解產(chǎn)物區(qū)別很大。澆注鋼鐵材料時,以氣態(tài)產(chǎn)物為主,涂層要有較高的透氣性;而澆注鋁合金時熱解產(chǎn)物則以液態(tài)為主,要求液態(tài)分 解產(chǎn)物能夠與涂層潤濕,順利地滲入涂層,排出型腔。
3、隔離金屬液和砂型,阻止金屬液滲入型砂,獲得表面光潔的鑄件。同時,防止型砂流入金屬液與泡沫塑料模的間隙中,造成鑄型塌箱。
4、采用不同熱導(dǎo)率的涂料,控制金屬液在鑄型中的冷卻速度,提高金屬液的流動性。澆注鋁鑄件時,由于金屬液溫度較低,流動性差,為了避免由于鑄型過度傳熱造成鋁液溫度下降過多,造成澆不足等缺陷,要求用于鋁合金消失模鑄造的涂料應(yīng)具有良好的絕熱性。
消失模涂料是消失模鑄造獲得表面光潔的鑄件的輔助材料。如果涂料的性能、配制和干燥出現(xiàn)問題,就會使鑄件產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定、廢品率上升等現(xiàn)象。
所以,加強(qiáng)對消失模涂料的認(rèn)識。消失模涂料一般由耐火骨料、粘結(jié)劑、載體、懸浮劑及其他添加劑組成,各種組分被均勻混合在一起制成粉狀或膏狀,在涂掛和澆注過程中發(fā)揮綜合作用。消失模涂料的性能直接影響著消失模鑄造工藝的成功與否。消失模涂料沒有制定統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn),所以,不同廠家生產(chǎn)的涂料性能就存在很大的差異,而且鑄件的材質(zhì)對消失模涂料的要求不一樣。
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