造型
現(xiàn)在鑄造工廠所采用的造型方法,過去十年間沒有大的變化而造型技術有了大的進步。對濕砂造型、精密砂型、消失模鑄造分別敘述如下。
1.濕砂造型法。Mount公司認為:適用于大部分金屬材質、大批量生產的造型法中,粘土濕砂造型是經濟的造型法。鑄造工廠裝備有技術的控制裝置,就應逐步做到,用濕型砂控制技術可以反復得到的性能。這些控制裝置包括,篩分分離金屬、回用砂的冷卻、回用砂混練時準確釋量添加劑等等。
Vulcan 公司認為,現(xiàn)在的粘土濕砂造型機具有優(yōu)良的性能,能以二年前從未達到過的速度,制造要求嚴格、允許差別很小時濕砂型。再加上準確控制效率高的供砂裝置,使粘土濕砂型在鐵基合金和非鐵合金的造型中保持重要的地位。
Macler Assoc認為,在濕砂造型中,垂直分型與水平分型兩種加以比較,對于大批量生產中、小型,灰鐵件或球鐵件的鑄造工廠,重直分型造型都占優(yōu)勢,因其設備費用比較便宜、可以高速造型、所需人員少、緊實度的偏差小等優(yōu)點。但采用垂直分型工藝,在澆口方案與昌口與形態(tài)上,以及在用復雜的芯子、過濾片、冷鐵、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外,用流動性好的合金鑄造時,由于金屬靜壓比較高,容易引起金屬滲透粘砂。
在制造有色合金鑄件方面,已設計了適合這類合金鑄件的大批量生產各種特性垂直分型造型法,現(xiàn)正在推廣。但是,具有要求的機械特性的鑄件,在用這種造型法達到相當高度的大批量生產之前,作為大批量鋁合金鑄件的生產方式,金屬型鑄造法依然占有優(yōu)勢。
精密砂型
這種造型法的要點是用冷芯盒法的化學粘結鑄型。Vulcan認為這是鋁合金缸體和缸蓋鑄件鑄造工藝的復活。其理由是這種方法,可將缸套鑄在缸體中,同時,還有能使用實現(xiàn)方向性凝固的冷鐵的優(yōu)點。
這種方法是在1970年代出現(xiàn)的用于鑄造近凈形鑄件和用濕砂鑄造對需要增加芯子的形狀復雜的鑄件?,F(xiàn)在,鑄造形狀復雜尺寸的準確的鑄件時,標準的辦法是用冷芯盒造型法。而且,與砂型鑄造相比適用于更多的合金。在制芯作業(yè)中可見到,由于樹脂化學和造型裝置的革新,可用更低的價格鑄造質量,更高的零部件用液泵和機械手自動生產線,裝置進一步改善,所需勞動力減少,可生產出高質量、低成本的鑄件。冷芯盒工藝造型機是制芯機的重大的變型。有的造型機上型、下型同時造型,有的造型機可制出兩面型腔的鑄型疊型鑄造,第三種變型是利用二組造型機,一組是上型,一組造下型。
這些造型機為了提高精度,使分型線的飛邊小,在全過程中將鑄型緊實是其特點。大型造型機,為使其動作平滑可靠完全用油壓驅動。裝有機械手,實施上涂料型、干燥、下芯、涂粘結劑和合箱等作業(yè)。由于有了這些裝置,可減少所需的勞動力,保證的質量和生產效率。這種冷芯盒造型機,其鑄型的狀況不僅影響鑄件表面質量和清理作業(yè),對芯子的正確組裝和芯頭使型砂在射砂頭中流態(tài)化的位置也有影響,因而,鑄型的設計是非常重要的。
Macler Assoc稱,冷芯盒造型機有幾種射砂技術。大部分造型機,這種型式的造型機,用低壓大風量射砂,每個循環(huán)后都可以使射砂。有二、三個機械廠不是使砂子流態(tài)化,而是用"擠出方式,用有專利權設計的射砂,低氣量高壓射砂,有的機械廠認為,用擠出方式,制造復雜的鑄型時,砂子也容易流動。這二種技術,用自己的模樣進行試用比較,選出的方法"。
冷芯盒造型法,可以制造尺寸非常準確的復雜鑄型,但模費用和型砂粘接劑、催化劑的成本比濕砂型用的砂和粘接劑的價格要高,冷芯盒造型法的造型速度低。
工藝特點
優(yōu)點如下:
1)金屬型的熱導率和熱容量大,冷卻速度快,鑄件組織致密,力學性能比砂型鑄件高15%左右。
2)能獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件,并且質量穩(wěn)定性好。
3)因不用和很少用砂芯,改善環(huán)境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動強度。
缺點如下:
1)金屬型本身無透氣性,必須采用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產生的氣體。
2)金屬型無退讓性,鑄件凝固時容易產生裂紋
3)金屬型制造周期較長,成本較高。因此只有在大量成批生產時,才能顯示出好的經濟效果。
1)正確地選擇金屬型材料
2)正確地設計金屬型壁厚
3)正確地設計金屬型結構,盡可能地避免尖角及壁厚的急刷變化。
4)設計澆注系統(tǒng)應盡可能使金屬液平穩(wěn)進入型腔,避免金屬液強烈沖刷型腔工作面。對鋼鐵金屬鑄件,應盡可能將澆注系統(tǒng)設計在砂芯中。
5)金屬型毛胚要進行熱處理,消除鑄造應力。
6)應選擇合適的涂料和正確的噴涂工藝以盡可能避免“熱沖擊”。正確地進行金屬型預熱和冷卻。正確掌握鑄件脫型的時間。
7)金屬型使用應仔細清理,使用后要妥善保管。
為提高金屬型壽命,可進行局部滲硅、滲鉻、滲鋁、以及進行陽極化、等離子噴涂等保護措施。