A. 什麼是熔模鑄造
失蠟法鑄造現稱熔模精密鑄造,是一種少切削或無切削的鑄造工藝,是鑄造行業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表面質量比其它鑄造方法要高,甚至其它鑄造方法難於鑄得的復雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可採用熔模精密鑄造鑄得。
熔模精密鑄造是在古代蠟模鑄造的基礎上發展起來的。作為文明古國,中國是使用這一技術較早的國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人民就創造了這種失蠟鑄造技術,用來鑄造帶有各種精細花紋和文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆注系統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模鑄造方法在工業生產中得到實際應用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展,要求製造像葉片、葉輪、噴嘴等形狀復雜,尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀復雜,以致不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟鑄造,經過對材料和工藝的改進,現代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以,航空工業的發展推動了熔模鑄造的應用,而熔模鑄造的不斷改進和完善,也為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我國是於上世紀五、六十年代開始將熔模鑄造應用於工業生產。其後這種先進的鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣泛採用,同時也用於工藝美術品的製造。
所謂熔模鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若干層特製的耐火塗料,經過乾燥和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周填充干砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如採用高強度型殼時,可不必造型而將脫模後的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模鑄造的工藝過程復雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(採用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓制熔模時,採用型腔表面光潔度高的壓型,因此,熔模的表面光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表面光潔度高。所以,熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm.
熔模鑄造最大的優點就是由於熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度,所以可減少機械加工工作,只是在零件上要求較高的部位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件只留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,採用熔模鑄造方法可大量節省機床設備和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模鑄造方法的另一優點是,它可以鑄造各種合金的復雜的鑄件,特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔模鑄造工藝生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。
B. 如何選擇鑄造模具材料
一般情況下鑄造模具的材料跨越度比較大,我們可以按照客戶的實際要求以及產量等因素,選擇塑料、鋁合金、鋼鐵以及鋼材或者木材等材質。
塑料模應用日益加大,尤其是可加工塑料的推向市場和塑料模壽命的提高。
鋁合金模的顯著特點就是重量輕、精度高。但目前應用並不是很廣泛。
鑄鐵模依然是大批量鑄造生產的首選,因為它具有強度高、耐磨、易加工、成本低、壽命長等眾多優點。。
鋼材在之前主要用於鑄模上的標准件、耐磨鑲塊或內襯,很少會用於製作鑄造模具本體,因為碳鋼使用壽命比球鐵或低合金灰鐵要低,合金鋼價格卻非常貴。
木模在手工造型或單件小批量生產中應用比較廣泛,木材是的大量使用,使得我們地球沙漠化的速度加速,所以這種方法並不可持續發展。取而代之的則是實型鑄造。實型鑄造以泡沫塑料板材為材料,裁剪粘接而成模樣,然後澆注而成鑄件。該方法與木模對比,鑄件尺寸精度更高以及有更好的表面粗糙度。
C. 鋁合金 鑄造工藝選擇的問題
主要要綜合考慮以下因素:
1.表面粗糙度;
2.鑄件復雜程度;
3.鑄件附加值如何;
4.尺寸公差要求;
5.最小壁厚
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D. 如何正確選用熔模精密鑄造蠟模脫模劑
聯諾化工 脫模劑的選擇要點是:
1、脫模性優良,對於噴霧脫模劑表面張力在17~23 N/m之間。
2、具有耐熱性,受熱不發生炭化分解。
3、化學性能穩定,不與成型產品發生化學反應。
4、不影響塑料的二次加工性能。
5、不腐蝕模具,不污染製品,氣味和毒性小。
6、外觀光滑美觀;
7、易塗布,生產效率高;
E. 鑄造工藝流程
砂型鑄造的主要流程有:
模具生產部分:按照圖紙要求製作製作模具,一般單件生產可以用木模、批量生產可以製作塑料模、金屬模,大批量鑄件可以製作模板。
2.混砂階段:按照砂型製造的要求及鑄件的種類不同,配製合格的型砂,以供造型所用。
3.造型(制芯)階段:包括了造型(用型砂形成鑄件的形腔)、制芯(形成鑄件的內部形狀)、配模(把坭芯放入型腔裡面,把上下砂箱合好)。造型是鑄造中的關鍵環節。
4.熔煉階段:按照所需要的金屬成份配好化學成份,選擇合適的熔化爐熔化合金材料,形成合格的液態金屬液(包括成份合格,溫度合格)
5.澆注階段:把合格的融熔金屬注入配好模的砂箱里。澆注階段危險性比較大,要特種注意。
6.清理階段:澆注後等融熔金屬凝固後,把型砂清除掉,打掉澆口等附設件,就形成了所需要的鑄件了。
(5)三水溶模鑄造怎麼選擴展閱讀
總體概述
製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度,在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞,一般要在鑄造中加入型砂粘結劑,將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土,也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂
以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑,製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久,應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度,經舂實製成砂型後,即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
以型砂和芯砂為造型材料製成鑄型,液態金屬在重力下充填鑄型來生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型製造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。
砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的表面質量,常在砂型和型芯表面刷一層塗料。塗料的主要成分是耐火度高、高溫化學穩定性好的粉狀材料和粘結劑,另外還加有便於施塗的載體(水或其他溶劑)和各種附加物。
粘土濕砂型鑄造的優點是:①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後,絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞,對拔模和下芯都非常有利。缺點是:①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備,否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動,難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧,用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
粘土干砂型製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。
粘土砂芯用粘土砂製造的簡單的型芯。
F. 砂鑄,精鑄,熔模鑄造各有什麼優缺點
鑄造是將鑄鐵或鋼融化後澆注到事先准備好的模殼中,冷卻後去掉外殼既成為零件毛坯,採用這種工藝減少了加工量,特別是外形曲面較多難於加工的零件採用鑄造就解決了加工困難,並且提高了生產效率,砂鑄就是用石英砂做砂型乾燥後就可澆注,特點是簡單成本低,外形比較粗糙精度要求不高的零件可以採用,熔模鑄造就是用塑料泡沫製成的模胎外表滾上塗層,乾燥後放入砂箱中對砂箱抽真空後再澆鑄,高溫的鐵水將泡沫燃成氣體冷卻後就成為零件這種鑄造也叫真空鑄造,成本較高燃燒的氣體對環境影響較大,精密鑄造也就是蠟模鑄造,用石蠟做成模胎再滾上塗料和石英砂涼干後再脫蠟後就成為模殼,鐵水澆進去冷卻後將模殼打掉就成為零件,這種工藝制出的零件外表光潔度好,尺寸精確,所以叫精密鑄造。
G. 鑄造的方法和選擇條件是什麼
鑄造是一種古老的製造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。由於現今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發展,例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發展迅速
鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型製造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等)等。鑄造方法常用的是砂型鑄造,其次是特種鑄造方法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造......等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等,如下圖:
鑄造方法選擇的原則:
1.優先採用砂型鑄造
據統計,我國或是國際上,在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以象汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該採用其它鑄造方法,例如熔模(失臘)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
2.鑄造方法應和生產批量相適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件採用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,雜訊大,不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以採用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,佔地面積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型鑄件,採用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定型產品採用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質量方面得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。
3.造型方法應適合工廠條件
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般採用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則採用砂箱造型法,製作模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什麼產品和不適合(或不能)做什麼產品。
4.要兼顧鑄件的精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,最終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方面。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
鑄造方法的特點和適用范圍見下表:
鑄造方法 鑄件材質 鑄件重量 表面光潔度 鑄件復雜程度 生產成本 適用范圍 工藝特點
砂型鑄造 各種材質 幾十克~很大 差 簡單 低 最常用的鑄造方法
手工造型:單件、小批量和難以使用造型機的形狀復雜的大型鑄件
機械造型:適用於批量生產的中、小鑄件 手工:靈活、易行,但效率低,勞動強度大,尺寸精度和表面質量低
機械:尺寸精度和表面質量高,但投資大
金屬型鑄造 有色合金 幾十克~20公斤 好 復雜鑄件 金屬模的費用較高 小批量或大批量生產的非鐵合金鑄件,也用於生產鋼鐵鑄件。 鑄件精度、表面質量高,組織緻密,力學性能好,生產率高。
熔模鑄造 鑄鋼及有色合金 幾克~幾公斤 很好 任何復雜程度 批量生產時比完全用機加工生產便宜 各種批量的鑄鋼及高熔點合金的小型復雜精密鑄件,特別適合鑄造藝術品、精密機械零件 尺寸精度高、表面光潔,但工序繁多,勞動強度大
陶瓷型鑄造 鑄鋼及鑄鐵 幾公斤~幾百公斤 很好 較復雜 昂貴 模具和精密鑄件 尺寸精度高、表面光潔,但生產率低
石膏型鑄造 鋁、鎂、鋅合金 幾十克~幾十公斤 很好 較復雜 高 單件到小批量
低壓鑄造 有色合金 幾十克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 金屬模的製作費用高 小批量,最好是大批量的大、中型有色合金鑄件, 可生產薄壁鑄件 鑄件組織緻密,工藝出品率高,設備較簡單,可採用各種鑄型,但生產效率低
差壓鑄造 鋁、鎂合金 幾克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 高性能和形狀復雜的有色合金鑄件 壓力可控,鑄件成型好,組織緻密,力學性能好,但生產效率低
壓力鑄造 鋁、鎂合金 幾克~幾十公斤 好 復雜(可用砂芯) 金屬模的製作費用很高 大量生產的各種有色合金中小型鑄件、薄壁鑄件、耐壓鑄件 鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織緻密,生產率高,成本低。但壓鑄機和鑄型成本高
離心鑄造 灰鐵、球鐵 幾十公斤~幾噸 較好 一般為圓筒形鑄件 較低 小批量到大批量的旋轉體形鑄件、 各種直徑的管件 鑄件尺寸精度高、表面光潔,組織緻密,生產率高
連續鑄造 鋼、有色 很大 較差 長形連續鑄件 低 固定截面的長形鑄件,如鋼錠、鋼管等 組織緻密,力學性能好,生產率高
消失模鑄造 各種 幾克~幾噸 較好 較復雜 較低 不同批量的較復雜的各種合金鑄件 鑄件尺寸精度較高,鑄件設計自由度大,工藝簡單,但模樣燃燒影響環境
H. 熔模精密鑄造是屬於那種鑄造方式有什麼特殊之處
都是利用可融化或者氣化物質做成工件模型,一個是澆鑄前融化形成型腔,一個是澆鑄中直接氣化成型腔,當然熔模鑄造更好些,消失模對於有復雜內腔的鑄件不好操作,而熔模鑄造可以通過水溶芯解決
I. 選擇鑄造方法應考慮哪些因素
1 優先採用砂型鑄造,主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。
2 鑄造方法應和生產批量相適應。低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。
3 造型方法應適合工廠條件。
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般採用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則採用砂箱造型法,製作模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什麼產品和不適合(或不能)做什麼產品。
4 要兼顧鑄件的精度要求和成本
J. 消失模鑄造和熔模鑄造有什麼區別
消失模鑄造的流程是:預發泡-發泡成型-烘乾-組合-掛塗料-造型-澆注。 造型有用石英砂,干砂,不加粘結劑。抽真空澆注。 兩者最主要的區別是熔模鑄造澆注時鑄型是空腔,消失模鑄造澆注時鑄型是實的,泡沫塑料受鐵液作用氣化分解後,鐵液充滿鑄型。
輪轂是汽車一個直接抓地的關鍵零部件,除了強度要求,更重要的是剛性和重量,而剛性會直接影響操控的靈敏度和准成度。汽車輪轂的製造方法有鑄造和鍛造兩種。
一、鑄造鑄造方法分三種:重力鑄造、低壓鑄造和鑄造旋壓。
1、重力鑄造重力鑄造:是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝,也稱重力澆鑄,包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造、消失模鑄造,泥模鑄造等。
2、低壓鑄造低壓鑄造:是指液體金屬在壓力作用下充填型腔,以形成鑄件的一種方法,由於所用的壓力較低,所以叫低壓鑄造。
3、鑄造旋壓鑄造旋壓:分「低壓鑄造+旋壓」和「重力鑄造+旋壓」兩種工藝,是指鑄造後的毛坯輪轂進行在加工處理,主要是對輪輞部分進行旋轉沖壓。
二、鍛造鍛造:是指壓縮和模製金屬。是在幾千噸以上的壓力下(取決於尺寸)壓制而成的,但一次完成不了,根據車輪尺寸和規格,可能是4或5次。
三、鑄造和鍛造輪轂的區別。
1、工藝流程:鍛造輪轂工藝繁瑣,材料利用率低,生產周期長。
2、性能:鍛造輪轂的晶粒流向與受力方向一致,內部分子結構緻密,通常強度較高,且不同部位強度一致,韌性與疲勞強度也都顯著優於鑄造輪轂。
3、使用:鍛造輪轂重量輕,散熱好,強度高,撞擊後不易粉碎,可有效延長剎車系統,可塑性強,可隨意定製,行駛平順性好,動平衡好,行駛中不易跳動。
4、價格:鍛造生產工序多,鍛造的輪轂與鑄造相比,單項機械性能指標方面,鍛造的普遍提高30%—50%,個別指標更高幾倍。所以同一型號鍛造輪轂通常要比低壓鑄造要貴的多。