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  • 星宇鑄造廠對消失模鑄造技術研究

    時間:2011-04-02 10:51 作者:精密鑄造廠 點擊:
    消失模 鑄造 工藝 包括澆冒口係統設計、澆注溫度控製、澆注操作控製、負壓控製等。 澆注係統在消失模鑄造工藝中具有十分重要的地位,是鑄件生產成敗的一個關鍵。在澆注係統設計

       消失模鑄造工藝包括澆冒口係統設計、澆注溫度控製、澆注操作控製、負壓控製等。

     

      澆注係統在消失模鑄造工藝中具有十分重要的地位,是鑄件生產成敗的一個關鍵。在澆注係統設計時,應考慮到這種工藝的特殊性,由於模型簇的存在,使得金屬液澆入後的行為與砂型鑄造有很大的不同。因此澆注係統設計必定與砂型鑄造有一定的區別。在設計澆注係統各部分截麵尺寸時,應考慮到消失模鑄造金屬液澆注時由於模型存在而產生的阻力,最小阻流麵積應略大於砂型鑄造。

     

      由於鑄件品種繁多、形狀各異,每個鑄件的具體生產工藝都有各自的特點,並且千差萬別。這些因素都直接影響到澆注係統設計結果的準確性。為此,可將鑄件以某種方式進行分類。針對中小鑄件,可按鑄件生產工藝特點進行分類,如表1所示。模型簇組合方式可基本反映鑄件的特點,以及鑄件的補縮形式。澆注係統各部分截麵尺寸與鑄件大小、模型簇組合方式以及每箱件數都有關係。為此,在設計新鑄件的工藝時,應根據鑄件特征,參照同類鑄件澆注係統特點有針對性地進行計算。

     

      因為模型的存在,在澆注過程中模型氣化需要吸收熱量,所以消失模鑄造的澆注溫度應略高於砂型鑄造。對於不同的合金材料,與砂型鑄造相比,消失模鑄造澆注溫度一般控製在高於砂型鑄造30~50℃。這高出30~50℃的金屬液的熱量可滿足模型氣化需要的熱量。澆注溫度過低鑄件容易產生澆不足、冷隔、皺皮等缺陷。澆注溫度過高鑄件容易產生粘砂等缺陷。

     

      消失模鑄造澆注操作最忌諱的是斷續澆注,這樣容易造成鑄件產生冷隔缺陷,即先澆入的金屬液溫度降低,導致與後澆注的金屬液之間產生冷隔。另外,消失模鑄造澆注係統多采用封閉式澆注係統,以保持澆注的平穩性。對此,澆口杯的形式與澆注操作是否平穩關係密切。澆注時應保持澆口杯內液麵保持穩定,使澆注動壓頭平穩。

     

      負壓是黑色合金消失模鑄造的必要措施。負壓的作用是增加砂型強度和剛度的重要保證措施,同時也是將模型氣化產物排除的主要措施。負壓的大小及保持時間與鑄件材質和模型簇結構以及塗料有關。對於透氣性較好、塗層厚度小於1mm的塗料,對鑄鐵件負壓大小一般在0.04~0.06MPa,對於鑄鋼件取其上限。對於鑄鋁件負壓大小一般控製在0.02~0.03MPa。負壓保持時間依模型簇結構而定,每箱中模型簇數量較大的情況,可適當延長負壓保持時間。一般是在鑄件表層凝固結殼達到一定厚度即可卻去負壓。對於塗層較厚及塗料透氣性較差的情況,可適當增大負壓及保持時間。

     

      消失模鑄造技術被分解成三個步驟:

     

      白區、澆鑄和最後清整工序。消失模鑄造工人根據聚苯乙烯的發泡成型製造了“白區”這個詞,並且,測得最終鑄件質量80~90%取決於白區工序。白區工序過程是珠粒發泡、泡沫成型、組合成串、刷塗料、烘幹。而整個技術的其它工序也很重要(事實上,澆鑄一個消失模模樣跟一個空腔鑄型沒有半點相似之處)。這篇文章重點在於介紹消失模白區工藝以及白區在製作高質量的大批量鑄件中的作用。

     

      為了清楚的說明消失模鑄造中的泡沫成型部分,關於消失模鑄造模具是如何製得的討論是必須的。

     

      模具設計

     

      為了保證鑄件既滿足產品功能要求又能達到可鑄和方便加工的要求,在零件設計人員,消失模鑄造工作者和機械加工人員中實施並行工程是必須的。消失模鑄造技術的真正價值是零件的設計可以比典型的用在型砂和金屬模中的型芯更複雜。機器加工步驟可以免去,並且整個零件可以被粘合以消除墊圈和/或聯接緊固密封圈。如果產品客戶和加工客戶真正懂得消失模鑄造配件給產品設計帶來的價值,消失模鑄件將得到更廣泛的應用。

     

      零件設計人員和模具設計人員進行同步設計時,三維電腦工作平台的使用是必須的,模具設計者可以把草圖、拔模斜度、倒圓和縮放因素放入到零件設計中。當零件設計者改進圖紙時,模具設計者可以開始設置分模線、融合線和必須的抽芯機構來製泡沫模型,模具壁厚和模具嵌塊正確使用的重要性,透氣塞和射料槍的合理布置是三個屬性,不僅用於產品設計,也可用於模具設計。使用電腦“壁厚探測器”探測薄壁問題。

     

      一個消失模模具的設計製造中心包含“普通模具庫”的使用、這個“三維電子CAD庫”存有消失模模具用到的所有普通硬件,消失模鑄造模具設計者利用電子三維館中儲存的樣品並使之適用於設計中的特殊零件。這“普通模具庫”包含特定工程配件,一般商品(緊固件、定位器、汽缸、活塊等),並且有超出模具設計的射料槍,射料槍安裝夾板,汽室和絕緣裝置,型芯抽出裝置,限製開關等等。這個庫中還包含所有的重要配合尺寸和被並入到泡沫模型店中的製模和粘合機器的工作參數。普通幾何尺寸合公差也被收藏到這個庫中,假如希望的話,快速變化模具可以被設計,包括蒸汽、水、電流、壓縮空氣、真空源等等。

     

      如果真正的並行工程嚐試被零件設計、模具設計者、模具操作者采用以及在鑄造廠中澆鑄成型,這個普通模具庫就變得真的有價值,從過去的工作中可學得經驗並存檔到這個電子CAD庫中,所以新的零件設計可以建立在這些取得的經驗上。舉個例子,當檢測一個模具的故障,模具機器操作者發現不管他如何調整機器參數,總是不能把料填到模具中的特定區域中。這個模具的設計者被谘詢後,作出了在問題區域添加一把射料槍或者添加透氣孔的決定。於是,射料問題解決了。當這個模具設計者研究了問題區域的幾何結構,他製出了射料槍和透氣孔的分布規則用於將來的模具設計。一份標準的設計清單、材料清單和過程清單可從這發展出來,這庫引領著將來的零件設計。

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