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砂型制造
制造砂型的材料稱為造型材料,用于制造砂型的材料習慣上稱為型砂,用于制造砂芯的造型材料稱為芯砂。通常型砂是由原砂(山砂或河砂)、粘土和水按一定比例混合而成,其中粘土約為9%,水約為6%,其余為原砂。低壓鑄造的劣勢低壓鑄造在加工過程中雖然冒口以及澆道的問題解決了,是其澆口還是有著比較明顯的限制問題,所以這樣的鑄造方法對大批量的加工是不適宜的,因為這樣的加工工藝生產性能比較差,所以整個生產的周期就會比較長。有時還加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的 性能。
型砂和芯砂的質量直接影響鑄件的質量,型砂質量 不好會使鑄件產生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷。
復砂金屬型
涂料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度,但采用刷涂料的金屬型生產球墨鑄鐵件(例如曲軸),仍有一定困難,因為鑄件的冷速仍然過大,鑄件易出現(xiàn)白口。若采用砂型,鑄件冷速雖低,但在熱節(jié)處又易產生縮松或縮孔,在金屬型表面復以4-8mm的砂層,就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。在生產中可將一些原來由幾個零件組合而成的部件,通過改變零件的結構,設計成為整體零件而直接由熔模鑄造鑄出,以節(jié)省加工工時和金屬材料的消耗,使零件結構更為合理。
復砂層有效地調節(jié)了鑄件的冷卻速度,一方面使鑄鐵體不出白口,另一方面又使冷速大于砂型鑄造。金屬型無潰散性,但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性,有效地限制球鐵石墨化膨脹,實現(xiàn)了無冒口鑄造,消除疏松,提高了鑄件的致密度。如金屬型的復砂層為樹脂砂,一般可用射砂工藝復砂,金屬型的溫度要求在180~200℃之間。第二,應從設計和工藝的角度降低生產成本,如使用一模多件技術和自動化技術以提高生產率、延長模具使用壽命,并采用一體化的設計減少零件數(shù)量。復砂金屬型可用于生產球鐵,灰鐵或鑄鋼件,其技術效果顯著。
用這種方法鑄出的銅器既無范痕,又無墊片的痕跡,用它鑄造鏤空的器物更佳。中國傳統(tǒng)的熔模鑄造技術對世界的冶金發(fā)展有很大的影響。現(xiàn)代工業(yè)的熔模精密鑄造,就是從傳統(tǒng)的失蠟法發(fā)展而來的。雖然無論在所用蠟料、制模、造型材料、工藝方法等方面,它們都有很大的不同,但是它們的工藝原理是一致的。鋁合金由于凝固潛熱大,在重量相同條件下,鋁液的凝固過程時間延續(xù)比鑄鋼和鑄鐵長得多,放流動性良好,有利于鑄造薄壁和結構復雜的鑄件。四十年代中期,美國工程師奧斯汀創(chuàng)立以他命名的現(xiàn)代熔模精密鑄造技術時,曾從中國傳統(tǒng)失蠟法得到啟示。1955年奧斯汀實驗室提出首創(chuàng)失蠟法的呈請,日本學者鹿取一難.根據(jù)中國和日本歷是.上使用失蠟法的事實表示異議,后取得了勝訴。
用蠟料做模樣時,熔模鑄造又稱'失蠟鑄造'。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣,在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化排出型殼,從而獲得無分型面的鑄型,經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。四十年代中期,美國工程師奧斯汀創(chuàng)立以他命名的現(xiàn)代熔模精密鑄造技術時,曾從中國傳統(tǒng)失蠟法得到啟示。由于模樣廣泛采用蠟質材料來制造,故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造”。
可用熔模鑄造法生產的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。