(2) 原材料价贵,铸件成本高。
(3) 铸件不能太大、太长,否则蜡模易变形,丧失原有精度。
适用:熔模铸造是一种少、无切削的先进的精密成形工艺,它最适合25kg以下的高熔点、难以切削加工的合金铸件的成批大量生产。目前主要用于航天、飞机、汽轮机、燃气轮机叶片、泵轮、复杂刀具、汽车、拖拉机和机床上的小型精密铸件生产。
六 消失模铸造
(一)、消失模铸造: 又称“气化模造型”、“泡沫聚苯乙烯塑料模造型”、“无型腔铸造”或“实型铸造”。
消失模铸造的实质:采用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样,造好型后不取出模样就浇人金属液,在灼热液体金属的热作用下,泡沫塑料模气化、燃烧而消失,金属液取代了原来泡沫塑料模所占据的空间位置,冷却凝固后即可获得所需要的铸件。
(二)、消失模铸造特点
1..消失模铸造主要有以下五方面特点:
(1)消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新工艺。由于采用了遇金属液即汽化的泡沫塑料制作模样,无需起模,无分型面,无型芯,因而铸件无飞边毛刺,减少了由型芯组合而引起的铸件尺寸误差。铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模铸造,但铸件的尺寸可大于熔模铸件。
(2)为铸件结构设计提供了充分的自由度。
在设计机械产品时,必须对铸造零件进行结构工艺分析,包括该铸件结构是否合理,制模、起模、下芯是否方便,铸件的尺寸精度及冶金质量能否保证等。实型铸造由于模样没有分型面,不存在分型起模等问题,各种形状复杂的铸件模样均可采用消失模材料粘合,成形为整体,因而改变了砂型铸造时铸件结构工艺性的内涵,很多普通砂型铸造难以实现的问题在实型铸造时根本不存在任何困难,产品设计者可根据总体的需要设计铸件的结构,增大了铸造零件设计的自由度。
(3)消失模铸造的工序比砂型铸造及熔模铸造大大简化。
实型铸造采用泡沫聚苯乙烯塑料制模比用木材或金属制造模的过程简单得多,加工容易,粘合方便,制模效率一般可提高1—3倍。在多数情况下不用砂芯,省去芯盒制造、芯砂配制、芯骨准备、砂芯的制造及烘干等工序。造型时,不起模、不修型、不下芯和配箱等。造型效率可提高2—5倍。同时,降低了劳动强度,改善了劳动条件。
(4)提高冒口的金属利用率。实型铸造的冒口模样也是采用泡沫聚苯乙烯塑料制成的,由于不起模,可安放在铸件上的任何位置,可制成所需的各种形状,包括半球形的暗冒口,可显著地提高冒口的金属利用率。
(5)减少材料消耗,降低铸件成本。采用实型铸造可节省大量木材,所用的泡沫塑料模的成本,一般只为木模的三分之一左右。如果采用无粘结剂干砂实型铸造,可节省大量的型砂粘结剂,砂子可以回用。型砂处理简单,所需的设备少,可节省投资60%一80%。就总体来说,实型铸件的制造费用一般比普通砂型铸件低。
七、真空吸铸、真空密封造型和负压实型铸造 ? 真空吸铸:
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(一)、真空吸铸概述
真空吸铸:在型腔内造成真空,把金属液由下而上地吸人型腔,使金属凝固成形的铸造方法。
(二)、真空吸铸的优缺点:
① 铸型自金属液面下吸取金属液,浮在金属液表面上的熔渣、氧化物不易进入铸型污染铸件。 ② 金属液自下而上地充填空气稀薄、真空条件下的型腔,液流不易卷入气体,二次氧化可能性也很小。
③ 采用结晶器真空吸铸时,铸件的凝固速度大,晶粒细小,不易产生偏析。
④ 柱状铸件具有较好的自上往下、自型壁向铸件中心的定向凝固条件,而成形铸件可利用增压补缩,所以铸件的致密度高。
⑤充型时,型腔内的气体阻力很小,可提高金属液的充型性,故生产形状复杂的薄壁铸件时,铸件容易成形。如铝合金、镁合金铸件的壁厚可减小到1.5mm。
⑥ 生产过程易于机械化、自动化,生产效率高。
⑦ 柱状中空铸件的内壁不平度大,内孔尺寸不易控制,故需留较大的加工余量。
? 真空密封造型:
(一)真空密封造型:简称真空造型,又称真空薄膜造型法、减压造型法和“v”法造型
(vacuum)。
真空密封造型是一种全新的物理造型方法,它的基本原理是在特制的砂箱内,填人无水无粘结剂的干石英砂,用塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空,借助铸型内外的压力差使型砂紧实和成型。
(二)、与其他的造型方法比较,真空密封造型方法具有以下的特点: 1..真空密封造型法的优点:
(1)铸件的尺寸精度和表面光洁度较高。由于型砂与模样之间有一层塑料薄膜,模样的拔模斜度小,起模时不必敲击模样就能方便地取出。所用的型砂颗粒细,铸型的硬度高。因此.铸件的表面较光洁,轮廓清晰,尺寸精度较高,毛刺少。
(2) 工序简化,设备、材料省。型砂中可不必加粘结剂、水分及附加物。简化了型砂处理工作,铸件的落砂清理方便,旧砂只要过筛去除杂质、冷却后去除细粉即可回用。型砂的损耗少,回用率可达95%以上。造型时基本上不必捣砂,只要适当微震即可满足要求。一般说来,这种造型方法所用的设备比抛砂造型设备便宜30%左右,设备所需的动力约为混型设备的60%,可减少劳动力。
(3)金属利用率高。铸型硬度高、冷却慢,有利于金属液补缩铸件,可以减小冒口尺寸,提高工艺出品率;浇注“V”法铸型,金属液的流动性较好,充填能力强,能够铸出3mm左右的薄壁件,可以减薄铸件的设计壁厚(最小壁厚)。
(4) 工艺装置寿命长。模型和砂箱的使用寿命长(如木模寿命4000次以上),需要的储备量少。“V”法造型拔模力很小,模型不受振击,不受高温高压;型砂很易溃散,落砂时不受锤击。因此,铸造工艺装置寿命长。
(5)操作条件大为改善。由于造型、浇注一直用真空泵向外抽气,空气污染少。铸件清理后无需处理大量废砂。新砂和回用砂可用真空吸送,粉尘问题较易解决。不用震压造型机,可避免激烈的振击和刺耳的噪声。生产周期短、工艺简便、操作容易。
(6) 生产周期短、操作容易。
(7) 适用范围广。既适用于手工操作的单件小批量生产,也适用于机械化、自动化的大批量生产;可用于铸铁、铸钢以及铜、铝和镤等合金的铸造,尤其适合于生产大、中、小型精密铸件和薄壁铸件。铸件的尺寸规格大小仅受砂箱尺寸和真空泵抽气率的限制。
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2..真空密封造型法的不足:
(1) 造型操作比较复杂,小铸件的造型生产率不易提高。
(2) 从造型、合箱、浇注直至铸件落砂前,都要对铸型抽真空,这对推广机械化带来一定困难。
(3) 塑料薄膜的伸长率和成型性的限制,影响该法进一步扩大应用范围。国外现在开展喷涂塑料成膜技术推广应用,以求解决复杂模样的覆膜问题。
? 负压实型铸造:
(一)、负压实型铸造工艺原理
负压实型铸造:负压实型铸造是将泡沫塑料气化模置于可抽真空的特制砂箱内,填入不含粘
结剂和水分的单一型料,再用塑料薄膜覆盖箱口,然后抽真空,在不起模和负压的情况下浇注就可得到铸件的铸造方法。
(二)、负压实型铸造的适用范围及特点:
1、负压实型铸造集实型铸造、真空密封造型法的优点为一体,适用于各种材质的铸钢、铸铁、铸铝、铸铜及铸镁件的生产,若用于结构复杂及型芯较多的铸件,效果更加显著。
2、结构形状不受铸造工艺限制,不用混砂、下芯、起模、合箱、分型,可实现最优化设计,并易于一箱多铸,并消除了以上因素引起的铸造缺陷与废品;
3、生产效率高,减少配砂、造型工序,劳动强度低,生产周期短,工作效率高;
4、铸件尺寸精度高,可达CT5—6级,铸件质量好,可部分取代熔模精密铸造,废品率可降低2%~3%,机加工减少30%~70%;
5、铸件表面光洁,表面粗糙度Ra可达6.3—12.5μm,复印性能强; 6、工艺稳定性高,补缩效果好,废品率低,工艺出品率高; 7、改善工作环境,可完全消除浇注现场的烟气、粉尘。
八、特种铸造的应用:
奥运金镛:高3.2米、底部直径2.008米、整个金镛重达7吨,上面镌刻有作家王金铃创作的2008字的《奥运赋》。奥运金镛的设计运用了中国科学院传统工艺与文物科技研究中心高级客座工程师的实用新型专利技术。承制方武汉重工铸锻公司将“涂敷浆砂陶瓷型”等多项专利技术运用到铸造过程中。其中工也利用了特种铸造技术。
大钟称镛,铜质大钟又称金镛。金镛,为民族精神有代表性的一种形声兼备的物化形体,历来系国之重器,典之首鸣,为极神圣和吉祥之物,大庆大典,必镌之铭文以记,必击之以志祥瑞。对于制钟,我国有悠久的历史,当代亦不乏传承。中国科学院传统工艺与文物科技研究中心,为其研制此项的专门机构,当代的大钟设计和研制,亦多出自该中心的钟专家之手。奥运金镛就是中科院的专家们为纪念北京奥运,将全面彰显奥林匹克伟大意义的文学作品《奥运赋》立项铸在大钟上研制而成的,因此,亦称“奥运赋金镛”。
奥运金镛的设计运用了中国科学院传统工艺与文物科技研究中心高级客座工程师的实用新型专利技术。承制方武汉重工铸锻公司将“涂敷浆砂陶瓷型”等多项专利技术运用到铸造过程中,并采用激光排版铸造技术刻字,既保持了中国传统古钟的外观特征,线条优美简洁,又保证了金钟发出的声音洪亮绵长。整个金镛重达7吨,上面镌刻有作家王金铃创作的2008字的《奥运赋》。这口钟将捐赠给北京奥组委。
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