中国领先的企业技术服务平台

返回贤集网 返回论坛
贤集网技术论坛APP下载
7 回复贴,共 1回复 收藏

熔模铸造工艺的流程解析,越详细越好!

熔模铸造工艺的流程解析,越详细越好!

回复

精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一种铸造方法。它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。较普遍的做法是:首先根据产品要求设计制作(可留余量非常小或者不留余量)的模具,用浇铸的方法铸蜡,获得原始的蜡模;在蜡模上重复涂料与撒砂工序,硬化型壳及干燥;再将内部的蜡模溶化掉,是为脱蜡,获得型腔;焙烧型壳以获得足够的强度;浇注所需要的金属材料;脱壳后清沙,从而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理与冷加工。


熔模精密铸造工艺设计


如同一般铸造工艺设计,熔模精密铸造工艺设计的任务为:


(1)分析铸件结构的工艺性;


(2)选择合理的工艺方案,确定有关的铸造工艺参数,在上述基础上绘制铸件图;


(3)设计浇冒系统,确定模组结构。


在考虑上述三方面的问题时,主要的依据仍是一般铸造过程的基本原则,尤其在确定工艺方案、工艺参数时(如铸造圆角,拨模斜度、加工余量、工艺筋等),除了具体数据由于熔模精密铸造的工艺特点稍有不同之外,而设计原则与砂型铸造完全相同。


精铸造熔模铸造工艺流程


模具设计——模具制造——压蜡(射蜡制蜡模)——修蜡——蜡检——组树(蜡模组树)——制壳(先沾浆、淋沙、再沾浆,最后模壳风干)——脱蜡(蒸汽脱蜡)——模壳焙烧——化性分析——浇注(在模壳内浇注钢水)——震动脱壳——铸件与浇棒切割分离——磨浇口——初检(毛坯检)——抛丸清理——机加工——抛光——成品检——入库


精铸生产流程大体可以分为压蜡、制壳、浇注、后处理、检验。


压蜡包括压蜡、修蜡、组树。


制壳包括挂沙、挂浆、风干。


浇注包括焙烧、化性分析(打光谱)、浇注、震壳、切浇口、磨浇口。


后处理包括喷砂、抛丸、修正、酸洗。


检验包括蜡检、初检、中检、成品检。


回复 0


一.熔模铸造的原理及特点


熔模铸造,又称精密铸造或失蜡铸造,它是用易熔材料(蜡料及塑料等)制成精确的可熔性模型,在模型上涂以若干层耐火涂料,经过干燥、硬化成整体型壳,然后加热型壳熔失模型,再经高温焙烧而成为耐火型壳,将液体金属浇入型壳中,待冷却后即成铸件。其工艺流程是:


模料—压蜡模—组模—修模—涂挂—撒砂—脱模—焙烧—浇注—冷却—落砂—清理。


与其它铸造方法相比,熔模铸造的主要优点如下:


(1)铸件尺寸精度较高,表面粗糙度较低,可以浇注形状复杂的铸件,一般精度可达5-7级,粗糙度达Ra25-6.3μm;


(2)可以铸造薄壁铸件,以及重量很小的铸件,熔模铸件的最小壁厚可达0.5mm,重量可以小到几克;


(3)可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件;


(4)熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制,可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂的零件,而且,可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件,从而减轻零件重量,降低生产成本;


(5)铸造合金的类型几乎没有限制,常用来铸造合金钢件、碳钢件和耐热合金铸件;


(6)生产批量没有限制,可以从单件到成批大量生产。


这种铸造方法的缺点就是:工艺复杂,生产周期长,不适用于生产轮廓尺寸很大的铸件。


二.模料种类及性能要求


(1)模料的分类


随着熔模铸造工艺的发展,模料的种类日益繁多,组成各不相同。通常,按模料熔点的高低,将其分为高温、中温和低温模料。


◆高温模料的熔点高于120°C,组成为松香50%、地蜡20%、聚苯乙烯30%的模料即为较典型的高温模料;


◆低温模料的熔点低于60°C,我国目前广泛应用的石蜡-硬脂酸各50%的模料属于这一类;


◆中温模料的熔点介于上述两类模料之间,现用的中温模料基本上可分为松香基和蜡基模料两种。


(2)模料性能的基本要求


◆热物理性能:合适的熔化温度和凝固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热性(软化点);模料在液态时应无析出物,固态时无相变;


◆力学性能:主要有强度、硬度、塑性、柔韧性等;


◆工艺性能:主要有粘度(或流动性)、灰分、涂挂性等。


三.制模工艺


按照模料的规定成分和配比,将各种原料熔融成液态,混合并搅拌均匀,滤去杂质,浇制成糊状模料,即可以压制熔模。压制熔模普遍采用压制成型的办法。该方法允许使用液态、半液态以及固态、半固态模料。


液态和半液态模料在低的压力下压制成型,称为压注成型;半固态或固态模料在高的压力下压制成型,称为挤压成型。无论是压注成型还是挤压成型,都必须考虑充填和凝固时的优缺点。


(1)压注成型


压注成型的注蜡温度多在熔点以下,此时模料是液、固两相共存的浆状或糊状。呈浆状的模料中,液相量显著超过固相量,所以仍保留着液体的流动性。在这种状态下压注,熔模表面具有较低的粗糙度,而且不易出现由于紊流、飞溅带来的表面缺陷。糊状模料的温度比浆状模料更低,已失去流动性,虽少有表面缺陷,但却具有较高的表面粗糙度。


模料压注成型时,在保证良好充填情况下,应尽量采用最低的模料温度和压型工作温度。压力的选择并不是越大越好,虽然压力大熔模收缩率小,但压力和压注速度过大,会使熔模表面不光滑,产生“鼓泡”(熔模表皮下气泡膨胀),同时,使模料飞溅出现冷隔缺陷。在制模过程中,为了避免模料粘附压型,提高熔模表面光洁度,应使用分型剂,特别是对于松香基模料。


(2)挤压成型


挤压成型把在低温塑性状态下的模料挤压入型腔,在高压下成型,以减少和防止熔模收缩。挤压成型时的模料处于半固态或固态,该模料在正常条件下比较硬,但在高压下能够流动,其特点是粘度大。因此,挤压时,压力的大小取决于模料的粘度及在注料孔和型腔中的流动阻力。模料的粘度愈大,注料孔径愈小,型腔尺寸愈大,而横截面积愈小,以及模料行程愈长,则模料流动时的阻力愈大,因此,需要愈高的挤压压力。


采用半固态模料挤压成型,熔模的凝固时间缩短,因而生产率增高,特别适用于生产具有厚大截面的铸件。


四.制壳工艺


制壳包括涂挂和撒砂两道工序。


涂挂涂料之前,熔模需经脱油脂处理。涂挂时要采用浸涂法。涂挂操作时,应保持熔模表面均匀地涂挂上涂料,避免空白和局布堆积;焊合处、圆角、棱角和凹槽等应用毛笔或特制工具涂刷均匀,避免气泡;涂挂每层加固层涂料前,应清理前一层上的浮砂;涂挂过程中,要定时搅拌涂料,掌握和调整涂料的粘度。


涂挂后进行撒砂。最常用的撒砂方法是流态化撒砂和雨淋式撒砂。


通常,熔模自涂料槽中取出后,待其上剩余的涂料流动均匀而不再连续下滴时,表示涂料流动终止,凝冻开始,即可撒砂。过早撒砂易造成涂料堆积;过迟撒砂造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂时熔模要不断回转和上下倒置。


撒砂的目的是用砂粒固定涂料层;增加型壳厚度,获得必要的强度;提高型壳的透气性和退让性;防止型壳硬化时产生裂纹。


撒砂的粒度按涂料层次选择,并与涂料的粘度相适应。面层涂料的粘度小,砂粒度要细,才能获得表面光洁的型腔,一般面层撒砂粒度可选择组别为30或21的砂;加固层撒砂采用较粗的砂粒,最好逐层加粗。


制壳时,每涂挂和撒砂一层后,必须进行充分的干燥和硬化。


五.缺陷及防止方法


熔模铸件的缺陷分为表面和内部缺陷,以及尺寸和粗糙度超差。


(1)表面和内部缺陷


指欠铸、冷隔、缩松、气孔、夹渣、热裂、冷裂等。产生表面和内部缺陷主要与合金液的浇注温度、型壳的焙烧温度与制备工艺、浇注系统与铸件结构的设计等因素有关。


(2)尺寸和粗糙度超差


主要包括铸件的拉长和变形。铸件尺寸和粗糙度超差的主要原因是:压型的设计与使用磨损,铸件结构、型壳的焙烧及其强度,铸件的清理等因素有关。


例如,熔模铸件出现欠铸时,其原因可能是浇注温度和型壳温度低,使金属液降低了流动性,铸件壁太薄、浇注系统设计不合理、型壳焙烧不充分或透气性差、浇注速度过慢、浇注时不足。这时应根据铸件的具体结构和涉及到的相关工艺,有针对性地解决问题,消除缺陷。



回复 0

熔模铸造又称“失蜡铸造”,在我国具有悠久的历史。它是一种少切削或无切削的铸造工艺,铸造行业中的一项优异的工艺技术,是一种无分型面的特种铸造方法。


熔模铸造的工艺流程


熔模铸造的工艺流程为:压型制造——蜡模压制——蜡模组装——浸 涂料——撒砂——硬化及干燥——脱蜡——造型——焙烧——浇注——落砂及清理。


其工艺流程图如下:



回复 0

熔模铸造又称失蜡铸造,是一种近净成形的先进工艺,能生产接近零件最终形状的精密复杂零件,少无加工余量。硅溶胶工艺精密铸造适合中小件(重量为0.05-30kg)的批量生产。我公司是硅溶胶工艺精密铸造,常规产品重量为0.3-5kg的精密铸件,最大能够生产35kg的产品。公司尝试采用专用的生产辅具进行重量在50kg以上的产品试制,取得了良好的效果。


1.产品介绍


该产品为船用换热器的封堵,材质为CF8M,重量57.2kg,整体壁厚8mm。原工艺为钢板冲压后成型后用板材管材焊接而成,生产效率较低,制造工艺复杂,成本较高,而且需要较高的探伤检测费用,且外观需要表面处理才能达到良好的粗糙度,尺寸精度不能满足使用的要求。采用精密铸造一体成型省去了昂贵的焊接费用,且达到尺寸精度要求,表面粗糙度达到Ra6.3以上,能够满足客户的使用要求。


图为产品的3D图片


2.试制过程


1)模具制作:


模具采用整体成型,锻铝6061材料.模具尺寸约为:长×宽×高=650mm×650mm×420mm,上型芯采用气动方式取芯,模具外形见下图



2)模组:


射蜡采用20吨单工位射蜡机射蜡,射蜡温度52℃,射蜡压力3.5MPa,射蜡时间为20分钟,保压3分钟,采用射蜡机设备自带的电葫芦辅助启模,蜡模水冷。蜡件周转过程以及修型和组数均采用海绵踮起底部,组树时以组树支架支撑,使用粘接蜡粘接而成。模头上部采用四个辅助吊装平台加固,以增加整个模组的吊装强度。组树工艺示意图及工艺模拟见下图:



3)制壳:


型壳为8层,分别为面层锆英砂,过渡层莫来砂50-100目背层莫来砂30-60目(一层)、莫来砂16-30目(重复五层),每层的干燥时间为24小时。其中在制壳的5层之后采用钢丝网进行型壳的加固。传统的制壳操作是采用人工直接粘浆,雨淋或者沸腾撒砂,但是由于产品较大,人工直接操作困难。针对该问题,我公司自行研制了可移动的制壳辅助小车进行浆料的涂挂,它可以升降调整高度、而且能够两个方向360度旋转,大大降低了工人的劳动强度。另外对于型壳内部的盲舱采用4层之后填干砂工艺,以避免内腔的干燥不良和解决清理工序的型壳清理的难度。干燥方式为定向干燥室悬挂干燥以利于型壳内腔的干燥。如下图:



脱蜡采用电热蒸汽脱蜡釜,每炉一件,脱蜡时间为15分钟。



4)型壳焙烧:


型壳焙烧使用燃气焙烧炉,焙烧温度1120℃,焙烧时间1.5小时。由于型壳较重,使用传统的叉壳装炉和浇注不易实现,试制时我们设计了型壳焙烧工装(由50*50mm的钢板焊接而成),与型壳一同装炉以利于型壳的取放。装壳和出壳均采用手动叉车进行(叉车的齿部预先使用耐火棉将其包裹,避免高温受热变形),见下图:



5)浇注:


浇注过程采用转包浇注,由于该产品整体壁厚只有8mm,为了保证金属也完全充满铸型,浇注温度为1680℃,快速浇注。浇注后铸件没有浇不足问题,浇注后铸件见下图


6)清理:


后处理流程为正常的工艺流程——手工振壳→抛丸→切割→研磨→抛丸→焊修→热处理→抛丸→酸洗→抛丸→钝化→机加工→试压→检测→入库→包装。由于铸件较重,研磨工序实用自制的电葫芦辅助研磨,清理车间产品周转全部采用周转车周转。



3.总结


采用硅溶胶工艺精密铸造能够生产重量大于50kg的铸件,尺寸精度达到GB/T6414-1999的CT6级要求,表面粗糙度达到Ra6.3。制壳过程中采用专用辅具,型壳焙烧使用辅助工装,清理过程使用吊装工具,降低了工人劳动强度。焊接产品整体铸造减少了生产成本。该产品已经完成铸件的试生产,能够初步达到量产的要求。

回复 0

一、熔模铸造的基本定义


熔模铸造:在蜡模表面覆盖一层耐火陶瓷材料,一旦陶瓷材料硬化,其内部就形成了所需铸件的几何形状.然后熔化并导出石蜡,再用熔融金属填充型腔,待金属在陶瓷模具内凝固后,再将金属铸件取出,这种制造技术也被称为失蜡工艺。


熔模铸造有5550多年的历史,可以追溯到古埃及和中国的远古时代。在工业制造方面,通过该方法制造的零部件包括:牙夹、齿轮、凸轮,棘轮,珠宝,涡轮叶片,机械零配件和其它一些具有复杂几何形状的零部件。



二、熔模铸造的工艺过程


1、熔模铸造过程第一步是制造蜡模,这种模的材质也可以是塑料,但通常用蜡,因为蜡很容易熔化还可以重复利用,还有这种模每铸造一次又得重新制作,不论任何数量的铸造零件,都得制作一定数量的蜡模,而制造蜡模的模具可以浇铸或者机械加工而成,这种模具的尺寸精度要求比较高,需仔细计算和推敲,它必须考虑金属铸件和蜡以及蜡模表面陶瓷材料的收缩性,还需经过多次错误并不断尝试才能达到所需的尺寸范围,所以这种模具价格都比较贵。


图 (一)



2、因为铸造模具属于一次性的,铸造完成后不需要开模机构,所以它可以铸造几何形状非常复杂的部件,一个铸件可以由多个蜡模结合而成,但通常情况下, 将多个蜡模连接起来,通过一次浇铸可以完成多个铸件。其中蜡杆作为中央主浇道, 所有蜡模都与主浇道连通,蜡杆的起始端连接主浇口,这种结构被称为树形结构,主浇道好比树干而其连接的多个蜡模好比树的分枝。



3、往金属铸造模腔内灌入含有极细粒度的二氧化硅、水和粘接剂的耐火浆料,接着在蜡模与金属模腔之间的蜡模表面会形成陶瓷层,重复灌入浆料后陶瓷层的厚度也会不断增大,在某些情况下,可直接将其放入瓶子内,然后往瓶内灌入陶瓷浆料。



4、当蜡模表面耐火涂层足够厚时,将其置于空气中使它自由干燥而变硬。



5、下一步也是熔模铸造过程中关键的一步:倒置已硬化的陶瓷模具,将其加热至200F-375F(90℃-175℃)的温度,使蜡融化后流出模具,留下的空腔将用来铸造所需的金属铸件。



6、然后将陶瓷模具加热到大约1000°F-2000°F(550℃ - 1100℃),这会进一步强化模具,消除残余的蜡和杂质,驱除模具材料中的水分,在模具未冷却时就往模腔内注入铸件熔液,以便熔液在模腔内具有更好的流动性,从而填充模腔内的每一个细节,一般往已加热的模腔中注入金属熔液会得到精度更高的铸件,因为冷却时模具与铸件最终会同时收缩,从而减少因收缩对尺寸精度的影响。



7、将铸件熔液浇注到模具内后,可以设定铸件凝固过程中的起始时间。



8、制造过程的最后步骤:除去铸造模具的陶瓷层,并将铸造好的部件从树形结构上切割下来。



三、熔模铸造特点


1、可以铸造极其复杂、具有良好表面光洁度的零件;


2、可以制造薄至0.015in(0.4毫米)厚度的零件;


3、可以制造高精度的产品,公差可达到0.003in(0.076毫米);


4、几乎可以铸造所有的金属零件,但这种方法一般只适用较小的零件,目前


可以制造重达75lbs(约34kg)的产品;


5、该制造过程可以实现自动化;


6、熔模铸造过程复杂,而且价格昂贵。


回复 0

一、模铸造又称失蜡铸造,包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,再焙烧成陶模。一经焙烧,蜡模全部熔化流失,只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了。


二、操作程序

1、从脱蜡釜泄出的旧蜡用泵或手工送到除水桶中,先在105-110℃下置6-8小时沉淀,将水分泄掉。

2、蜡料在110-120℃下搅拌8-12小时,去除水份。

3、将脱完水的蜡料送到70-85℃的静置桶中保温静置桶中保温静置8-12小时。

4、也可将少量新蜡加入静置桶中,静置后清洁的蜡料用手工灌到保温箱蜡缸中,保温温度

48-52℃,保温时间8-24小时后用于制蜡模。

5、或把静置桶中的回收蜡料输入到气动蜡模压注机的蜡桶中,保温后压制浇道。


三、操用要点

1、严格按回收工艺进行蜡料处理。

2、除水桶、静置桶均应及时排水、排污。

3、往蜡缸灌蜡时,蜡应慢没缸壁流入,防止蜡液中进入空气的灰尘。

4、蜡缸灌满后应及时盖住,避免灰尘等杂物落入。

5、经常检查每一个桶温,防止温度过高现象发生。

6、作业场地要保持清洁。

7、防止蜡液飞溅。

8、严禁焰火,慎防火灾。


回复 0

工艺流程:制模--制合金模--制石蜡模--制型壳--焙烧(熔蜡)--浇注--清理--修磨--入库


熔模铸造又称失蜡铸造,包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,在焙烧成陶模。一经焙烧,蜡模全部熔化流失,只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了。


回复 0
7 个回复,共 1
您尚未登录,登录后才可以发帖评论,快去 登录 吧!