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。
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。
铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低,可以浇注形状复杂的铸件,一般精度可达5~7级,粗糙度达两Ra25-6.3μm;
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;
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;
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;
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;
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。
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。
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。
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。
表面和内部缺陷指欠铸、冷隔、缩松、气孔、夹渣、热裂、冷裂等;尺寸和粗糙度超差主要包括铸件的拉长和变形。
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。
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。
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