精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

2020-08-08 10:03:28 398

精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

对现在国内精铸工作中广泛运用的4种制壳工艺的特征进行了分析对比。从精铸件质量比较,水玻璃型壳较差,复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之,硅溶胶一中温蜡型壳好。而从制壳本钱比较,水玻璃型壳低,硅溶胶一中温蜡型壳高。对这4种制壳工艺别离提出了改进方法。

现在国内精铸件出产中广泛选用的制壳工艺有以下4种:

A.水玻璃型壳;

B.复合型壳;

C.硅溶胶型壳(低温蜡);

D.硅溶胶型壳(中温蜡)。前3种计划均运用低温蜡(模)。

我公司4种工艺兼有,以充沛满意商场对精铸件质量、价位的不同需求、增加商场竞争力和适应力。

精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

3.1存在的问题

(1)由于选用环保低温蜡,大部分型壳在水中脱蜡,难免有皂化物残留进入型壳中(尤其是复合型壳及水玻璃型壳一同脱蜡时)易产生铸件表面搀和,返修率稍高,这是其缺点之一。

(2)制壳出产周期长是它的大缺点和缺少(见表1),尤其在出产大件,有深孔、深槽件时,每层单调常要24-48h。以50kg双流道叶轮为例,常须10-15d

制壳时间,稍有未干透之死角,在水脱蜡时会构成硅溶胶回溶,型壳裂纹。

(3)硅溶胶型壳(低温蜡)型壳本钱较水玻璃型壳高5倍(每t铸件制壳本钱为5000元),比复合型壳高17%。铸件本钱相应较高。

精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

3.2改进方向

(1)为避免因低温蜡回收处理不彻底及用水脱蜡时与复合型壳或水玻璃型壳共用同一热水槽,易产生铸件皂化物搀和缺点应采纳以下方法。

①选用蒸气脱蜡(蒸气压力0.2-0.4MPa,温度120-130℃)替代水脱蜡,不只能够避免皂化物搀和并且型壳不易产生裂纹,对铸件的质量安稳更有确保。

②若选用热水脱蜡,应在水中加人体积分数为1%-3%的工业盐酸,脱蜡后再用含盐酸的热水冲刷每组型壳以减少皂化物残留。尽可能不要与水玻璃型壳、复合型壳共用同一槽水脱蜡,也可更换水液,独自会合脱蜡,以减少皂化物入壳。

③回收蜡处理可用盐酸的体积分数为3%-5%的酸化水,欢娱及堆积时间要满意长。冬季硬化水温度低,水玻璃及复合型壳中Na2O的残留量高,蜡料皂化也较严峻,应多加盐酸处理回收蜡,减少皂化物。蜡料处理后,及时补加硬脂酸也很重要。

精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

(2)为缩短制壳出产周期,可选用“快干硅溶胶”制壳,此工艺已日渐老到,其各层型壳单调时间可缩短1/2以上。小件各层(除终究层外)单调仅须3h,制壳时间由原63h缩短为24h。中大件也较一般硅溶胶缩短50%。而其商场价只跋涉20-30%,彻底可由场所、电耗的减少及出产率的跋涉来补偿。快干硅溶胶的推广运用是硅溶胶制壳工艺的革新必经之路,将会逐步扩展运用。

(3)为下降硅溶胶型壳的本钱,有用的方法是选用石英石替代锆英石作面层型壳耐火材料。现在锆英石耐火材料占整个硅溶胶制壳本钱的60%,改用石英后每t铸件制壳本钱由5000元降为2210元,下降55.8%。中大件可选用熔融石英砂(粉)替代锆英砂(粉)已逐步在推广运用。

4、硅溶胶(中温蜡)型壳

这是国际上通用的精铸件出产工艺,它具有高的铸件质量、低的返修率,特别适合于表面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2),规范精度高(CT3-CT5级)的中小件、特小件(2-1000g)。但由于设备及本钱捆绑,较少运用于中大件(5-100kg)。

4.1存在问题

(1)本钱高,其型壳出产本钱是水玻璃型壳的8倍。比低温蜡-硅溶胶型壳也高出25%。首要原因是其制壳、蜡模材料本钱高,且设备耗电也大得多,设备出资也大。

(2)出产周期与低温蜡-硅溶胶型壳相同,比水玻璃及复合型壳长得多(表1)。

(3)出产5-50kg的中大件往往要选用中温液态蜡(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注蜡,厚壁蜡模易缩凹,铸件规范精度并不太高,中大件对规范精度、表面粗糙度要求也没有小件那么高,故中大件较少选用硅溶胶(中温蜡)型壳。

精密铸造4种制壳工艺特征分析及改进方向探讨

4.2改进方向

(1)为下降本钱,确保质量,在处理了石英对中温蜡湿润性很差的难题后,选用石英石或熔融石英替代锆英石无疑是一方向。熔融石英其热膨胀系数仅为5×10-7/℃,且其价格只需锆英石的1/6。在国外,熔融石英已逐步在扩展运用规划。

(2)选用快干硅溶胶缩短制壳周期是国内外同行共同努力的方向(见前述)。

(3)研制国产的中温蜡或改进白腊一硬脂酸低温蜡是我国精铸界的重要任务。怎样处理国产中温蜡或改进型的低温蜡回收处理的难题,使其在出产中能长期保持蜡料功能不改动是能否推广运用的要害。

5、结束语

(1)各种型壳工艺有其不同的适用政策,挑选的根据是:铸件的质量要求、价位及交货期。概括考虑,正确选用经济合理的制壳工艺计划是确保出产优质、低本钱铸件的根底。

(2)水玻璃型壳虽有不少长处但粘结剂自身固有的缺点使铸件质量难以跋涉,质量安稳性也差。往后将会逐步被复合型壳,尤其是本钱低的石英一硅溶胶复合壳所替代。

(3)硅溶胶是志向的粘结剂,其型壳质量高,铸件质量安稳,返修率低,是往后的发展方向。石英石、熔融石英耐火料在面层型壳中的运用,快干硅溶胶的推广,将其出产本钱及制壳周期大大下降和缩短,克服了这2点缺少,硅溶胶型壳(低温蜡或中温蜡)将在我国精铸界得到广泛运用,终究高的铸件质量是重要的目标。


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