消失模铸造工艺设计.pdf
《消失模铸造工艺设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《消失模铸造工艺设计.pdf(62页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、消失模铸造工艺设计一、二、制模工艺三、浇注系统设计四、涂鼎五、填砂与浇注、总论 消失模铸造工艺设计目的:获得表面和内 部质量较好的优质铸件。消失模铸造工艺特点:消失模的型腔是实 型的,且有泡沫塑料模样,高温浇注时,模样气化消失。消失模铸造优点:精度高、污染小、低成 本,可以铸造各种材质、大中小型、形状 复杂的铸件。一消失模铸造的产品质量主要决定于:“白区”、“黑区”生产线的方案设计和设备配套水平;消失模铸造工艺及 浇注系统设计;消失模涂料的品质和浸涂、烘干工艺。k模铸造工艺流程j 1)制作泡塑气化模;2)组合浇注系统;3)气化模表面刷、喷特制耐火涂料并烘干;4)将特制隔层砂箱置于振动工作台上;
2、5)填入底砂(干砂)振实,刮平;6)将烘干的气化模放于底砂上,填满干砂,微振适当时间刮平箱口;7)用塑料薄膜覆盖,放上浇口杯,接真空系统抽真空,干砂紧固成型后,进行浇注,气化模气化消失,金属液 取代其位置;8)释放真空,待铸件冷凝后翻箱,从松散的砂中取出 铸件。二、制模工艺-目前,消失模模样所用的原材料主要有可发泡聚 苯乙烯(EPS)、可发泡聚甲基丙烯酸甲酯(EPMMA)、苯乙烯和甲基丙烯酸甲醋的共聚物(STMMA)等。EPS模样发气量低,残留物量 少,密度小、气化迅速、价格适中等优点,但 EPS模样容易引起铸铁件表面产生光亮碳缺陷和 使铸钢件表面增碳,而采用EPMMA模样对解决 增碳、皱皮、
3、黑渣等缺陷非常有效,但是,EPMMA的发气量大,约是EPS的1.5倍。STMMA是苯乙烯和甲基丙烯酸甲醋的共聚物,兼 有前两者的优点。一无论采用哪一种珠粒制模,其制模工艺过程都是相 同的。其工艺过程如下:原料一预发泡一珠粒熟化处理一制模一模 样的熟化模样组合(1)原料(EPS、EPMMA、STMMA等)采用聚苯乙 烯珠粒,聚苯乙烯塑料具有发气量低,残留物量少,密度小、气化迅速、价格适中等优点。(2)予发泡:聚苯乙烯在制模之前,必须经过予发 泡处理,来调整并获得所需的粒度和密度。(3)熟化:予发泡后的珠粒在使用前需在空气中 进行十几小时的熟化处理,让空气渗透到珠粒的 泡孔内,使其状态稳定,恢复弹
4、性和再膨胀能力。(4)制模:制模在制模机上进行,将熟化后的聚苯 乙烯珠粒用压缩空气发送到模具内,通入蒸汽使 其软化膨胀,珠粒间受热融合,黏结成型,模具 冷却后开模,取出模样。(5)组模:将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘 接在一起,形成浇注模。三、浇注系统的设计一铸件典型浇注系统由浇口杯(外浇口)、直浇道、直浇道道窝、横浇道和内浇道等部分组成。能否 获得健全的铸件,与浇注系统结构和形式有很大 的关系。如果设计不合理,就可能使铸件产生气 孔、缩孔和冷隔等缺陷。消失模铸造还会出现特 有的皱皮、冷隔状夹杂和铸钢律的渗碳等瑕疵。一浇注系统的设计应该有利于金属液顺利平稳地充 满整个型腔,而且具有良好的浮
5、渣和排气能力,以获得无缺陷的优质铸件。消失模浇注系统的位 置安放自由,不受起模、合箱、抽芯的限制。因 此可以放在最理想的位置上。对各种大、中、小 型,各种材质、形状复杂的铸件都适用。一浇注系统设计的原则:保证金属液能充满型腔。(如图1)-浇注系统的安排要考虑到模样束在砂箱中的 位置,便于填砂紧实。浇注系统的设计要保证模样束的整体强度。内浇道的个数、位置对金属液充型方向的影 响。浇注系统多采用简单的形式。金属液压头应超过金属前沿的界面气体压力,以防呛火(反喷)。图1.浇注过程各种压力平衡Ph砂型对涂料的压力;P气泡沫塑料分解物气体压力;P金一液态金属对涂料及砂型的压力一浇注位置的设计确定浇注位置
6、在很大程度上着眼于控制 铸件的凝固。实现顺序凝固的铸件,可以 I消除缩孔、缩松,保证获得致密铸件,在 这种条件下,浇注位置的确定应有利于安 放冒口。埋型操作时,需考虑气化模在砂箱中的 合理位置,使它与箱壁之间有合理的距离,即吃砂量。只要具备一定厚度的吃砂量,在抽真空后才能产生足够的强度,形成坚 固的铸型,使其能承受住金属液静压力的 作用。确定浇注位置时应注意以下几点:重要的加工平面要朝下或垂直放置;模样的大平面应垂直或倾斜放置;尽量将气化模上具有开口部分(如空穴及 凹槽等)朝上安放,便于填砂紧实;便于开设浇、冒系统和除渣排气通道;利于造型材料的填充,避免形成死角区;尽量满足凝固原则,就是使截面
7、的横截面 积自上而下逐渐增大;模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填,尽量避免水平面和水平向下的盲孔。一浇注系统形式的选择按金属液注入铸型(或内浇道)位置的不同,浇注系统可分为以下几种(如图2所示):顶注;上(侧)注;下1/3处浇注;阶梯浇注;底注;下 雨淋浇注。其中,下1/3浇注较为常用。顶注式浇注系统的优点是,充型时间最短、浇速快,防止塌箱;满足顺序凝固要求,补缩作 用好,而且有利于防止浇不足和冷隔缺陷。缺点 是难以控制流速,容易使残留物卷入,对型腔的 冲击大,飞溅大。侧注式浇注系统的优点,液体从模样中间引 入,可缩短内浇道的距离。侧柱金属液一进入型 腔就可以在360角范围内向四周扩散,充型速
8、 度快。图2.浇注系统的形式a)顶注b)上注c)下1/3处浇注d)阶梯浇注e)底注f)下雨淋浇注底注式浇注系统充型时内浇道处于被淹没状态,金 属液流平稳,不易氧化,也没有激溅;可以抑制气化 模的发气量,同时金属液上升的方向与泡沫分解气化 的方向一致,有利于浮渣。缺点是当铸件高度较高时,越往上升金属液的温度越低,不利于顶部冒口的补缩;金属液上升速度慢,铸件表面易出现碳缺陷,尤其是 厚大铸件。阶梯式浇注系统兼有顶注和底注两种浇注方式的 优点,有利于铸件的顺序凝固和排气浮渣。但浇注系 统的模样制作复杂,塑料模样成品率低,浇注时易引 Q冷隔缺陷,一般用在高大的铸件上。在实际的生产中,应根据铸件的特点和
9、金属材质 进行合理选择浇注系统。比如,铸钢的流动性差,收 缩大,在最后凝固冷却的部位易出现缩松、缩孔等铸 造缺陷。为了消除或避免这些缺陷,大多数铸件采用 顶注式(对小铸件)和阶梯式(大铸件)浇注系统,让直浇道或内浇道通过冒口,提高冒口的补缩能力。铸件的大小和壁厚不同,采用的浇注系统也 有所不同。对于大型铸件大多采用底注式浇注系 统,这样可以使气化模的分解气体处于抑制状态,保证真空系统的有效抽气量大于模样气化生成的 气体。对于薄壁、矮小的铸件可以采用顶注式浇 注系统。薄壁矮小的铸件模样,气化后生成的气 体量也就相应的较少,同时气化的气体由真空泵 强行抽离砂箱。采用这种浇注系统对薄壁矮小铸 件进行
10、浇注,其充型速度快,金属温度高,不仅 成型好,而且可以得到表面光洁、内部质量也好 的铸件。这类铸件采用顶注式浇注系统不存在塌 箱问题,因为尽管气化也是在整个铸型内进行,但是浇注可以在短短的几秒内就结束,砂箱内的 真空度下降到临界值之前就充满型腔,而且表面 已经凝固结壳。一浇道的结构与形状内浇道应设计成由横(或直)浇道到铸型方 向呈逐渐减小的喇叭形,使得内浇口始终充满状 态,防止模样气化的气体反喷。其截面呈长方形 或圆形。对于必须采用的阶梯浇注的较高大铸件是,其浇口宜采用向上倾斜的形式,倾斜角度为20 30 o这样可以使金属液自上而下的注入型腔。浇口的作用很大程度上取决与它的形状。为 有利于减少
11、金属液的热损失和充型,保证浇注系 统在铸件凝固后凝固,直浇道和横浇道宜选用圆 形截面,也可以是方形截面。内浇口一般采用矩 形浇口,而且浇口的截面厚度不应小于5mm。一内浇道截面大小的计算计算浇注系统时,可以借鉴砂型铸造的计算 方法,采用水力学公式计算:仅 0.31,%式中 G-流经内浇道的液态金属重量(kg)(包括铸件重和浇注系统重量);I 流量系数,可参考传统工艺查表,一般取 0.30.4之间;H压头高度,根据模样在砂箱中位置确定;浇注时间。t一浇注系统各单元界面积的比例在消失模铸造中,大多采用封闭式浇注系统。在实际生产中内浇道总截面积、横浇道总截面积和 直浇道截面积之比为:对铸铁来说,对铸
12、钢来说,一直浇道与模样体之间的距离模样与直浇道的距离S,与铸件的材质、大小有关,可按下面的经验公式计算:S KHGB直浇道与模体之间的距离(mm);-常数,浇注铝合金时=60mm;浇注铜合金 时=80mm;浇注铸铁件时=120mm;浇注铸钢时=140mm;铸件高度(mm);-铸件重量(kg);-修正系数,为0.08mm/kg;修正系数,为0.06。一冒口的设计冒口设计的一般原则(1)冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁;(2)冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位;(3)冒口不应设在铸件最重要、受力大的部位,以 免组织粗大降低强度;(4)冒口位置不要选在铸造应力集中处,应注意减 轻对铸件的收缩阻碍,
13、以免引起裂纹;(5)尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件;(6)冒口布置在加工面上,可节约铸件精整工时,零件外观好;(7)不同高度上的冒口,可应用冷铁将各个冒口的 补缩作用范围隔开。消失模铸造中的冒口除补缩和调整温度场 外,还有集渣、排气的作用。在浇注过程中,远离浇道位置和铸型的死角、顶端部位,经常 容易出现夹渣、冷隔等缺陷,可以在这些部位 设置集渣或收集过冷金属液的冒口。在消失模铸造中,大都采用圆柱形或球形 暗冒口。这样可以保证铸型在整个浇注的过程 也处于真空密封状态,抑制气化模的气化率;有利于改善浇注环境,提高铸件的内外质量。冒口一般可粘结在泡沫塑料模样上,也可 将冒口模样嵌入到在铸件泡沫
14、塑料模样的凹穴 部位。冒口的补缩距离铸钢件冒口的有效补缩距离为冒口区与末端 区长度之和。在冒口的有效补缩距离范围内,铸 件实现顺序凝固,铸件致密。铸钢件冒口区长度和末端区长度都随铸件厚度的 增大而增加,根据铸件的厚度结合图3可以查出冒 口区长度和末端区长度。冒口的有效补缩距离=冒口区长度+末端区 长产二铸铁冒口的补缩距离与铁液的共晶度有关。由于灰铸铁的共晶度低,结晶范围宽,共晶转变 前析出奥氏体阻碍补缩,所以冒口的补缩距离较 小。其冒口的补缩距离从图4中查出;球墨铸铁具 有模糊凝固特性,冒口的补缩效果较差,只有铸 造较厚的建铸铁件时才有必要采用传统的冒口补 缩。其补缩距离约为铸件厚度的4倍左右
15、;可锻铸 铁冒口的补缩距离为44.5倍壁厚。冒口区长度L/mm5 i 1 2 2 3 300 5。505 O o o o o o25 50 75 loo 125 150 175末端区长度L/mm112 2 3O 5 O 5 OO O O O。25 50 75 loo 125 150 175日日口越盟会#寰也0.7 0.8 0.9 1,0铁水的共晶度匆4冒口的设计方法:模数法、周界商法、收缩模数法 和热节圆法。(详细推倒原理、公式见嵌女)1、模数法:根据铸件顺序凝固原理,保证冒口的凝 固时间晚于铸件的凝固时间,这就要求冒口的 模数大于铸件而模数,一般取铸件的1.11.2倍。模数法计算冒口的一般步
16、骤为:a.根据铸件的特征划分几个基本形状,并确定冒口的补缩区域;b.计算每个补缩区域的铸件模数;c.根据铸件的结构特征和补缩区域,选择合适的 冒口类型和冒口数量,并计算冒口尺寸,如采 用边冒口,需要计算冒口颈尺寸;d.根据冒口补缩距离,验算冒口数量,根据冒口 的最大补缩能力验算冒口容量3、铸铁件收缩模数法:铸铁件冒口补缩铸件,必须 充分利用后补缩和自补缩,冒口只是补充后补 和自补的差额,因此铸铁件的冒口凝固不必晚 于铸件,冒口补缩液量只是占铸铁合金总收缩 的一部分。收缩模数法的冒口设计步骤如下:a.根据铸件的结构尺寸,计算铸铁件模数、铸件 质量的同界商;b.根据铸件的材质,计算铸件材质的收缩时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 消失 铸造 工艺 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【曲****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【曲****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。