造型
現(xiàn)在鑄造工廠所采用的造型方法,過去十年間沒有大的變化而造型技術(shù)有了大的進(jìn)步。對(duì)濕砂造型、精密砂型、消失模鑄造分別敘述如下。
1.濕砂造型法。Mount公司認(rèn)為:適用于大部分金屬材質(zhì)、大批量生產(chǎn)的造型法中,粘土濕砂造型是經(jīng)濟(jì)的造型法。鑄造工廠裝備有技術(shù)的控制裝置,就應(yīng)逐步做到,用濕型砂控制技術(shù)可以反復(fù)得到的性能。這些控制裝置包括,篩分分離金屬、回用砂的冷卻、回用砂混練時(shí)準(zhǔn)確釋量添加劑等等。
Vulcan 公司認(rèn)為,現(xiàn)在的粘土濕砂造型機(jī)具有優(yōu)良的性能,能以二年前從未達(dá)到過的速度,制造要求嚴(yán)格、允許差別很小時(shí)濕砂型。再加上準(zhǔn)確控制效率高的供砂裝置,使粘土濕砂型在鐵基合金和非鐵合金的造型中保持重要的地位。
Macler Assoc認(rèn)為,在濕砂造型中,垂直分型與水平分型兩種加以比較,對(duì)于大批量生產(chǎn)中、小型,灰鐵件或球鐵件的鑄造工廠,重直分型造型都占優(yōu)勢(shì),因其設(shè)備費(fèi)用比較便宜、可以高速造型、所需人員少、緊實(shí)度的偏差小等優(yōu)點(diǎn)。但采用垂直分型工藝,在澆口方案與昌口與形態(tài)上,以及在用復(fù)雜的芯子、過濾片、冷鐵、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外,用流動(dòng)性好的合金鑄造時(shí),由于金屬靜壓比較高,容易引起金屬滲透粘砂。
在制造有色合金鑄件方面,已設(shè)計(jì)了適合這類合金鑄件的大批量生產(chǎn)各種特性垂直分型造型法,現(xiàn)正在推廣。但是,具有要求的機(jī)械特性的鑄件,在用這種造型法達(dá)到相當(dāng)高度的大批量生產(chǎn)之前,作為大批量鋁合金鑄件的生產(chǎn)方式,金屬型鑄造法依然占有優(yōu)勢(shì)。
精密砂型
這種造型法的要點(diǎn)是用冷芯盒法的化學(xué)粘結(jié)鑄型。Vulcan認(rèn)為這是鋁合金缸體和缸蓋鑄件鑄造工藝的復(fù)活。其理由是這種方法,可將缸套鑄在缸體中,同時(shí),還有能使用實(shí)現(xiàn)方向性凝固的冷鐵的優(yōu)點(diǎn)。
這種方法是在1970年代出現(xiàn)的用于鑄造近凈形鑄件和用濕砂鑄造對(duì)需要增加芯子的形狀復(fù)雜的鑄件?,F(xiàn)在,鑄造形狀復(fù)雜尺寸的準(zhǔn)確的鑄件時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的辦法是用冷芯盒造型法。而且,與砂型鑄造相比適用于更多的合金。在制芯作業(yè)中可見到,由于樹脂化學(xué)和造型裝置的革新,可用更低的價(jià)格鑄造質(zhì)量,更高的零部件用液泵和機(jī)械手自動(dòng)生產(chǎn)線,裝置進(jìn)一步改善,所需勞動(dòng)力減少,可生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的鑄件。冷芯盒工藝造型機(jī)是制芯機(jī)的重大的變型。有的造型機(jī)上型、下型同時(shí)造型,有的造型機(jī)可制出兩面型腔的鑄型疊型鑄造,第三種變型是利用二組造型機(jī),一組是上型,一組造下型。
這些造型機(jī)為了提高精度,使分型線的飛邊小,在全過程中將鑄型緊實(shí)是其特點(diǎn)。大型造型機(jī),為使其動(dòng)作平滑可靠完全用油壓驅(qū)動(dòng)。裝有機(jī)械手,實(shí)施上涂料型、干燥、下芯、涂粘結(jié)劑和合箱等作業(yè)。由于有了這些裝置,可減少所需的勞動(dòng)力,保證的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。這種冷芯盒造型機(jī),其鑄型的狀況不僅影響鑄件表面質(zhì)量和清理作業(yè),對(duì)芯子的正確組裝和芯頭使型砂在射砂頭中流態(tài)化的位置也有影響,因而,鑄型的設(shè)計(jì)是非常重要的。
Macler Assoc稱,冷芯盒造型機(jī)有幾種射砂技術(shù)。大部分造型機(jī),這種型式的造型機(jī),用低壓大風(fēng)量射砂,每個(gè)循環(huán)后都可以使射砂。有二、三個(gè)機(jī)械廠不是使砂子流態(tài)化,而是用"擠出方式,用有專利權(quán)設(shè)計(jì)的射砂,低氣量高壓射砂,有的機(jī)械廠認(rèn)為,用擠出方式,制造復(fù)雜的鑄型時(shí),砂子也容易流動(dòng)。這二種技術(shù),用自己的模樣進(jìn)行試用比較,選出的方法"。
冷芯盒造型法,可以制造尺寸非常準(zhǔn)確的復(fù)雜鑄型,但模費(fèi)用和型砂粘接劑、催化劑的成本比濕砂型用的砂和粘接劑的價(jià)格要高,冷芯盒造型法的造型速度低。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、金屬型型體設(shè)計(jì)
(1)金屬型壁厚:金屬型壁厚主要影響鑄型的重量、強(qiáng)度及鑄件的冷卻速度。型壁太厚,增加了鑄型重量,加快了鑄件冷卻速度。型壁太薄,由于溫度不均勻而產(chǎn)生應(yīng)力使其變形,縮小使用壽命。
金屬型的壁厚與鑄件壁厚、鑄件材料、鑄型外廓尺寸及毛胚加工方法有關(guān),也與金屬型本身的材質(zhì)有關(guān),必須綜合考慮各種影響因素來(lái)確定不同條件下合適的金屬型壁厚。如下表:(鋁合金鑄件用金屬型壁厚單位㎜)
鑄件位置
原則:
①便于安放澆注系統(tǒng),保證合金液平穩(wěn)充滿鑄型
②便于合金順序凝固,保證補(bǔ)縮。
③使型芯(或活塊)數(shù)量少、安裝方便、穩(wěn)固、取出容易。
④力求鑄件內(nèi)部質(zhì)量均勻一致,蓋子類及碗狀鑄件可水平安放。
⑤便于鑄件取出,不致拉裂和變形。