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覆膜砂制芯(型)工藝

發布日期:2019-01-15 作者:新密市正陽 點擊:

  近年來,覆膜砂的應用越來越廣,幾乎用于所有的鑄造方法中,其工藝方法不盡相同,但無論是制芯還是造型,其基本工藝要求是(濕態手工類除外):加熱溫度200~300℃;固化時間30~150s;射砂壓力0.15~0.6MPa。具體參數應根據設備型號、型、芯質量及復雜程度、覆膜砂的種類等進行調整,原則是:形狀簡單的砂芯、流動性好(或粒度較粗)的覆膜砂可選擇較低的射砂壓力,細薄砂芯選擇較低的加熱溫度,加熱溫度低時可適當延長固化時間等;反之亦然。以下分述幾種不同的應用實例。


  1.制作實體芯


  從理論上講,覆膜砂幾乎可以生產所有類型,尤其是高精度鑄件的實體芯。采用濕態覆膜砂時,可直接利用熱芯盒設備和工裝制芯,而無需對原有設備和工裝做任何改變。采用干態覆膜砂時,由于其流動性好,需對芯盒的排氣方式、射嘴及芯盒密封進行特殊處理??衫冒蚕⒔窃恚ǜ材ど暗陌蚕⒔羌s30o),解決射砂后排氣時覆膜砂進入射腔和不射砂時覆膜砂自動下落等問題。目前,采用干態覆膜砂熱芯盒制芯工藝的廠家較多。


  2.制作殼型


  用覆膜砂制作殼型,常見于澆注凸輪軸等軸類零件或剎車片等盤類零件及一些表面要求高的閥類零件等。其相關參數如下:砂鐵比1:(1.5)~4;拔模斜度0.5°~1°等,殼型壁厚8~12mm。


  均勻的殼型壁厚可以減少覆膜砂用量,獲得均勻的鑄件組織。用覆膜砂制作殼型,可采用固定式射芯機或翻轉式射芯機,前者可用干態覆膜砂或濕態覆膜砂,后者只能選用干態覆膜砂。


  3.制作殼芯


  用覆膜砂制作殼芯通常采用搖擺式殼芯機(如K85、K87、K89等),通過射砂、結殼、提出余砂、固化、脫膜等環節完成制芯過程。


  為了確保殼芯的品質,除了要保證覆膜砂的品質之外,還必須根據每個砂芯的具體情況來選擇合理的制芯工藝。


 ?。?)芯盒溫度芯盒溫度是影響殼層厚度的主要因素之一,一般控制在230-300℃,并根據下列原則選定:①保證覆膜砂上的樹脂軟化及固化所需的足夠熱量;②保證形成需要的殼厚且殼芯表面不焦化;③盡量縮短結殼及硬化時間,以提高生產率。

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 ?。?)射砂壓力及時間射砂壓力應根據砂芯的形狀及復雜程度而定,以能使芯砂緊密地充填芯盒為宜。壓力過高時,易使砂芯出現縮頸和跑砂現象;壓力過低時,砂芯易出現疏松現象。射砂時間過長,易使已結殼的型殼滑移,造成結殼很??;時間過短則砂芯不能成型。射砂壓力一般為0.15~0.4MPa,射砂時間一般控制在3~10s。


 ?。?)結殼時間結殼時間的長短取決于砂芯殼厚,殼厚由砂芯在運輸、組芯及澆注時的強度要求而定。在覆膜砂品質一定的前提下,殼層越厚強度越高。殼厚6~8mm時,結殼時間10~30s,殼厚10mm時,結殼時間20~65s。


 ?。?)搖擺倒砂時間殼芯機在結殼階段結束后,將芯盒射砂口朝下,以45o角的幅度左右搖擺,倒掉未結殼的余砂。該段時間可根據砂芯外形復雜程度及射砂口的布置情況來確定,以倒凈為宜,一般為5-10s。


 ?。?)硬化時間為了使砂殼充分硬化,砂芯應持續在加熱的芯盒中硬化,硬化時間可根據殼厚及芯盒溫度而定。時間過短,殼層未完全固化則強度低些;時間過長,砂芯表層易燒焦。一般控制在20-100s。


  4.熱法離心鑄造


  該工藝是在粗成形的金屬型(鐵型)內傳統的離心鑄造工藝,主要用于生產管類回轉體鑄件,先在鐵模內腔表面涂掛一層涂料以利于取模。近年來,已開發出適于離心鑄造用覆膜砂替代涂料生產。由于其排氣效果較差,故要求壁?。s3mm),且通常采用雙層砂,與鑄件接觸表面采用細砂(70/140目),外層采用粗砂(50/100目)。


  5.鐵型覆膜砂工藝


  該工藝是在粗成形的金屬型(鐵型)內腔覆一薄層覆膜砂(3-8mm)而形成鑄型,見圖1。它通過各種手段,如工藝試驗、計算機模擬、經驗圖表等,合理地設定鐵型壁厚和覆膜砂厚度、澆注系統及覆膜砂層材料,以達到使鑄鐵在一個比較有利的條件下完成充型凝固冷卻,提高其內在品質和表面品質的目的。


  我國鐵型覆砂技術首先是在中小鑄造企業中發展起來并成功應用的。20世紀70年代末,我國建成了第一條鐵型覆砂鑄造生產線。80年代以后,我國鐵型覆砂鑄造工藝的基本研究隊伍和應用企業已形成,并得到較快地發展。目前,我國已有近百家企業將鐵型覆砂鑄造應用于生產,年產鐵型覆砂鑄件10萬噸左右(主要是曲軸、凸輪軸、齒輪及出口鑄件等),年耗覆膜砂約2萬噸。


  我國許多中小鑄造企業不同程度存在鑄件品質差、經濟效益低和鑄造生產條件惡劣的情況,又很少有財力進行根本性的技術改造,因此有些中小鑄造企業就考慮采用投資少、見效快的鐵型覆砂鑄造技術來提高自身的競爭能力。因為鐵型覆砂鑄造生產的鑄件平均精度為CT7級左右,表面粗糙度為12.5um,投資幾十萬元就能基本形成生產能力。如果大企業采用此工藝則可有效地降低生產成本。


  鐵型覆砂鑄造的主要工藝參數:鐵型壁厚25mm,覆砂層厚5-8mm(適用于小缸徑球鐵曲軸);鐵型質量一般是型鑄件質量的5倍左右;鐵砂比(鑄件質量與所耗覆膜砂量之比)為6-7。鐵型覆砂造型方法(即覆砂層的獲得)有射砂成型和壓模成型兩種,前者目前用得較多,覆砂層為普通覆膜砂,特別適于大批量生產;后者適用于單件質量較大(鐵型尺寸達數米長)的曲軸等,覆砂層為各種流態自硬砂。前者射砂壓力的選擇與覆膜砂厚度有關,當射砂壓力為0.2-0.6MPa,覆膜砂厚度為4-5mm時,其密度大。


  由于鐵型覆砂的鑄型剛度較好,可提高鑄件的致密性,密度平均提高0.86%。許多企業實現了四缸及以下球鐵曲軸的鑄態生產。鑄態性能達QT800-2以上,鑄造廢品率為3%~5%。


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