湖北益弘定做鑄造造型線技術(shù)專業(yè)
經(jīng)過數(shù)10年技術(shù)發(fā)展,消失模鑄造技術(shù)研究及應(yīng)用已從鑄鐵、鑄鋼轉(zhuǎn)向鋁鎂合金等輕合金。最新的研究表明,鎂合金非常適合鑄造造型線消失模鑄造工藝,其具有如下獨特的優(yōu)點:
1)鎂合金在澆注溫度下,泡沫模樣的分解產(chǎn)物主要是烴類(烷烴、烯烴等)、苯類和苯乙烯等氣霧物質(zhì),他們對充型成形時極易反應(yīng)的液態(tài)鎂合金具有自然的保護(hù)作用;
2)采用干砂負(fù)壓造型,避免了鎂合金液與型砂中水分的接觸和由此而引起的鑄件缺陷;
3)與目前普遍采用的鎂合金壓鑄工藝相比較,其投資成本大為降低,干砂良好的退讓性大大減輕了鎂合金鑄件凝固收縮時的熱裂傾向;金屬液較慢和平穩(wěn)的充型速度避免了氣體的卷入,使鑄件可經(jīng)熱處理進(jìn)一步提高其機(jī)械性能。
然而,鋁(鎂)合金消失模鑄造技術(shù)發(fā)展也存在一定的難點:
1)充型澆注時,泡沫模樣的熱解氣化將吸收大量的熱量,造成合金流動前沿溫度下降,過度冷卻易形成冷隔、皮下氣孔等鑄件缺陷。因此,鋁鎂合金消失模澆注過程中,提高充型能力對獲得優(yōu)質(zhì)鋁鎂消失模鑄件至關(guān)重要,尤其是薄壁鋁、鎂合金鑄件。
2)鋁鎂合金消失模鑄造的澆注溫度高達(dá)750℃~780℃,此高溫下,鋁合金的吸氫嚴(yán)重,易使鑄件產(chǎn)生針孔等缺陷;而鎂合金的反應(yīng)燃燒嚴(yán)重,鑄件縮松多。這也是我國鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)目前未過關(guān)的主要困難。
3)鋁鎂合金消失模鑄造需要低溫氣化的泡沫模具材料,但消失模模具材料的研究方而我國進(jìn)行的研究工作較少。另外,研制適合鋁鎂合金消失模鑄造用強(qiáng)度高、透氣性好的涂料,也是亟待解決的課題。
1、消失模鑄造技術(shù)的概念
全自動造型線消失模鑄造技術(shù)是一項精確成形的鑄造新技術(shù)。其鑄造方法是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干砂中振動造型,在常壓或負(fù)壓下澆注,使模型氣化,液體金屬占據(jù)模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。
該技術(shù)通常采用樹脂砂或水玻璃砂作充填砂,也有人采用干砂負(fù)壓造型。主要特點是,模樣在模具中成形和采用負(fù)壓干砂造型。主要適用于中、小型鑄件的大批生產(chǎn)。通常稱這種方法為LostFoamCasting,簡稱LFC法。
全自動造型機(jī)消失模鑄造每生產(chǎn)一個鑄件就要消耗一個泡沫模樣,所以增加了預(yù)發(fā)泡和發(fā)泡成型的工序,但減少了型(芯)砂制備、制芯、造型、下芯等許多煩瑣工序。
2、LFC法的主要特點
1)LFC是一種近無余量、精確成形的工藝;
2)容易實現(xiàn)清潔生產(chǎn);
3)為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了充分的自由度;
4)金屬液的流動前沿是熱解的消失模產(chǎn)物(氣體和液體),它會與金屬液發(fā)生反應(yīng)并影響到金屬液的充填,如果金屬充型過程中熱解產(chǎn)物不能順利排除,就容易引起氣孔、皺皮、增碳等缺陷。這就要求工藝師掌握消失模鑄造成形原理,正確設(shè)計澆注系統(tǒng),制定合理的工藝方案。
5)模具的鑄造成本較高,要求有一定的生產(chǎn)批量,否則很難獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。
消失模鑄造技術(shù)應(yīng)用與市場開拓
對該技術(shù)的采納和推廣的最初始的遲疑來源于該技術(shù)本身的完善性。因此,全自動垂直造型線消失模鑄造其本身的技術(shù)進(jìn)步至關(guān)重要。隨著泡沫材料氣化程度的進(jìn)一步改進(jìn),及澆注冒口的優(yōu)化設(shè)計,已經(jīng)有效地改善了鑄件表面品質(zhì),成功地進(jìn)入相應(yīng)的市場。另外,新的切割方法、快速的白動化加工等方法的出現(xiàn),將有利于降低消失模的加工成本。因此,重要的研究進(jìn)展將加速消失模鑄造技術(shù)的進(jìn)步。這些研究進(jìn)展包括快速加工技術(shù)、數(shù)值模擬、泡沫的表面光潔度與熔化程度、泡沫中的嵌入物、無涂層鑄造、材料組合(包括泡沫材料)、鑄造過程中的變形控制、典型缺陷的降低和力學(xué)性能的改善、整個設(shè)計鏈的集成以及全套生產(chǎn)鏈的集成。
為了克服鋁鎂合金消失模鑄造中充型澆注、燃燒、氫針孔等困難,提高消失模鑄造零件的性能,目前正在研究開發(fā)如下幾種特種消失模鑄造技術(shù),具有較大意義:
1)真空低壓消失模鑄造技術(shù)。它將真空消失模鑄造與低壓鑄造有機(jī)地結(jié)合起來,特點是:綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)勢,在可控的氣壓下完成充型過程,大大提高了合金的鑄造充型能力;與壓鑄相比,設(shè)備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強(qiáng)化;而與砂型鑄造相比,鑄件的精度高、表而粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好;反重力作用下,直澆口成為補(bǔ)縮短通道,澆注溫度的損失小,液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固,合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡單有效、成品率高、組織致密;真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低,適合于多種有色合金。
2)壓力消失模鑄造技術(shù)困。它是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)的結(jié)合。其原理是在帶砂箱的壓力灌中,澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后,迅速密封壓力灌,并通入一定壓力的氣體,使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術(shù)的特點是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷,提高鑄件致密度,改善鑄件力學(xué)性能。加壓下凝固,外力對枝晶間液相金屬的擠濾作用和使初凝枝晶發(fā)生顯微變形,可大幅提高冒口的補(bǔ)縮能力,使鑄件內(nèi)部縮松得到改善;加壓凝固還會使氫析出需更高的內(nèi)壓力才能形核形成氣泡,抑制針孔的形成,同時壓力增加了氣體在固相合金中的溶解度,使可能析出的氣泡減少。
3)振動消失模鑄造技術(shù)。在消失模鑄造過程中施加一定頻率和振幅的振動,使鑄件在振動場的作用下凝固。由于消失模鑄造凝固過程中對金屬溶液施加了一定時間振動,振動力使液相與固相間產(chǎn)生相對運動.而使枝晶破碎.增加液相內(nèi)結(jié)晶核心.使鑄件最終凝固組織細(xì)化、補(bǔ)縮提高,力學(xué)性能改善。該技術(shù)可利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實振動臺,通過振動電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動,使金屬液在動力激勵下生核,達(dá)到細(xì)化組織的目的,是一種操作簡便、成本低廉、無環(huán)境污染的特種消失模鑄造新方法。
4)殼型消失模鑄造技術(shù)。以消失模鑄造的泡沫模為原型,結(jié)合熔模鑄造的制殼技術(shù)結(jié)殼,經(jīng)失模、焙燒后裝箱填砂,進(jìn)行精密鑄造成形。該技術(shù)結(jié)合了泡沫模的低成本、收縮小、尺寸設(shè)計靈活及熔模鑄造高精度型殼等優(yōu)點,由于澆注前脫去了泡沫模,避免了消失模鑄造因泡沫模分解帶來的氣孔、夾雜等缺陷以及泡沫模氣化吸熱而引起的過高澆注溫度問題,同時使金屬液的充型能力進(jìn)一步提高。另外,還可結(jié)合反重力低壓鑄造進(jìn)行成形,使金屬液的充型和補(bǔ)縮能力進(jìn)一步提高。該技術(shù)不僅解決了普通消失模鑄造易出現(xiàn)的氣孔、夾雜等缺陷,還能保證鑄件具有較高的尺寸精度和表而粗糙度以及良好的內(nèi)在質(zhì)量和成品率,是一種適合大型復(fù)雜薄壁精密鑄件生產(chǎn)的新方法。
總之,水平造型機(jī)消失模鑄造技術(shù)發(fā)展到今天已日趨完善,理所當(dāng)然地受到國內(nèi)外企業(yè)的普遍重視。但該技術(shù)目前還沒得到完全推廣,但是其未來的最大的應(yīng)用市場在亞洲,特別是中國。
綜上所述,全自動造型線消失模鑄造符合當(dāng)今鑄造技術(shù)發(fā)展的總趨勢有著廣闊的前景,與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比,消失模鑄造技術(shù)具有與無倫比的優(yōu)勢,被國內(nèi)外鑄造界譽(yù)為“二十一世紀(jì)的鑄造技術(shù)”、“鑄造工業(yè)的綠色革命”。
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