扁平内孔的消失模铸造工艺解决方案.docx
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1、扁平内孔的消失模铸造工艺解决方案摘要 消失模铸造由于具有精确成型、近无余量的特点,符合铸件轻量化、精确化的发展趋势,且其然而由于生产界对其认识还不够深刻,管理还不到位,给新技术的应用带来了麻烦,有些铸造缺陷层出不穷,防不胜防。 对于一些含有扁平内孔的铸件,由于内孔处于白模的内表面,使得此处砂型的紧实性等往往不如白模的外表面砂子,最终成形铸件的质量不够理想。本次研究的重点就在于采取措施使得消失模铸件不仅外表面尺寸精度高,其内孔尺寸精度同样也要达到一定水平。首先,消失模铸件的质量和模具的表面处理有很大的关系。如,消失模表面涂料的选用合适与否与最终制成的成品件的质量有重大的关系。 其次,消失模铸造砂
2、型的选择、砂子的紧实度和铸件内孔的砂处理等都与最终成品的质量有很大的关系。 关键词:消失模 扁平内孔 涂料 AbstractBecause Lost Foam Casting(LFC) has the characteristics of precision forming, nearly no unwanted, conforms to the development trend of the lightweight, accurate casting, and it has unlimited material, low cost, good quality, smooth surface
3、, casting characteristics of compact structure, can realize large-scale mass production, so it has been widely used. However, due to the understanding of manufacturing industry for it is not enough, management does not reach the designated position, also brought trouble to the application of new tec
4、hnologies, and some casting defects emerge in endlessly, small-scale operations.For some casting containing plat inner hole , because the inner hole is in the inner surface of die ,its makes here such as sand compactability often not better than the outside surface of the sand, eventually forming th
5、e quality of the casting is not ideal.Focus of this study is to take measures to make mold casting surface size not only high precision, which hole size accuracy as well as to achieve a certain level. First of all, the quality of die casting and mould surface treatment has a lot to do. , such as, th
6、e selection of mold surface coating is proper and eventually made the quality of the finished products have a significant relationship. Secondly, the choice of the lost foam casting sand mold, the compactness of the sand and casting sand of inner hole processing and final quality of the finished pro
7、duct has a lot to do.Keywords:LFC The flat inner hole surface coating目录摘 要1Abstract2第一章 绪论51.1课题研究的来源及研究方向51.1.1课题来源及意义51.1.2本研究的主要方向51.2消失模铸造技术介绍551.2.261.2.371.2.4消失模铸造与传统铸造流程71.2.581.2.681.2.791.2.8101.2.910第二章 消失模铸造缺陷分112.1金属型铸件常见的缺陷以及防止方法112.2消失模铸造缺陷及其解决方法122.2.1 消失模铸造的在实际生产中出现的问题122.2.2常见消失模铸造
8、缺陷及预防措施132.2.3粘砂缺陷及其防止措施14第三章 影响消失模内孔铸造质量的因素173.1 消失模铸造表面质量的影响因素173.1.1金属与铸型间的润湿性对铸件表面质量的影响173.1.2型壳表面质量对铸件表面质量的影响183.1.3泡沫模表面质量对铸件表面质量的影响 183.2消失模铸造内孔的影响因素203.2.1 振动造型的影响203.2.2 消失模铸造砂型的砂处理203.2.3涂料性能对铸件质量的影响213.2.4实习及总结22第四章 毕业设计总结18致 谢19参考文献20第一章 绪 论1.1课题研究的来源及研究方向1.1.1 课题来源及意义 消失模具有其他铸造方法所不及的很多优
9、点。如铸件尺寸形状精确,重复性好,表面光洁度高,具有精密铸造的特点,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品; 但同时它也有着并非完善的方面。由于一些比较复杂的内孔位于铸件内部,形成如盲孔等,若不经过更为严格的工艺流程,难以铸造出尺寸精确的内孔,使铸件成品质量降低。因此,克服消失模铸造在这方面的缺陷,使其铸造成品质量进一步提高,具有非常重要的意义。1.1.2 本研究的主要方向 本课题的主要任务就是根据消失模铸造工艺的特点,探索消失模铸造过程中复杂内孔问题的解决方法。 消失模铸造极具特殊性,干砂造型无任何粘结剂,造型及浇铸都无需取出模具,极大地改善了铸件设计的自由度,提高了铸件
10、的表面光洁度及尺寸精度,从而有利于制造形状复杂的铸件。同时,在消失模铸造过程中,由于一些比较复杂的内孔位于白模内部,若不经过更为严格的工艺流程,难以铸造出尺寸精确的内孔,使铸件成品质量降低。因此本人在毕业设计阶段主要开展了以下两方面的工作。一是将探讨不同涂料给消失模铸造过程带来的不同效果,根据创作的思路,我们选用不同的涂料分别做实验,分析得出结果。二是在消失模铸造过程中,对于复杂内孔铸件,沙子的紧实程度对最终铸件内孔形成质量的影响。1.2消失模铸造技术介绍消失模铸造与传统铸造流程第二章 消失模铸造缺陷分析2.1 金属型铸件常见的缺陷以及防止方法 1针孔 预防产生针孔的措施: 严禁使用被污染的铸
11、造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。 控制熔炼工艺,加强除气精炼。 控制金属型涂料厚度,过厚易产生针孔。 模具温度不宜太高,对铸件厚壁部位采用激冷措施,如镶铜块或浇水等。 采用砂型时严格控制水分,尽量用干芯。 2气孔 预防气孔产生的措施: 修改不合理的浇冒口系统,使液流平稳,避免气体卷入。 模具与型芯应预先预热,后上涂料,结束后必须要烘透方可使用。 设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。3氧化夹渣 预防氧化夹渣的措施: 严格控制熔炼工艺,快速熔炼,减少氧化,除渣彻底。Al-Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。 熔炉、工具要清洁,不得有氧化物,并应预热,涂料涂后应烘干使用。 设计的浇注系统
12、必须有稳流、缓冲、撇渣能力。 采用倾斜浇注系统,使液流稳定,不产生二次氧化。 选用的涂料粘附力要强,浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。 4热裂 预防产生热裂的措施: 实际浇注系统时应避免局部过热,减少内应力。 模具及型芯斜度必须保证在2以上,浇冒口一经凝固即可抽芯开模,必要时可用砂芯代替金属型芯。 控制涂料厚度,使铸件各部分冷却速度一致。 根据铸件厚薄情况选择适当的模温。 细化合金组织,提高热裂能力。 改进铸件结构,消除尖角及壁厚突变,减少热裂倾向。 5疏松 预防产生疏松的措施: 合理冒口设置,保证其凝固,且有补缩能力。 适当调低金属型模具工作温度。 控制涂层厚度,厚壁处减薄。 调整金
13、属型各部位冷却速度,使铸件厚壁处有较大的激冷能力。 适当降低金属浇注温度。2.2消失模铸造缺陷及其解决方法2.2.1消失模铸造的在实际生产中出现的问题消失模铸造,因它具有环保绿色以及其有强大的生命力的特点,尤其自进入21世纪后,其发展便有破竹之势,谁也无法统计出究竟国内到底有多少家铸造企业在采用消失模铸造技术生产,首先山东省多于两百家,江苏的一个县级市有多余30家简易消失模企业,而东北三省、湖南、河南、湖北、河北等铸造大省拥有很多砂铸企业和精铸企业,有了消失模铸造,更有一些新的企业。上述很多的企业没有通过科研化、规范化、专业化的消失模铸造设备公司的指导,也未和专业性学会、协会有任何的联系,简单
14、上马,埋头苦干,使消失模铸造众多的优势技术得不到好的发挥,如有的消失模铸造企业很多年都搞不定一个粘砂问题,清理人员就占生产人员的1/3以上,从而其产品粗糙,效率低下,浪费了人财物力。 消失模铸造现实生产中存在的三孔缺陷是:气孔、缩孔、渣孔的统称。非加工类铸件,如高锰钢、耐热钢铸件,大都是铸态使用,对三孔的要求很少,只要材质合格、尺寸合格、表面光洁好,就可以交付使用,一般用户也没有特殊的要求。然而碳素钢、不锈钢、铸铁铸铜件大都需要机械加工,有些特殊铸件还要进行解剖,及压力极限爆破等破坏性试验,重点部位不允许焊补及组织偏析。很多消失模铸造企业,在生产全加工铸件及有以上特殊要求的铸件时纷纷受阻,既使
15、最终得以解决,也要付出很大的代价,一定程度上影响了消失模铸造的应用范围。 消失模铸造极具特殊性,干砂造型无任何粘结剂,造型及浇铸都无需取出模具,极大地改善了铸件设计的自由度,提高了铸件的表面光洁度及尺寸精度。利用负压紧实形成的一箱多铸工艺,有利于提高工艺出品率,提高生产效率,这些都是对传统铸造颠覆性的革命,很多深层次的规律要靠产学研各界通力合作多年才能逐步得以认清,各类铸造缺陷与传统铸造在形成机理方面大有不同。消失模的充型过程中,强大的热辐射作用,使金属前沿与泡沫间形成不规则的间隙层。以底浇为例,金属充型前沿呈“凹”字型,对应的泡沫端呈锯齿型或指尖型。合金前沿漂浮着未能彻底清除的固体渣质及未充
16、分气化的液相泡沫,由于间隙内是正压,涂层外呈负压,气压差迫使固态渣质及液相泡沫随气体的走向流动,气体以小分子状态存在容易被负压排出型外,而固体杂质被挡在了涂层内壁,亦即铸件的表面形成表面渣坑,这是消失模铸造较传统铸造内部渣孔减少而外面渣孔突出的主要原因;液体泡沫同样也被排挤在金属和涂层界面,部分被涂层吸附,部分二次气化。二次气化的气体大部分溢出型外,少量侵入金属形成表层气孔。铸件的冒口一般设计在顶端,而且是暗冒口,无法通过补浇的方式得到高温金属,聚集的金属全是被汽化吸热降温后的金属,补缩效果不佳,缩孔机率增大。2.2.2常见消失模铸造缺陷及预防措施一、粘砂缺陷的结构,在消失模铸造表面的型砂,和
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