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    淺談精密鑄鋼件精度影響因素與批量生產的可行性

    作者:AG亚游集团鑄業 日期:2018-10-26
    內容摘要:精密鑄鋼件的鑄造是相對於傳統的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。

    精密鑄鋼件的鑄造是相對於傳統的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。它能獲得相對準確地形狀和較高的鑄造精度。較普遍的做法是:首先根據產品要求設計製作(可留餘量非常小或者不留餘量)的模具,用澆鑄的方法鑄蠟,獲得原始的蠟模;在蠟模上重複塗料與撒砂工序,硬化型殼及幹燥;再將內部的蠟模溶化掉,是為脫蠟,獲得型腔;焙燒型殼以獲得足夠的強度;澆鑄所需要的金屬材料;脫殼後清沙,從而獲得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工。下麵講解精密鑄鋼件鑄造時爐火如何控製。

    影響精密鑄鋼件精度的原因有很多,主要有以下幾點:

    1、鑄件結構的影響:

    (1)鑄件壁厚,收縮率大,鑄件壁薄,收縮率小。

    (2)自由收縮率大,阻礙收縮率小。

    2、鑄件材質的影響:

    (1)材料中含碳量越高,線收縮率越小,含碳量越低,線收縮率越大。

    (2)常見材質的鑄造收縮率如下:鑄造收縮率K=(LM-LJ)/LJ×100%,LM為型腔尺寸,LJ為鑄件尺寸。K受以下因素的影響:蠟模K1、鑄件結構K2、合金種類K3、澆注溫度K4。

    3、製模對鑄件線收縮率的影響:

    (1)射蠟溫度、射蠟壓力、保壓時間對熔模尺寸的影響以射蠟溫度至明顯,其次為射蠟壓力,保壓時間在保障熔模成型後對熔模之後尺寸的影響很小。

    (2)蠟(模)料的線收縮率約為0.9-1.1%。

    (3)熔模存放時,將進一步產生收縮,其收縮值約為總收縮量的10%,但當存放12小時後,熔模尺寸基本穩定。

    (4)蠟模徑向收縮率僅為長度方向收縮率的30-40%,射蠟溫度對自由收縮率的影響遠遠大於對受阻收縮率的影響(合理射蠟溫度為57-59℃,溫度越高收縮越大)。

    4、製殼材料的影響:采用鋯英砂、鋯英粉、上店砂、上店粉,因其膨脹係數小,僅為4.6×10-6/℃,因此可以忽略不計。

    5、型殼焙燒的影響:由於型殼的膨脹係數小,當型殼溫度為1150℃時,僅為0.053%,因此也可以忽略不計。

    金屬型鍛造是用耐熱合金鋼製作鍛造用中空鑄型模具的現代工藝。金屬型既可采用重力鍛造,也可采用壓力鍛造。金屬型的鑄型模具能反複多次使用,每澆注一次金屬液,就獲得一次鑄件,壽命很長,出產效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好,表麵光潔,而且在澆注相同金屬液的情況下,其鑄件強度要比砂型的更高,更不輕易損壞。

    適當提高澆鑄溫度是必要的,雖然澆鑄溫度提高後液態收縮加大,需要加強補澆補縮,但有利消除夾渣與氣孔。表-26為日本企業的澆鑄溫度。鑄造前後的三角白口深度控製,雖很傳統,但實用、方便,對爐前的操作技術人員與工人的快速判斷十分有利。如果將三角白口大小與孕育效果,全相組織,熱分析曲線及力學性能等相聯係則有利於鑄鐵質量的在線控製。熱分析曲線分析,用孕育前後的過冷度比控製孕育效果,該方法已在德國應用,並與冶金質量指標、共晶團數、彈性模數建立關係。

    目前機床鑄件的熱分析工作,一些專業技術團隊都作了大量工作,希望能盡快在工廠中應用。彈性模量與殘餘應力的測試工作;高碳當量、高強度、高剛度、低應力是高端精密數控機床鑄件材質的核心要求。采用高端機床鑄件生產的成套技術,是可以達到高碳當量、高強度、高剛度、低應力的質量指標的。

    因此,在大批量出產有色金屬的中、小精密鑄鋼件的時,隻要精密鑄鋼件的材料的熔點不外高,一般都優先選用金屬型鍛造。但是,金屬型鍛造也有一些不足之處:由於耐熱合金鋼和在它上麵做出中空型腔的加工都比較昂貴,所以金屬型的模具用度不菲,不外總體和壓鑄模具用度比起來則便宜多了。對小批量出產而言,分攤到每件產品上的模具用度顯著過高,一般不易接受。又由於金屬型的模具受模具材料尺寸和型腔加工設備、鍛造設備能力的限製,所以對特別大的鑄件也顯得無能為力。因而在小批量及大件出產中,很少使用金屬型鍛造。此外,金屬型模具固然采用了耐熱合金鋼,但耐熱能力仍有限,一般多用於鋁合金、鋅合金、鎂合金的鍛造,在銅合金鍛造中已較少應用,而用於玄色金屬鍛造就更少了。金屬型模具全部是自行設計、自行製造,因而能更及時地為客戶提供價廉、合用的優質模具。