金属型铸造知识(二)
如果铸件壁厚薄悬殊,在采用金属型生产时,也常在金属型的一部分采用加温,另一部分采用冷却的方法来调节型壁的温度分布。 <BR> 5 金属型的涂料 <BR> 在金属型铸造过程中,常需在金属型的工作表面喷刷涂料。涂料的作用是:调节铸件的冷却速度;保护金属型,防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击;利用涂料层蓄气排气。 <BR> 根据不同合金,涂料可能有多种配方,涂料基本由三类物质组成:1.粉状耐火材料(如氧化锌,滑石粉,锆砂粉、硅藻土粉等);2.粘结剂(常用水玻璃,糖浆或纸浆废液等);3.溶剂(水)。具体配方可参考有关手册。 <BR> 涂料应符合下列技术要求:要有一定粘度,便于喷涂,在金属型表面上能形成均匀的薄层;涂料干后不发生龟裂或脱落,且易于清除;具有高的耐火度;高温时不会产生大量气体;不与合金发生化学反应(特殊要求者除外)等。 <BR> 6 复砂金属型(铁模复砂) <BR> 涂料虽然可以降低铸件在金属型中的冷却速度,但采用刷涂料的金属型生产球墨铸铁件(例如曲轴),仍有一定困难,因为铸件的冷速仍然过大,铸件易出现白口。若采用砂型,铸件冷速虽低,但在热节处又易产生缩松或缩孔,在金属型表面复以4-8mm的砂层,就能铸出满意的球墨铸铁件。 <BR> 复砂层有效地调节了铸件的冷却速度,一方面使铸铁体不出白口,另一方面又使冷速大于砂型铸造。金属型无溃散性,但很薄的复砂却能适当减少铸件的收缩阻力。此外金属型具有良好的刚性,有效地限制球铁石墨化膨胀,实现了无冒口铸造,消除疏松,提高了铸件的致密度。如金属型的复砂层为树脂砂,一般可用射砂工艺复砂,金属型的温度要求在180~200℃之间。复砂金属型可用于生产球铁,灰铁或铸钢件,其技术效果显著。 <BR> 7 金属型的寿命 <BR> 提高金属型寿命的途径为: <BR> 1.选用导热系数大,热膨胀系数小,而且强度较高的材料制造金属型; <BR> 2.合理的涂料工艺,严格遵守工艺规范; <BR> 3.金属型结构合理,制造毛坯过程中应注意消除残余应力; <BR> 4.金属型材料的晶粒要细小。 <BR> 金属型铸件的工艺设计 <BR> 根据金属型铸造工艺的一些特点,为了保证铸件质量,简化金属型结构,充分发挥它的技术经济效益,首先必须对铸件的结构进行分析,并制订合理的铸件工艺。 <BR> 1 铸件结构的工艺性分析 <BR> 金属型铸造结构工艺性的好坏,是保证铸件质量,发挥金属型铸造优点的先决条件。合理的铸造构应遵循下列原则: <BR> 1)铸造结构不应阻碍出型,防碍收缩;2)厚差不能太大,以免造成各部分温差悬殊,从而引起铸件缩裂和缩松;3)限制金属型铸件的最小壁厚。 <BR> 另外,对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。 <BR> 2 铸件在金属型中的浇注位置 <BR> 铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置,冒口的补缩效果,排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。选择浇注位置的原则如下: <BR> 1.保证金属液在充型时流功平稳,排气方便,避免液流卷气和金属被氧化; <BR> 2. 有利于顺序凝固,补缩良好,以保证获得组织致密的铸件; <BR> 3.型芯数目应尽量减少,安放方便、稳定、而且易于出型; <BR> 4.有利于金属型结构简化,铸件出型方便等。 <BR> 3 铸性分型面的选择 <BR> 分型面形式一般有垂直、水平和综合分类(垂直、水平混合分型或曲面分型)三种。选择分型面的原则如下: <BR> 1.为简化金属型结构,提高稿件精度,对形状教简单的铸件最好都布置在半型内,或大部分布置在半型内; <BR> 2.分型面数目应尽量少,保证铸件外形美观,铸件出型和下芯方便; <BR> 3.选择的分型面应保证设置浇冒口方便,金属充型时流动平稳,有利于型腔里的气体排出; <BR> 4.分型面不得选在加工基准面上; <BR> 5,尽量避免曲面分型,减少拆卸件及活决数量。 <BR>4 浇铸系统设计 <BR> 根据金属型铸造的某些特点,在设计浇注系统时须注意以下几点:金属浇注速度大,超过砂型的约20%。其次,在液体金属充型时,型腔里的气体要能顺利排除,其流向应尽可能与液流方向一致,顺利的将气体挤向冒口或出气冒口;此外,应注意使液体金属在充型时流动平稳,不产生涡流,不冲击型壁或型芯,更不可产生飞溅。 <BR> 金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。 <BR> 1)顶注式,其热分布较合理,有利于顺序凝固,可减少金属液的消耗,但金属液流动不平稳,易进法,铸件高时,易冲击型胶底部或型芯。若用于浇注铝合金件,一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件; <BR> 2)底注式,金属液流动较平稳,有利于排气,但温度分布不合理,不利于铸件顺利凝固; <BR> 3)侧注式,兼有上述两者的优点,金属液流动平稳,便于集渣,排气等,但金属液消耗大,浇口 清理工作量大。 <BR> 金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似,但由于金属型壁不透气,导热能力强,因此要求浇注系统结构,能有利于降低金属液流速,流动平稳,减少其对型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外,还保证在充型过程中不得产生喷溅。 <BR> 当用金属型浇注黑色金属时,由于铸件冷速大,液流的粘度急剧增加,因此多采用封闭式浇口,其各部分截面积比例为:F内:F横:F直=1:1.15:1.25 <BR> 5 冒口设计 <BR> 金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用:即为补缩、集渣和排气。它的设计原则也与砂型用冒口相同。由于金属型冷却速度大,而冒口又常采用保温涂料或砂层,因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。
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