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金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸造,也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用,每浇注一次金属液,就获得一次铸件,寿命很长,生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好,表面光洁,而且在浇注相同金属液的情况下,其铸件强度要比砂型的更高,更不容易损坏。因此,在大批量生产有色金属的中、小铸件时,只要铸件材料的熔点不过高,一般都优先选用金属型铸造。硅溶胶的稳定性好,可长期存放,制型壳时不需专门的硬化剂,但硅溶胶对熔模的润湿稍差,型壳硬化过程是一个干燥过程,需时较长。但是,金属型铸造也有一些不足之处:因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵,所以金属型的模具费用不菲,不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言,分摊到每件产品上的模具费用明显过高,一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制,所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件生产中,很少使用金属型铸造。此外,金属型模具虽然采用了耐热合金钢,但耐热能力仍有限,一般多用于铝合金[1] 、锌合金、镁合金的铸造,在铜合金铸造中已较少应用,而用于黑色金属铸造就更少了。
金属型的涂料
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。
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。
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。
由于金属型工艺的特点,其铸件的工艺参数与砂型铸件略有区别。一般制泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了。金属型铸件的线收缩率不仅与合金的线收缩有关,还与铸件结构、铸件在金属型中收缩受阻的情况、铸件出型温度,金属型受热后的膨胀及尺寸变化等因素有关,其取值还要考虑在试浇过程中留有修改尺寸的余地。
为取出金属型芯和铸件,在铸件的出芯和出型方向应取适当斜度,对各种不同合金铸件的铸造斜度参阅有关手册。
金属型铸件精度一般比砂型铸件高,所以加工余量可较小,一般在0.5~4mm之间。
在确定铸件工艺参数之后,就可绘制金属型铸件工艺图,该图与砂型铸件的工艺图基本相同。
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