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金属型铸造的生产;使铸件产生缺陷的原因减少;工序简单,易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点,但也有不足之处。如:
(1) 金属型制造成本高;
(2) 金属型不透气,而且无退让性,易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;
(3) 金属型铸造时,铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度,铸件在铸型中停留的时间,以及所用的涂料等,对铸件的质量的影响甚为敏感,需要严格控制。
因此,在决定采用金属型铸造时,必须综合考虑下列各因素:铸件形状和重量大小必须合适;要有足够的批量;完成生产任务的期限许可。
金属型和砂型,在性能上有显著的区别,如砂型有透气性,而金属型则没有;砂型的导热性差,金属型的导热性很好,砂型有退让性,而金属型没有等。金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。
型腔内气体状态变化对铸件成型的影响:金属在充填时,型腔内的气体必须迅速排出,但金属又无透气性,只要对工艺稍加疏忽,就会给铸件的质量带来不良影响。
铸件凝固过程中热交换的特点:金属液一旦进入型腔,就把热量传给金属型壁。铝合金由于凝固潜热大,在重量相同条件下,铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多,放流动性良好,有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。液体金属通过型壁散失热量,进行凝固并产生收缩,而型壁在获得热量,升高温度的同时产生膨胀,结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前,可以把铸件视为在“间隙”中冷却,而金属型壁则通过“间隙”被加热。
金属型阻碍收缩对铸件的影响:金属型或金属型芯,在铸件凝固过程中无退让性,阻碍铸件收缩,这是它的又一特点。
熔模铸造又称失蜡铸造,包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。这里要注意的是,在考虑上面三方面问题时,主要的依据仍旧是一般铸造过程的基本原则,尤其是在确定工艺方案、工艺参数时(如铸造圆角、加工余量、工艺筋等),除了具体数据由于熔模铸造的工艺特点稍有不同之外,设计原则与砂型铸造完全相同。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,再焙烧成陶模。一经焙烧,蜡模全部熔化流失,只剩陶模。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。
我国的失蜡法至迟起源于春秋时期。(2)选择合理的工艺方案,确定有关的铸造工艺参数,在上述基础上绘制铸件图。河南淅川下寺2号楚墓出土的春秋时代的铜禁是迄今所知的早的失蜡法铸件。此铜禁四边及侧面均饰透雕云纹,四周有十二个立雕伏兽,体下共有十个立雕状的兽足。透雕纹饰繁复多变,外形华丽而庄重,反映出春秋中期我国的失蜡法已经比较成熟。战国、秦汉以后,失蜡法更为流行,尤其是隋唐至明、清期间,铸造青铜器采用的多是失蜡法。
熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种
将模组浸涂耐火涂料后,撒上料状耐火材料,再经干燥、硬化,如此反复多次,使耐火涂挂层达到需要的厚度为止,这样便在模组上形成了多层型壳,通常将近其停放一段时间,使其充分硬化,然后熔失模组,便得到多层型壳。
多层壳有的需要装箱填砂;有的则不需要,经过焙烧后就可直接进行浇注。
在熔失熔模时,型壳会受到体积正在增大的熔融模料的压力;在焙烧和浇注时,型壳各部分会产生相互牵制而又不均的膨胀的收缩,因此,金属还可能与型壳材料发生高温化学反应。但铸件在热型中的缓慢冷却会使晶粒粗大,这就降低了铸件的机械性能。所以对型壳便有一定的性能要求,如小的膨胀率和收缩率;高的机械强度、抗热震性、耐火度和高温下的化学稳定性;型壳还应有一定的透气性,以便浇注时型壳内的气体能顺利外逸。这些都与制造型壳时所采用的耐火材料、粘结剂以及工艺有关。
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