精密鑄造主要制殼工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
日期:2019-05-15 / 人氣:
目前國(guó)內(nèi)精鑄生產(chǎn)中主要制殼工藝的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
1、目前國(guó)內(nèi)精鑄件生產(chǎn)中廣泛采用的制殼工藝有以下3種:A、水玻璃型殼;B、復(fù)合型殼;C、硅溶膠型殼;D水玻璃型殼這一工藝在國(guó)內(nèi)已有近50年的生產(chǎn)歷史,其廠點(diǎn)數(shù)至今仍在我國(guó)精鑄廠家中占有相當(dāng)比重。多年來(lái)由背層型殼耐火材料的改進(jìn)和新型硬化劑的推廣應(yīng)用,水玻璃型殼強(qiáng)度有了成倍增長(zhǎng),鑄件表面質(zhì)量、尺寸精度及成品率有了很大提高。低廉的成本、短的生產(chǎn)周期、優(yōu)良的脫殼性能及高透氣性至今仍是其他任何型殼工藝所不及的。
1.1存在的主要問(wèn)題
(1)水玻璃粘結(jié)劑固有的缺點(diǎn)是Na2O含量高,型殼高溫強(qiáng)度、抗蠕變能力遠(yuǎn)不及硅溶劑型殼。加之面層耐火料采用價(jià)低質(zhì)次、粒度級(jí)配不良的石英砂(粉),因而必須不能獲得高質(zhì)量的精鑄件。
(2)型殼生產(chǎn)條件差,缺乏嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程及參數(shù)的控制。由于硬化劑的強(qiáng)腐蝕性,除塵設(shè)備簡(jiǎn)陋,很少車間有恒溫、恒濕、除塵的生產(chǎn)環(huán)境。影響型殼和鑄件質(zhì)量的涂料配制、硬化、風(fēng)干、脫蠟等工序,極少按行業(yè)規(guī)定的操作規(guī)范嚴(yán)格控制。型殼風(fēng)干處的溫度、濕度、風(fēng)速等更是不加控制,故常在高、低溫或梅雨季節(jié)發(fā)生批量報(bào)廢的質(zhì)量事故。總之,大部分工廠停留在手工作坊階段,靠技藝而不是靠科學(xué)的質(zhì)量管理進(jìn)行生產(chǎn)。這是水玻璃型殼數(shù)十年來(lái)鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定、廢品率、返修率高的重要原因之一。
2、復(fù)合型殼目前不少工廠將第一、二層改用鋯英粉及莫來(lái)石粉,硅溶膠型殼。背層仍要用原有水玻璃型殼工藝。它是結(jié)合硅溶膠型殼的優(yōu)良表面質(zhì)量和水玻璃低成本、短周期的優(yōu)點(diǎn)的一種改進(jìn)方案。與水玻璃型殼相比,其鑄件表面質(zhì)量有了很大提高,表面粗糙度降低、表面缺陷減少、返修率下降。生產(chǎn)周期與水玻璃型殼相近。
2.1存在的主要問(wèn)題
(1)由于背層保留了水玻璃粘結(jié)劑,故其型殼整體高溫強(qiáng)度、抗蠕變能力比硅溶膠型殼低,澆注的鑄件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶膠型殼。
(2)透氣性不如水玻璃型殼也不如硅溶膠型殼,型殼高溫強(qiáng)度不及硅溶膠型殼,易造成廢品。
(3)復(fù)合型殼鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性比水玻璃好,但遠(yuǎn)不如硅溶膠型殼。
(4)復(fù)合型殼由于采用價(jià)高的鋯英粉作面層,其型殼成本是水玻璃型殼的4.5倍,若背層采用莫來(lái)石砂粉,其型殼成本與硅溶膠型殼成本相差無(wú)幾,其成本低的優(yōu)勢(shì)并不明顯。
(5)復(fù)合型殼不能使用中溫蠟料。中溫蠟不能使用熱水脫蠟。在高壓釜中脫蠟時(shí),由于高溫、高壓,中溫蠟液會(huì)與背層中的水玻璃及殘留硬化劑產(chǎn)生劇烈的皂化反應(yīng),不經(jīng)回收處理無(wú)法回用。
3、硅溶膠型殼20世紀(jì)60年代,硅溶膠作為陶瓷殼型粘結(jié)劑應(yīng)用于鑄造領(lǐng)域,立即以其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)逐步取代了曾經(jīng)廣泛使用的制備工藝繁雜、有污染、成本高的水玻璃和硅酸乙脂水解液。實(shí)踐證明,用硅溶膠液作為陶瓷殼型粘劑具有下列優(yōu)點(diǎn):配制工藝簡(jiǎn)便,涂料便于貯存,浸涂用過(guò)的料漿調(diào)整成分后可繼續(xù)使用,減少材料消耗,浸涂工藝性能穩(wěn)定,容易操作,取消了用硅酸乙脂水解液時(shí)的氨干,工作環(huán)境得到改善,采用可控濕度的熱風(fēng)干燥,殼型強(qiáng)度高,采用水基硅溶膠,安全性好。據(jù)稱,從硅酸乙酯改用硅溶膠后,能源消耗減少20~30%,殼型合格率提高15~20%,工作環(huán)境大大改善。
3.1硅溶膠(低溫蠟)型殼低溫蠟成型容易、設(shè)備簡(jiǎn)單,蠟?zāi)1砻娲植诙认嗖畈淮?,工藝比?fù)合型殼質(zhì)量穩(wěn)定,尤其是鑄件尺寸精度高,因它沒(méi)有水玻璃存在,型殼高溫性能好,焙燒后型殼透氣性高,抗蠕變能力強(qiáng),既可適用于薄壁件,復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中小件,又可生產(chǎn)重達(dá)50~100kg的特大件。
3.1.1存在問(wèn)題
(1)由于采用低溫蠟,大部分型殼在水中脫蠟,難免有皂化物殘留進(jìn)入型殼中易產(chǎn)生鑄件表面夾雜,返修率稍高。
(2)制殼生產(chǎn)周期長(zhǎng)是它的大缺點(diǎn)和不足,尤其在生產(chǎn)大件,有深孔、深槽件時(shí),每層干燥常用24~48h。
(3)硅溶膠型殼(低溫蠟)型殼成本較水玻璃型殼高5倍,比復(fù)合型殼高17%。鑄件成本相應(yīng)較高。
3.2硅溶膠(中溫蠟)型殼國(guó)際上通用的精鑄件生產(chǎn)工藝,它具有高的鑄件質(zhì)量、低的返修率,特別適合于表面粗糙度要求高,尺寸精度高的中小件、特小件。
3.2.1存在問(wèn)題
(1)成本高,其型殼生產(chǎn)成本是水玻璃型殼的8倍。比低溫蠟硅溶膠型殼也高也25%。
(2)生產(chǎn)周期與低溫蠟硅膠溶膠型殼相同,比水玻璃及復(fù)合型殼長(zhǎng)得多。
(3)生產(chǎn)中大件往往要采用中溫液態(tài)蠟及高壓注蠟,厚壁蠟?zāi)R卓s凹,鑄件尺寸精度并不太高。中大件對(duì)尺寸精度、表面粗糙度要求也沒(méi)有小件那么高,故中大件較少采用硅溶膠(中溫蠟)型殼。
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