熔模石膏型精铸工艺及铸件尺寸精度控制

1、熔模石膏型精铸工艺及铸件尺寸精度控制种铸进及响色音金1,n8g5第1期嘞坤时雉砷'傩如熔模石膏型精铸工艺及铸件尺寸精度控制啥尔滨工业大学叶荣茂张束成李邦盛王惠光(摘要)本文详细研完T小型曼鱼垒壁.件原孟扭塞缝造!.三点多数及石膏型配方.给出了高足寸精度控制的主要因素,谊工艺浇注出的铝舍奎铸件足寸精度遮25mm±一.5mm,表面粗糙度Ra=1.255,anl.ProcessingofP1asterMoldforInvesLmentCastingadControlsofDimensionalAccuracyofCastingsyeRongmao,ZhangDongcheng,LI

2、Bangheng,WangHulguar,g(TheHarbinnsHtuteofTechno'.ogy)aadtechnicalparametersofproduclagA1-a1loycastngbPhst】0ldforinvestmeatcastingarediscribedintLisPper.Then1;faccorsrelationbetcellhecore8ndtheCaStiag&Tt2gva.UingtLis123ethod,WouldattanteA1-a1】0:.cast1nswitht0teranceclose&S±aa

3、dSarfacefinish0f1.'5jp,m.关键词:端模石裔型尺寸精度对予某些控制设备中所慝的铝台金零部件,其内腔尺寸精度和表佃光洁度要求很高,多年来人们一要铝材迁行精帝机械加工,然后拼焊的方生产.L十年,日率三菱公司j熔模石膏型精密铸造工艺生产的小蛰铝合壹铸件尺寸精度高达25ram±0.050.t0mm,1.精密铸造,特别是熔模石膏型精铸的发展使得形发比较杂的铝台金元件的一次成形生产成为可能,且质量可靠,适台批生产,为此,敦们对熔模石膏型材,工艺摩数驳铸件尺寸精度控制进行了研究,铸造也一批尺寸$度高达25mm±0.05ram,表丽粗糙度Ra=1.255p.m

4、(相当于65)的小型铭,亍金铸件,经用于箱美一剐设备表明#性能完全满足设计要求.一罄援石膏熬材料爰_性能.溉台并成分对国内三i虢产熟膏及填船物进行了系统的研究.填加物最后选为石英耕,铝矾土和玻璃纤维.石英粉和钙矾土价格泛.,i强丰富,在加热过程l=f=1均发生膨胀,能石存在加热过程中所发生的收缩.玻璃纤:为辅助材料,它能较好地防石膏型裂纹的产生和扩展.以石膏型试样的高温(.o)抗压强度,残余强度和加热到700后冷却至室温的自由线收缩量为指标,安排了三水吗因素(石膏,铝矾土,石英粉和混水量)姆正交设计实验方案.实验结如同I所示.1/#/:iIIIIiII:厂f/;=.JJ.'I;,:jI

5、j;由匿j中曲线旧极差分析符出的最睦配方那表j.寰1潺台料的量佳蕾方主量篆)jsos.s.lD.裔型试样及纯石膏的主要性能测菹结!.性能烈赢方法如下所述.(1)抗开裂性制;50x50×50nlm和l0×l_J嘈×luumm方坎试#,700炉中分别保墨2小时和4谢层,从炉中职出空冷,观察其开裂性.强崖|邗收埔量的影癞(!)胶凝i间表2石膏型试样殛缩石膏的的主要性畿涌试结果,世髓开裂性I腱艇时匍j抗压强度(MPa)材料l,【jmX皿5'3.如.韧茬磐凝Ifnllc下:!配疔i无裂牧.i搜边轻微开叠7舟母I】分3.秽0.83.35纯石膏l开型明显裂碎8分15秽&

6、#39;¨瞍龋时间分饲疆和终凝.凝时,石膏浆料已丧失漉动静;终凝对,膏塑已凝结荐的:法在锥型维卡仪上进行.(3)高温强度灌刹夺30×50mm哟圆柱体石膏型试样,在!'j然条件下放置一昼夜后装入SQW型砂高温性能试验仪中,以l0/分的升温速度于温至7o0,在此温度下保温30分钟后进行抗压强度试验.(4)残余强r芝样在700炉中保温30分后随炉冷却至室温.然后进行抗压强度测试.(5)收缩率审ao×50ram的石膏型试样在自然条件下放置昼夜后装入DT型砂高温性能试验仪中,以4/分温至70013后随炉冷却(平均降温速廖为3/分).用千分表讧!I收簟翠f)1.?84

7、23试并记跫线母变化过程!为试样自由线量变化与温度的关系曲线石膏型焙烧后浇注金属藏,实际上在第二:删热冷却过程中的线量变,可见具有良好的线诏:关系,这对控制铸件尺寸精度稳定健烹刊:l娟递唐(1蹦2石矸试样线骨变化与温度的关系舞线二,熔摸石膏型的翻备及浇注r,经多和蜡料对比实验,选择了F-1O中温陵形成.将可溶芯置于蜡擞摸具型中,蜡料:5458以0.?.4MPa压力压入模具型屠:.取出蜡嫠后放A水中将可溶芯溶茫9旨.!.挝拌石膏浆料石膏汪台粉再与水台成浆后,在袋樽膏型时,一旦这些气泡蜡模相接触,就会吸刚t蜡模表,最终导致铸件表西出现气沲,参数选为:真度】G0托,电机转速度过低,对瑜去浆中气泡效果

8、不明显,过高会引起水份的挥发.石膏浆搅拌好后立即平稳地注入装有蜡控制存l525mm.由予浆料的流动性好,为避免石膏浆从箱框间隙处漏出,须事先用油记或制粘度较大的的石膏浆料堵塞缝隙.灌浆2O分钟后,石膏浆降凝结硬化,这时可以从箱框中取出进行蒸汽脱蜡.石膏塑在脱蜡前,让直浇道上,下表两暴露出来,在脱蜡后再将直浇道底部石棉绳或脱蜡时间,并有利于脱净型腔中蜡料.石膏型在干燥过程r石膏型内擞孔中前残存水份被蒸发,二水石膏的结晶水在加火材料颗粒之内聚,宏观上表现出体积收缩.石膏型导热能力低,升温或降温过程中3所示为所选用的小型铸件用熔模石膏型的干燥熔饶工艺.螬烧炉温速嫂过块,采用分段升温.I刳3小肯盘倚肚

9、用石膏型干燥烧工艺6.涟由于石膏型透气性低,铸件曼薄处只有0.7ram,在重力下浇注无法成型,故选用了真空下浇注,大气下结的方案铝鱼熔化并按常用方洼昧气精炼后移入真空罐l在6oj6O托的真空下进行浇挂.浇注完毕立即打开通气润,卸去真空,腔的浇注参数为l压头510cm,型温2003o0.浇注温度690710.过早,铝台金在型腔中尚来凝固,易破坏铸件的完整性或引起变形石膏型的残余强度很低,经轻轻敲打即后清理十分方便.熔模石膏型精铸所得铸件,端部互腔【乏和宽的尺寸精度均为2o±o.05mm,发l1糨糙度Ra=0.255m.三,铸件尺寸精度的控制实验中所用的铸件尺寸精度要求r,这是为了保证其

10、使用性能具有良好的一致性.为此,我们对尺寸精度的控制进行了研究1.工艺参数对尺寸精度的影?¨用Le(2)正交设计实验研究了浇度,石膏型型温,浇注前在真空下保持时间以及它们的交互作用对铸件端部空腔尺寸精度的影1¨.尺寸精度衡量指标e表示如下=×100式中可溶芯帮位与铸件部位在测量尺寸分析得出影嚆尺寸靖度.'主要固索依次为t型沮,浇注温度毒属压头,金属压头与型温构交互作用,其它翻索分折结果表明对尺寸精度:窍影响不显着-可不考虑.熔摸石裔型铸造过程中每遭工序都直接影响铸俘的尺寸精度.此外,实验l结果表明,铸件与直浇遭相连接的浇口端空腔尺寸艺参数确定下,铸件的尺寸

11、精度直接与可溶型芯韵尺寸有关,可遥过修改漠具尺寸来进行调整.首:名,按零件图所缋尺寸幻二可溶芯,计分析,由此符出铸件两端部空溢尺寸相对长和宛的尺寸分布直方图,可见铸件尺砖分寸,当公差为±O.Obmm铸件尺寸合格率为74I当公差为±o.07mm,J".算合格辜为89%I当公差为±96%圈分祈绪果与修改可溶苍镤具后所四,锗娩:】=./.,1.以三1姨产熟面膏为主要材料,接戋1比铡混配铝矾士,石英褥和玻璃纤维所帮虽鞋驾如?稍一匿4俦件螭都空瞪足寸舟布直方置4一自由螭长庄|h一浇日螭长直c一身由墒童度;d一浇日螭宽度?得石膏曼材料具有较好的综台性能,能满足小型铝台金铸件的精密铸造o2.在影响铸件尺寸精度的诺因素中,石膏重型温鄱铝台金浇注温度是主要困素.与直浇道相连处祷件局部尺寸与铸件其它部位尺寸相比较大.3.利用数理统计,找出可溶型芯与铸件之间的收缩率来修改可溶型芯模具,是获得高尺寸精室鞠有效方式o部尺寸可迭25mm±度为Ra=1.255lm(租当于GBl03L一68表面光洁度甲6v5).参考文献1)母