3、熔模铸造
熔模铸造又称"失蜡铸造",通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而制成型壳,再经过高温焙烧即可浇注的铸造方法。
1)熔模铸造的工艺过程
(1)制造母模
母模是用钢或铜合金制成的标准件,用其制造压型。
(2)制造压型
压型是用于压制模样的型。为保证蜡模质量,压型的尺寸精度和表面质量要求很高。当铸件精度高或大批量生产时,压型用钢、铝合金或锡青铜制成;铸件精度不高或生产批量不大时,可用易熔合金(锡、铅等)直接浇注出来;单件小批生产,也可用环氧树脂、石膏等制成。
(3)制造熔模
熔模是指可以在热水或蒸汽中熔化的模样,其制作过程是:将熔融(糊状)蜡料压入压型,冷凝后取出,用水冷却,经修整检验后得到单个蜡模。为提高生产率,可将一些单个蜡模熔焊在预制好的蜡质公用浇注系统上,构成蜡模组。一个蜡模组上可熔焊2~100个蜡模。
(4)制造型壳
在蜡模表面涂挂耐火涂料层,以制成坚硬的壳层。其过程是:在蜡模表面均匀挂上一层涂料后,在其表面撒一层石英砂,然后硬化,使砂粒粘牢。如此重复进行4~5次,直到制成5mm~1Omm厚度的型壳。
(5)脱蜡
将型壳放入85℃~95℃热水中或高压蒸汽中,蜡模熔化后从浇注系统中流出,收取蜡料可重复使用。蜡模熔出后的型壳即为具有空腔的铸型。
(6)造型和焙烧
为提高型壳强度,防止浇注时变形或破裂,可将型壳竖放在耐热箱中,周围填满干石英砂并紧实,此过程称为造型
为去除型壳内的残留蜡料和水分,提高型壳质量,需将装好型壳的耐热箱在900℃~950℃下焙烧。
(7)浇注、落砂和清理
为提高金属液充型能力,防止产生浇不到、冷隔, 焙烧后趁热(型壳温度为600℃~700℃)进行浇注。
铸件冷凝后毁掉铸型,切去浇注系统,放入150℃浓度为45%的苛性纳水溶液中进行化学处理,以彻底清洗铸件。化学处理后用水洗净并烘干,对其进行热处理和成品检验。
2)熔模铸造特点和应用范围
(1)可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁(0.2mm~0.7mm),且无分型面的铸件。
(2)熔模铸造的尺寸精度高(IT10~IT14),表面粗糙度值低(Ra12.5~1.6μm),可实现少(无)切削加工。
(3)能铸造各种合金铸件,尤其适于铸造高熔点、难切削加工和利用其他加工方法难以成形的合金,如耐热合金、磁钢和不锈钢等。
(4)生产批量不受限制,可实现机械化流水线生产。
(5)工艺过程复杂、生产周期较长(4~15天),生产成本较高。
(6)因蜡模易变形,型壳强度不高等原因,铸件质量一般不超过25kg。
熔模铸造主要生产小型零件,目前它的应用还在不断扩大,例如,实验性的铸件,质量已达45kg,最大尺寸为1016mm。
4、离心铸造
离心铸造是指熔融金属浇入浇水平、倾斜或立轴旋转的铸型,在离心力作用下,凝固成形的铸造方法。离心铸造是在离心铸造机上用金属或砂型进行的。铸件轴线与旋转铸型的轴线重合。
离心铸造在离心铸造机上进行,按转轴的方位不同,分为立式、卧式和倾斜式三种类型。右图为立式和卧式离心铸造法。立式离心铸造机主要用于生产直径大于高度的圆环类铸件,卧式机主要用于生产长度大于直径的套类和管类铸件。
离心铸造时金属液在离心力作用下,结晶从外向内顺序进行,铸件组织细密,无缩孔、缩松、气孔、夹渣,力学性能好;铸造圆形中空铸件不用型芯;不用浇注系统,减少了金属消耗,生产率高,成本低;可铸造双金属铸件,例如钢套内镶铜,其结合面牢固、耐磨,可节约贵重金属材料,铸件表面Ra值为12.5μm~6.3μm。其缺点铸件的比重偏析大,金属液中的气体、熔渣等密度小的夹杂物,集中在内表面;铸件的内表面粗糙、尺寸误差大,所以易产生偏析的合金(如铅青铜)不宜采用离心铸造。
离心铸造广泛用于铸铁管、缸套、滑动轴承、双金属管、活塞环等的生产。