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精密铸造制壳工艺的特点与感应电炉炉衬材料的要求

2021-01-15 07:26:11
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  对目前国内铸造行业中普遍应用的4种制壳工艺的特点进行了分析对比。从精铸件质量比较,水玻璃型壳较差,复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之,硅溶胶一中温蜡型壳好。而从制壳成本比较,水玻璃型壳较低,硅溶胶一中温蜡型壳高。对这4种制壳工艺分别提出了改进措施。目前国内精铸件生产中普遍采用的制壳工艺有以下4种:
  一、硅溶胶型壳(低温蜡);
  二、硅溶胶型壳(中温蜡)。前3种方案均使用低温蜡(模);
  三、水玻璃型壳;
  四、复合型壳;
  我公司4种工艺兼有,以充足达到市场对精铸件质量、价位的不同需求、增加市场竞争力和适应力。
  一、硅溶胶(低温蜡)型壳这一工艺符合国情,在铸造1kg以上,特别是5kg以上中大件铸件时,具有愈大的适应性和优越性(与中温蜡相比)。一般来说,中大铸件的质量要求,特别是表面粗糙度、尺寸精度以及形位公差的要求不会太高,采用高熔点中温蜡并无需要。中温蜡需要高压(大于6-7MPa)或液态蜡压注蜡模,设备投资大。中温蜡厚大蜡模易缩陷、变形、成本高。低温蜡成型容易、设备简单,而蜡模表面粗糙度相差不大。
  二、硅溶胶(中温蜡)型壳这是环球上通用的精铸件生产工艺,它具有较不错的铸件质量、低的返修率,特别适合于表面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2),尺寸精度不错(CT3-CT5级)的中小件、特小件(2-1000g)。但由于设备及成本限制,较少应用于中大件(5-100kg)。
  三、水玻璃型壳这一工艺在国内已有近50年的生产历史,其厂点数至今仍占我国精铸厂家的75%以上。经过铸造界同仁个半世纪的不懈努力,水玻璃型壳工艺的应用和研讨已达到了很。几年来由于背层型壳耐火材料的改进和新型硬化剂的推广应用,水玻璃型壳强度有了成倍增长。铸件表面质量、尺寸精度及成品率有了很大提升,目前仍占很大的市场份额,并替代砂铸件成批出入口。
  四、复合型壳为克服上述水玻璃型壳的缺点,目前不少工厂将一、二层改用锆英石及莫来石-硅溶胶型壳。背层仍采用原有水玻璃型壳工艺。它是结合硅胶型壳的优良的表面质量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改进方案。与水玻璃型壳相比,其铸件表面质量有了很大提升,表面粗糙度降低、表面缺陷减少、返修率下降。可应用于不锈钢、耐热钢等高合金钢。生产周期则比低温蜡-硅溶胶型壳短得多,与水玻璃型壳相近。
  毛坯铸件的无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
  大型毛坯铸件缺陷位置、性质、大小评定大多依赖无损检测,因此大型毛坯铸件厂家都有相关的检测工程师,将使铸造缺陷无处遁形,进而为后续制定改进措施提供依据。
  无损检测通常包括:裂纹冷隔类缺陷、夹杂类缺陷、孔洞类缺陷、成分、组织不合格缺陷。
  感应电炉炉衬材料的要求:
  一、绝缘性能好,炉衬材料在低温时经得住炉料加料的撞击,高温时能承受合金压力和强烈的电磁搅拌作用。在合金液的不断冲刷作用下能合耐热侵蚀;
  二、打结性能好,易修补及烧结性能好,打结及维修方便,炉衬材料要在市场上易购;
  三、应有足够的耐火度,对于熔炼铸铁的炉衬材料耐火度应大于1650-1700℃,软化温度应高于1650℃;
  四、化学稳定性好,低温时不水解分化,高温时不易分解和还原,在熔炼过程中不易于金属合金液、渣、添加剂等产生物化反应,产生冶金反应物;
  五、热稳定性好、热膨胀系数小,炉衬的温度不断变化,不因受热不均匀而出现裂纹,体积要稳定,没有剧烈的膨胀和收缩而使炉衬变形;
  六、力学性能好、低温时经得住炉料加料撞击,高温时能承受合金液的压力和强烈的电磁搅拌作用。在合金液的不断冲刷作用下能和耐热侵蚀;
  修补情况及设备分析
  一、焊补:
  几乎所有的铸造厂家都选择焊补来解决生产中遇到的铸造缺陷。毛坯铸件焊补修理就是采用焊材一般与毛坯铸件材质相匹配了金属填充料,从而达到母体所要求的基本机械性能标准。这需要焊补方式多样;焊补方法简单;焊补速率不错,焊补成本还行,焊补对环境污染小,并且焊补之后后续处理简单,只有这样才能被铸造厂家所接受认同和信赖。
  二、铸工胶水:
  它是企业修补毛坯铸件的本能的选择,较主要的特点是简单,方便,廉,对员工要求不高。但是这种方式只适合粗放的毛坯铸件,一般修补处不能进行后续加工,且结合强度硬度很低。这样的工艺只适合简单粗放的毛坯铸件,或者是附加值比较低的毛坯铸件。

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