不銹鋼精密鑄造的機械性能比鑄鐵高,但其鑄造性能卻比鑄鐵差,屬于熔模精密鑄造或精密鑄造。不銹(xiu)鋼(gang)具有熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮性大等特點,精密鑄造適用于各種類型不銹鋼的鑄造。
  硅溶膠工藝不銹鋼鑄造屬于熔模精密鑄造或精密鑄造,是一種少切削或無切削的鑄造工藝,是鑄造行業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表面質量比其他鑄造方法更高,甚至其他鑄造方法難以鑄造的復雜、耐高溫、不易于加工的鑄件,均可采用熔模精密鑄造鑄得。
所謂熔(rong)(rong)模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝,簡單說就是用(yong)易熔(rong)(rong)材(例如(ru)蠟料(liao)或(huo)(huo)塑料(liao))制(zhi)成可(ke)熔(rong)(rong)性(xing)模(mo)(mo)型(xing)(xing)(簡稱(cheng)熔(rong)(rong)模(mo)(mo)或(huo)(huo)模(mo)(mo)型(xing)(xing)),在其上涂覆若干層特制(zhi)的耐火涂料(liao),經過干燥和硬化形成一個整(zheng)體型(xing)(xing)殼(ke)后(hou)(hou),再用(yong)蒸汽(qi)或(huo)(huo)熱(re)水從型(xing)(xing)殼(ke)中(zhong)熔(rong)(rong)掉模(mo)(mo)型(xing)(xing),然后(hou)(hou)把型(xing)(xing)殼(ke)置于(yu)砂箱中(zhong),在其四(si)周填充(chong)干砂造(zao)型(xing)(xing),最(zui)后(hou)(hou)將鑄(zhu)型(xing)(xing)放入焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)爐中(zhong)經過高溫焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)(如(ru)采(cai)用(yong)高強度型(xing)(xing)殼(ke)時(shi),可(ke)不必造(zao)型(xing)(xing)而(er)將脫(tuo)模(mo)(mo)后(hou)(hou)的型(xing)(xing)殼(ke)直接焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)),鑄(zhu)型(xing)(xing)或(huo)(huo)型(xing)(xing)殼(ke)經焙(bei)(bei)燒(shao)(shao)后(hou)(hou),于(yu)其中(zhong)澆注熔(rong)(rong)融金屬而(er)得(de)到鑄(zhu)件。
熔模(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)尺(chi)寸精(jing)(jing)度較(jiao)高,一般可達(da)CT4~6(砂型鑄(zhu)(zhu)(zhu)造為CT10~13,壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)為CT5~7),當然由于熔模(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造的(de)工藝過(guo)程(cheng)復雜,影響鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)尺(chi)寸精(jing)(jing)度的(de)因素較(jiao)多(duo),例如(ru)模(mo)(mo)料的(de)收縮(suo)、熔模(mo)(mo)的(de)變形(xing)、型殼在加熱(re)和(he)冷卻(que)過(guo)程(cheng)中的(de)線量變化、合(he)金的(de)收縮(suo)率以(yi)及在凝固過(guo)程(cheng)中鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)變形(xing)等(deng),所以(yi)普通熔模(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)尺(chi)寸精(jing)(jing)度雖然較(jiao)高,但其一致(zhi)性(xing)仍需(xu)提高(采用(yong)中、高溫蠟(la)料的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)尺(chi)寸一致(zhi)性(xing)要提高很多(duo))。
壓制熔模(mo)時,采用型腔表(biao)(biao)面(mian)光(guang)潔度高的(de)(de)壓型,因此,熔模(mo)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)光(guang)潔度也比較高。此外,型殼由耐(nai)高溫的(de)(de)特殊黏結劑和耐(nai)火材(cai)料配制成的(de)(de)耐(nai)火涂料涂掛在(zai)熔模(mo)上(shang)而(er)制成,與(yu)熔融金屬直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸的(de)(de)型腔內表(biao)(biao)面(mian)光(guang)潔度高。所(suo)以,熔模(mo)鑄件的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)光(guang)潔度比一(yi)般鑄件的(de)(de)高,一(yi)般可達Ra1.6~3.2μm。
熔(rong)(rong)模(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)造最(zui)大(da)的優點就是由于熔(rong)(rong)模(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)件(jian)有著很高的尺寸精度和(he)表面(mian)光潔度,所以可(ke)減少(shao)機(ji)械(xie)加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)作,只(zhi)是在零件(jian)上要求較高的部(bu)位留少(shao)許(xu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)余量(liang)即可(ke),甚至某些鑄(zhu)件(jian)只(zhi)留打磨、拋光余量(liang),不必機(ji)械(xie)加(jia)(jia)工(gong)(gong)即可(ke)使用。由此(ci)可(ke)見,采用熔(rong)(rong)模(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)造方(fang)法,可(ke)以大(da)量(liang)節(jie)(jie)省機(ji)床設備(bei)和(he)加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)時,大(da)幅度節(jie)(jie)約原材料金屬。
不(bu)銹鋼(gang)各(ge)種鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝的(de)(de)(de)(de)主要(yao)特點比(bi)較,見表2-2。表中包(bao)括利用金屬(shu)型(xing)永久型(xing)模及壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)方面的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝。實(shi)際直(zhi)到最近,由于(yu)所用壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)機的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)配件,包(bao)括壓(ya)型(xing)要(yao)承受強烈的(de)(de)(de)(de)熱沖擊,使(shi)金屬(shu)配件的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命縮短,因此還沒有哪(na)類(lei)鋼(gang)應用該鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝可(ke)進行(xing)大批量生(sheng)產(chan)。但是壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)工藝具(ju)有很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)率,故研究(jiu)不(bu)銹鋼(gang)壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)法(fa)(fa)發展很(hen)快(kuai),已成為現在生(sheng)產(chan)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件可(ke)行(xing)方法(fa)(fa)之一(yi)。

熔模鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa)的(de)(de)另一優點是(shi)(shi),它可以鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)各(ge)種(zhong)合(he)金(jin)的(de)(de)復雜的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian),特別是(shi)(shi)可以鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)高(gao)溫合(he)金(jin)鑄(zhu)(zhu)件(jian)。如(ru)噴氣(qi)式(shi)發動機的(de)(de)葉(xie)片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機械(xie)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)幾乎無法(fa)形成(cheng)。用熔模鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝(yi)生產不僅(jin)可以做到批(pi)量(liang)生產,保證(zheng)了鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)一致(zhi)性(xing),而且避免了機械(xie)加(jia)工(gong)(gong)后殘(can)留(liu)刀紋的(de)(de)應(ying)力集中。它們的(de)(de)基本工(gong)(gong)藝(yi)還是(shi)(shi)差距(ju)不大的(de)(de),主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)不銹鋼熔煉溫度略高(gao),所采用的(de)(de)造(zao)(zao)型材料及(ji)熔煉爐(lu)的(de)(de)筑爐(lu)材料有差異。
另外(wai)如果需要(yao)(yao)準(zhun)確區別鑄(zhu)造(zao),則還需要(yao)(yao)說(shuo)明兩者(zhe)采(cai)用(yong)的是什么(me)工(gong)藝(yi)(yi)生產(chan),例如普通砂鑄(zhu)、熔模鑄(zhu)造(zao),熔模鑄(zhu)造(zao)又(you)分水玻璃(li)工(gong)藝(yi)(yi)、硅酸乙酯工(gong)藝(yi)(yi)或硅溶膠工(gong)藝(yi)(yi)等等,沒有具體(ti)說(shuo)明及產(chan)品生產(chan)要(yao)(yao)求(qiu),很難明確說(shuo)明兩者(zhe)間的具體(ti)差異。
鑄(zhu)(zhu)造是將液體金屬(shu)澆注到鑄(zhu)(zhu)型,待其(qi)冷(leng)卻凝固(gu)后(hou)(hou),以獲得一(yi)定(ding)形狀和性(xing)能鑄(zhu)(zhu)件的成型方(fang)(fang)法(fa)。多數(shu)鑄(zhu)(zhu)件需要機械(xie)(xie)加(jia)工后(hou)(hou)方(fang)(fang)可使用,這(zhe)類鑄(zhu)(zhu)件叫做鑄(zhu)(zhu)造毛坯。也有的不經過機械(xie)(xie)加(jia)工直接裝配到機器(qi)上(shang)即可使用。
鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa)有很多,常分(fen)為砂(sha)(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)和特(te)(te)種(zhong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)兩(liang)類。砂(sha)(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)即為型(xing)砂(sha)(sha)緊實成型(xing)的鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa)。特(te)(te)種(zhong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)是與砂(sha)(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)不同的其他鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa),如(ru)金屬(shu)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)、壓力(li)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)、離心(xin)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)、熔模鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)、陶(tao)瓷鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)等。
熔模(mo)鑄造(zao)工藝流程,見圖(tu) 2-13。

熔模(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)、精(jing)密鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)及失蠟鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)在本(ben)質(zhi)上(shang)都(dou)是(shi)完全相(xiang)同的(de)(de)(de)。精(jing)密鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)特(te)點是(shi)在設計上(shang)較(jiao)其他(ta)金屬(shu)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)法具有更大的(de)(de)(de)靈活性。當鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)形狀復雜(za)而精(jing)度(du)要求又(you)較(jiao)高時,許多合金包括不(bu)銹鋼都(dou)可用此法生產。鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)可達到較(jiao)高的(de)(de)(de)精(jing)度(du),因此鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)可以少加(jia)(jia)工(gong)或不(bu)需(xu)切削加(jia)(jia)工(gong)。此法與砂型(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)相(xiang)似,即(ji)在金屬(shu)澆注、凝固后破壞鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)取出(chu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)。但精(jing)密鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)又(you)與其他(ta)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法不(bu)同,即(ji)模(mo)樣和鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)都(dou)是(shi)一次性的(de)(de)(de)。
生(sheng)產(chan)蠟模的(de)壓(ya)型根據所需鑄件的(de)精度及壓(ya)型的(de)使用壽命,可選用鋼、鋁、軟金屬或橡膠替材料來制造。
精(jing)密(mi)(mi)鑄(zhu)件可由實(shi)(shi)型(xing)(xing)法(fa)或陶瓷殼(ke)型(xing)(xing)法(fa)生產。實(shi)(shi)型(xing)(xing)法(fa)(見圖2-14)是用(yong)細的(de)硅膠涂(tu)料(liao)(liao)先在(zai)(zai)一(yi)(yi)次(ci)性的(de)模(mo)樣(yang)上(shang)涂(tu)刷一(yi)(yi)層,再撒上(shang)耐火(huo)沙子,然(ran)后在(zai)(zai)模(mo)樣(yang)周(zhou)圍灌以(yi)漿(jiang)料(liao)(liao),并讓其(qi)凝(ning)固(gu)。模(mo)樣(yang)因(yin)為沒(mei)有(you)分(fen)型(xing)(xing)面,所以(yi)所有(you)尺寸(cun)公差都保證一(yi)(yi)定的(de)精(jing)度。振動砂箱使(shi)模(mo)樣(yang)周(zhou)圍的(de)漿(jiang)料(liao)(liao)密(mi)(mi)實(shi)(shi)而無氣泡,并使(shi)水和固(gu)體材料(liao)(liao)分(fen)離,由型(xing)(xing)箱上(shang)部排出。將砂箱倒置在(zai)(zai)烘(hong)爐中,使(shi)蠟模(mo)熔化蠟液流出,即(ji)剩(sheng)下鑄(zhu)型(xing)(xing)。鑄(zhu)型(xing)(xing)在(zai)(zai)高溫下進(jin)行(xing)焙(bei)燒,熔燒后當(dang)鑄(zhu)型(xing)(xing)還(huan)處在(zai)(zai)熱狀態即(ji)準(zhun)備進(jin)行(xing)澆注(zhu)(zhu)。鑄(zhu)型(xing)(xing)按垂(chui)直方式排列,通常采(cai)用(yong)重力(li)澆注(zhu)(zhu),有(you)時也(ye)采(cai)用(yong)離心、真空或大氣壓力(li)的(de)方法(fa),在(zai)(zai)熱的(de)鑄(zhu)型(xing)(xing)中進(jin)行(xing)澆注(zhu)(zhu)。澆注(zhu)(zhu)完(wan)畢后,使(shi)鑄(zhu)型(xing)(xing)冷(leng)卻,然(ran)后破(po)壞鑄(zhu)型(xing)(xing)取(qu)出鑄(zhu)件。
陶(tao)瓷(ci)殼型鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)由于(yu)制(zhi)作鑄(zhu)(zhu)型的(de)費用(yong)(yong)較(jiao)實型鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)法便宜,這已被證實對精密鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生產(chan)者是(shi)(shi)有利的(de)。精鑄(zhu)(zhu)法的(de)模(mo)樣是(shi)(shi)用(yong)(yong)蠟模(mo)在中(zhong)心直澆口棒上(見圖2-14)。經組(zu)成(cheng)好(hao)的(de)模(mo)組(zu)在合適的(de)溶劑(ji)中(zhong)仔(zi)細清洗(xi),浸(jin)人(ren)硅酸乙酯中(zhong)滴(di)流(liu)幾分鐘。停止(zhi)滴(di)流(liu)后,將(jiang)模(mo)組(zu)放入流(liu)態床中(zhong)涂(tu)刷熔(rong)融(rong)過的(de)細石英粉漿(jiang)。浸(jin)漬、滴(di)流(liu)及涂(tu)刷重復(fu)進(jin)行。第三次(ci)以(yi)后可用(yong)(yong)較(jiao)粗的(de)熔(rong)融(rong)過的(de)石英砂涂(tu)刷,一般涂(tu)刷5層就足夠了。陶(tao)瓷(ci)殼型鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)占所有精密鑄(zhu)(zhu)件的(de)85%以(yi)上。
蠟(la)模通常優于塑料(liao)模。因為它價格比較便宜而且容(rong)易焊成樹狀。由于蠟(la)模尺寸(cun)(cun)對溫度具有敏感性,故通常為它提供(gong)具有空調的(de)房間。精(jing)密鑄造法(fa)尺寸(cun)(cun)公差(cha)的(de)控(kong)制(zhi)不僅要(yao)(yao)考慮鑄件本身尺寸(cun)(cun)的(de)變化(hua),也要(yao)(yao)計算蠟(la)模及鑄型尺寸(cun)(cun)的(de)變化(hua)。液態蠟(la)注入壓(ya)型后凝固及冷卻(que)時(shi)收(shou)縮,陶瓷(ci)殼型在(zai)高溫加熱時(shi)引(yin)起尺寸(cun)(cun)的(de)變化(hua),鑄造合金在(zai)凝固及隨后冷卻(que)時(shi)的(de)收(shou)縮,所(suo)有這(zhe)些尺寸(cun)(cun)的(de)變化(hua),都(dou)要(yao)(yao)通過制(zhi)造壓(ya)型時(shi)來加以補償,而蠟(la)模是由壓(ya)型直接(jie)制(zhi)造出來的(de)。
常用的精密鑄造(zao)混合料中的耐火(huo)材料為細石(shi)(shi)英(ying)砂和(he)石(shi)(shi)英(ying)粉(fen)。有時由于(yu)要(yao)獲得高熔點或改進熱穩定性,也采用其他耐火(huo)材料,如鋯石(shi)(shi)英(ying)、剛玉、氧(yang)化鎂,黏結(jie)劑包括硅酸(suan)乙酯及磷酸(suan)鎂。
圖2-14是熔(rong)模鑄(zhu)造工藝過程的示意圖。

這(zhe)些黏結劑在鑄(zhu)型脫(tuo)蠟后經過高溫(wen)(980~1100℃)焙(bei)燒(shao),使可(ke)獲得足夠的強(qiang)度。
精密鑄造的(de)設計(ji)(ji)者在鑄件幾何形狀的(de)設計(ji)(ji)方(fang)面有著(zhu)廣闊的(de)天地。在蠟(la)模中(zhong)(zhong)應用水溶性蠟(la)芯,就完全能生(sheng)產出內(nei)部輪廓相當復雜的(de)鑄件。這些(xie)芯子在形成整(zheng)個鑄型(xing)(xing)之前,便從(cong)蠟(la)模中(zhong)(zhong)被熔(rong)掉。在澆(jiao)注后,不銹鋼(gang)鑄件可在專門的(de)鹽浴池中(zhong)(zhong)清理,從(cong)型(xing)(xing)芯形成的(de)空腔中(zhong)(zhong)去(qu)除耐(nai)火鑄型(xing)(xing)。
精密鑄(zhu)造的主要特點:
①. 精鑄件(jian)尺(chi)寸(cun)能很好地控制且表面光潔度極佳。
②. 適用于生產(chan)幾何形狀復雜的鑄件。除表(biao)面需要進(jin)行(xing)切(qie)削加工外,可避免昂(ang)貴的裝配(pei)或加工費用。
③. 沒有像采用上、下(xia)箱方法(fa)生產(chan)時那(nei)樣,在鑄(zhu)件上存在分型線。
④. 成(cheng)本較砂(sha)型鑄(zhu)造為高。
鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)設計者一(yi)直在(zai)考慮(lv)按照(zhao)砂型鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa)或陶瓷(ci)型鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)方法(fa)來生產(chan)質(zhi)量(liang)超過4.54kg的(de)精(jing)密(mi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)。用精(jing)密(mi)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)法(fa)生產(chan)尺(chi)寸(cun)較(jiao)小(xiao)、形狀(zhuang)復雜的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)已得到(dao)普遍的(de)認(ren)可(ke)和承(cheng)認(ren)。但這種情況還(huan)正在(zai)變化,已經生產(chan)了許多質(zhi)量(liang)為22.7~45.4kg的(de)精(jing)密(mi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian),事實上已生產(chan)過一(yi)些(xie)鋼(gang)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian),其(qi)質(zhi)量(liang)已達227kg。
由(you)此可見,如果零件尺(chi)寸(cun)較(jiao)大,設計(ji)者沒有理(li)由(you)排除采用精密鑄造法生產的可能性。


 
		