熔模铸造工艺流程 181117
一、熔模铸造的发展史熔模铸造又称为失蜡铸造,熔模铸造的历史可以追溯到4000年以前,最早起源于埃及、中国和印度,在我国的出土文物中发现在公元前2500年以前,我们的祖先就能用熔模铸造的方式生产各种铜器皿、钟鼎及艺术品。 现代熔模铸造工艺是在20世纪初期开始形成,最初用于制牙及珠宝饰业。第二次世界大战期间,由于国防、航空工业发展的需要,英、美等国首先采用熔模精密铸造方法,生产喷气涡轮发动机叶片等形状复杂、尺寸精确、表面质量要求很高且不易机械加工的铸件。
二、熔模铸造的优劣势1、熔模铸造的优势1-1 铸件尺寸精度高,表面粗糙度值小,尺寸CT6-9级,表面粗糙度Ra3.2-12.5;1-2 可铸造形状复杂的铸件,典型空心叶片,应用于铸件轻量化技术;1-3 合金材料不受限制,各种合金材料均可。1-4 生产灵活性高、适应性强。2、熔模铸造的劣势2-1 铸件尺寸不能太大:铸件重量最大可做到1000Kg,超出重量铸件难度较大;2-2 工艺过程复杂,生产周期长:影响质量因素太多,工序质量控制难度增大;2-3 铸件冷却速度较慢:导致铸件晶粒粗大,碳钢件易脱碳。三、产品类型分布主要生产成套的热处理工装夹具,都是高铬镍的耐热钢产品。主要的产品可分为底料盘、料框、网格、料杆等类别。
四、熔模铸造的产品及工艺设计流程1、熔模铸造的产品设计材质选择:
材质选择强力分析:
强力分析2. 熔模铸造工艺设计2-1 确定开模方案:整模还是拼接、是否需要顶模、一模几件等2-2 浇注系统的设计:组数方式、浇注方式等2-3 关键尺寸控制:是否需要检具、是否需要加工、是否需要校正模等2-4 关键的工序控制:蜡模、制壳、熔炼浇注以及清理过程是否有特殊要求等模具及工艺方案,模具外包加工,工艺自行设计模具:
模具及工艺方案,模具外包加工,工艺自行设计模具特殊的产品进行凝固模拟分析:
特殊的产品进行凝固模拟分析五、熔模铸造制造工艺流程制模——修模——蜡模组树——制壳(多层反复)——脱蜡(回收处理)——焙烧——熔炼浇注——清砂——切割——磨浇口——精整——检验——入库
熔模铸造生产流程1. 制作蜡模(制模)制模就是将蜡料压入模具型腔,冷却取出形成蜡模。
中温蜡料
射蜡机制作蜡模
射蜡机取模2. 修模修复蜡模表面的一些外观缺陷,如批缝、注蜡嘴、流纹等。
3. 组树焊接组树焊接是将修好了的蜡模按照工艺卡进行浇注系统的焊接。
组树焊接4. 制作模壳(制壳)制壳工艺为全硅溶胶工艺(因环保问题,水玻璃工艺已逐步被淘汰),即在蜡模表面先蘸上配好的硅溶胶涂料,然后撒上耐火砂料,型壳在特定的温湿度下进行干燥硬化,这样在蜡模表面形成了致密的耐火涂层,然后重复该工序5-6此,最后就形成了具有一定强度和耐火度的硅溶胶型壳。
制壳过程该工序上精铸的关键工序,质量的保证,需要注意涂料撒砂均匀,严格控制涂料的粘度、砂粉的粒度以及车间温湿度。5. 脱蜡脱蜡是将型壳里面的蜡通过高温蒸汽让蜡融化然后排出来,这样就得到了空腔的可以浇注成型的模壳了。
脱蜡过程6. 型壳焙烧型壳焙烧主要是烧掉模壳中残留的蜡料和水分,同时精密铸造是在红壳状态下浇注,通常将模壳在1000度左右焙烧1-2小时。注意连续焙烧,型壳焙烧散热条件不好的需要将底部垫起。
型壳焙烧7. 熔炼浇注按照产品的材质成分进行配料,然后进行钢液熔炼,除渣光谱测试,成分合格后就可以浇注,需要在红壳状态下严格按照工艺卡的要求将钢水浇入模壳,形成逐渐毛坯。
熔炼浇注8. 清砂脱壳待浇注后的产品充分冷却后,使用人工(锤击)或振动脱壳机使模壳从铸件上分离,得到浇注件。
清砂手工初步清砂后进行一次抛丸,这样铸件毛坯表面的型壳就基本除净了。9. 切割切割就是将模组上的铸件产品与浇注系统分离,所有的精铸件用的都是等离子切割,注意浇口余根不要太长,关键是不要切伤铸件本体。
等离子切割浇冒口10. 磨浇口磨浇口即是将切除浇注系统后的毛坯铸件上面的浇口余根去除掉,主要是通过砂轮打磨或者砂带打磨进行磨削,该工序有分为初磨和精磨,注意打磨不要损伤零件本体。
磨浇口11. 精整精整主要是修复铸件表面可能会有的一些外观缺陷,如砂孔、渣孔、飞边毛刺、变形等,主要的方式就是焊补、打磨、校正和抛丸。
精整12. 检验及入库精整后的铸件发质量部做尺寸外观检查,合格后就可以打包入库了。
检验及入库对于首批样件以及客户特别要求的产品我们都会100%进行渗透探伤,其余没有特殊要求的没批抽检探伤。六、 熔模铸造的发展趋势6-1 更大更薄:目前,熔模铸造生产的精密铸件,最大轮廓尺寸可达1.8m,而最小壁厚却不到2mm,最大铸件重量接近1000kg。6-2 更精:熔模铸件已经越来越精确,在ISO标准中的一般线性尺寸公差是CT6-9级,特殊线性尺寸公差高的可大CT3—6级,而熔模铸件表面粗糙度值也越来越小,可达到Ra0.8um。6-3 更强:由于材质的改进和工艺技术的进步使得铸件的性能越来越好。如飞机发动机用的涡轮叶片工作温度由980℃提高到1200℃;热等静压技术的应用使得熔模铸造生产的镍基高温合金、钛合金和铝合金的高温低周波疲劳性能提高3~10倍。