精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨.docx
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1、精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨对目前国内精铸行业中广泛应用的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最好。而从制壳成本比较,水玻璃型壳最低,硅溶胶一中温蜡型壳最高。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广泛采用的制壳工艺有以下4种:A.水玻璃型壳;B.复合型壳;C.硅溶胶型壳(低温蜡);D.硅溶胶型壳(中温蜡)。前3种方案均使用低温蜡(模)。我公司4种工艺兼有,以充分满足市场对精铸件质量、价位的不同需求、增加市场竞争力和适应力。1、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
2、占我国精铸厂家的75%以上。经过精铸界同仁个半世纪的不懈努力,水玻璃型壳工艺的应用和研究已达到了很高水平。多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高,目前仍占很大的市场份额,并替代国外砂铸件成批出口。低廉的成本、最短的生产周期、优良的脱壳性能及高透气性至今仍是其他任何型壳工艺所不及的优点。但铸件的质量,包括表面粗糙度、缺陷数量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其他3种工艺要差(见表1)。1.1 存在的主要问题(1)水玻璃粘结剂固有的缺点是NaQ含量高,型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶剂型壳(只有它的1/30-1
3、/50)o加之面层耐火料采用了价低质次、粒度级配不良的石英砂(粉),硬化剂至今仍限于使用氯化氨,因而必然不能获得高质量的精铸件。(2)型壳生产条件差,缺乏严格的生产过程及参数的控制。由于硬化剂的强腐蚀性,除尘设备的简陋,很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产环境。影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序,极少按行业规定的操作规范严格控制。如定期检测涂料粘度、涂片重、硬化剂浓度、PH值等。型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制,故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。总之,大部分工厂停留在手工作坊阶段,靠技艺而不是靠科学的质量管理进行生产。这是水玻璃型壳数十年来铸件质量不稳定、
4、废品率、返修率高的重要原因之一。聂I40制完工W的精!件质量的造冏范.因对比序号树先工艺才窿JI合支先依名熔.吐*皎父先中渥*d*岐5!光1432!2义面板植”RamI1S6.3-12.53.2-6.30.8-3.23尺寸情品CTKT8CTS-CT7CT4-CT6CT3-CTS4(云KgI)1.04.56.085创先屑Mb1425*3”36野仲文堂副d34S7757修传材成钥.低合金6各约。各f8Kg1.0-200Igo57000.02-1.09除伶实例备臭嗔例网体、金江、低合金怜件不除钥、A,低令加值、-6的中小件.幺埠方孔槽的安仲、五金件、叶独、果先5tt集中大势,表面及Ma尺寸靖要求身的
5、铮件.带有尖角.K边的小件.转小件加仪表出轮、针愎也、Xtt19K.1.2改进方向(1)采用高纯度的硅微粉(脉石英)代替常用的低品位的石英砂粉作面层耐火材料,并应用“双峰”型粒度级配的圆形石英粉配制面层涂料。不仅可提高面层型壳的热化学稳定性,而且可以获得高粉液比涂料。我厂用模数为3.4、密度为128gc?的水玻璃配料,粉液比可达到14。硅微粉的技术要求见表2o表2硅嫩粉的技术要求(SiO2)/3(Fe2O3)/%8(J)IPH烧失粒反黑耀N所白度核形JO99.50.030.0870.590的彩注:硅微将为用于光化学成蜻的原料:p50m为中位抬径.经湿法球磨、单槽沉淀、磁选及离子高纯水处理,自然
6、形成圆形,双峰粒度级配,这种高纯低杂质的粉粒,比人工级配更理想。已在我公司实际应用,效果良好。(2)加强制壳工序的现场质量管理,按行业标准操作。同时应将涂料、撒砂、硬化场地与型壳干燥间隔离。后者控制温度、湿度,前者加强除尘、防腐,从而有利于型壳质量的稳定及改善操作环境。(3)采用石英-硅溶胶型壳代替第一、二层石英-水玻璃型壳,彻底取消面层和过渡层的水玻璃及氯化氨硬化剂。计算表明铸件成本仅增加0.46元kg(见表3),而制壳生产周期与水玻璃型壳基本相同。表3不同制壳工艺每1捐博件的材料成本鼾光工艺水域狗型先石美妙硅淳皎复合型光结美砂硅*较复合型壳成本/(元)900013602、复合型壳为克服上述
7、水玻璃型壳的缺点,目前不少工厂将第一、二层改用错英石及莫来石-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高,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(表1)。2.1存在的主要问题(1)由于背层保留了水玻璃粘结剂,故其型壳整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳低(表4)。其型焙烧温度只限于950以下。900以后型壳变形量增加了30机而硅溶胶型壳焙烧温度可达IoOO-1200,在IoO(TC以前
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