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精密铸 造主要制壳工艺的优缺点:

发布日期:2019-05-17 16:29:47

  1、目前国 内精铸件生产中广泛采用的制壳工艺有以下3种:A、水玻璃型壳;B、复合型壳;C、硅溶胶型壳;D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 数至今仍在我国精铸厂家中占有相当比重。多年来 由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。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。

  1.1存在的主要问题

  (1)水玻璃 粘结剂固有的缺点是Na2O含量高,型壳高温强度、抗蠕变 能力远不及硅溶剂型壳。加之面 层耐火料采用价低质次、粒度级 配不良的石英砂(粉),因而必 须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。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、废品率、返修率 高的重要原因之一。

  2、复合型 壳目前不少工厂将第一、二层改 用锆英粉及莫来石粉,硅溶胶型壳。

       背层仍 要用原有水玻璃型壳工艺。它是结 合硅溶胶型壳的优良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。生产周 期与水玻璃型壳相近。

  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,浇注的 铸件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳。

  (2)透气性 不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳,型壳高 温强度不及硅溶胶型壳,易造成废品。

  (3)复合型 壳铸件质量稳定性比水玻璃好,但远不如硅溶胶型壳。

  (4)复合型 壳由于采用价高的锆英粉作面层,其型壳 成本是水玻璃型壳的4.5倍,若背层 采用莫来石砂粉,其型壳 成本与硅溶胶型壳成本相差无几,其成本 低的优势并不明显。

  (5)复合型 壳不能使用中温蜡料。中温蜡 不能使用热水脱蜡。在高压釜中脱蜡时,由于高温、高压,中温蜡 液会与背层中的水玻璃及残留硬化剂产生剧烈的皂化反应,不经回 收处理无法回用。

  3、硅溶胶型壳20世纪60年代,硅溶胶 作为陶瓷壳型粘结剂应用于铸造领域,立即以 其无可比拟的优势逐步取代了曾经广泛使用的制备工艺繁杂、有污染、成本高 的水玻璃和硅酸乙脂水解液。

        实践证明,用硅溶 胶液作为陶瓷壳型粘剂具有下列优点:配制工艺简便,涂料便于贮存,浸涂用 过的料浆调整成分后可继续使用,减少材料消耗,浸涂工艺性能稳定,容易操作,取消了 用硅酸乙脂水解液时的氨干,工作环境得到改善,采用可 控湿度的热风干燥,壳型强度高,采用水基硅溶胶,安全性好。据称,从硅酸 乙酯改用硅溶胶后,能源消耗减少20~30%,壳型合格率提高15~20%,工作环境大大改善。

  3.1硅溶胶(低温蜡)型壳低温蜡成型容易、设备简单,蜡模表 面粗糙度相差不大,工艺比 复合型壳质量稳定,尤其是 铸件尺寸精度高,因它没有水玻璃存在,型壳高温性能好,焙烧后型壳透气性高,抗蠕变能力强,既可适用于薄壁件,复杂结构的中小件,又可生产重达50~100kg的特大件。

  3.1.1存在问题

  (1)由于采用低温蜡,大部分 型壳在水中脱蜡,难免有 皂化物残留进入型壳中易产生铸件表面夹杂,返修率稍高。

  (2)制壳生 产周期长是它的最大缺点和不足,尤其在生产大件,有深孔、深槽件时,每层干燥常用24~48h。

  (3)硅溶胶型壳(低温蜡)型壳成 本较水玻璃型壳高5倍,比复合型壳高17%。铸件成本相应较高。

  3.2硅溶胶(中温蜡)型壳国 际上通用的精铸件生产工艺,它具有 最高的铸件质量、最低的返修率,特别适 合于表面粗糙度要求高,尺寸精度高的中小件、特小件。

  3.2.1存在问题

  (1)成本高,其型壳 生产成本是水玻璃型壳的8倍。比低温 蜡硅溶胶型壳也高也25%。

  (2)生产周 期与低温蜡硅胶溶胶型壳相同,比水玻 璃及复合型壳长得多。

  (3)生产中 大件往往要采用中温液态蜡及高压注蜡,厚壁蜡模易缩凹,铸件尺 寸精度并不太高。中大件对尺寸精度、表面粗 糙度要求也没有小件那么高,故中大 件较少采用硅溶胶(中温蜡)型壳。

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