生產不銹鋼鑄件的造型材料大多采用石英砂,因為它價格便宜且有足夠的耐火性,所以適合于不銹鋼鑄造工藝。


 1. 砂型制造(zao)


  砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)的(de)制造是(shi)在砂(sha)(sha)箱(xiang)內沿(yan)模型(xing)(xing)(xing)周圍將砂(sha)(sha)春實,見圖2-2,型(xing)(xing)(xing)砂(sha)(sha)不是(shi)由人工鏟入或用拋砂(sha)(sha)機拋入,就是(shi)從上部的(de)斜(xie)槽落入砂(sha)(sha)箱(xiang)內。對較(jiao)深的(de)砂(sha)(sha)箱(xiang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)采取多次振擊(ji)加擠壓的(de)方法(fa)來春實型(xing)(xing)(xing)砂(sha)(sha),也可(ke)(ke)單獨使用振擊(ji)法(fa)。取出模型(xing)(xing)(xing)后,即可(ke)(ke)安放(fang)型(xing)(xing)(xing)芯,然后合箱(xiang)送至澆注工序。模型(xing)(xing)(xing)可(ke)(ke)以(yi)(yi)重復使用,澆注完成(cheng)后,砂(sha)(sha)型(xing)(xing)(xing)經過充分(fen)冷卻便可(ke)(ke)開箱(xiang)取出鑄(zhu)件。


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  型砂可(ke)以回收,將其加入(ru)一些新黏土(tu)及水后混輾,可(ke)使舊黏土(tu)再(zai)生。黑(hei)色金屬鑄造用型砂一般是加入(ru)6%~8%的膨潤土(tu)作(zuo)黏結(jie)劑,再(zai)加入(ru)2%~3%的后水進行(xing)混輾。


  砂(sha)型(xing)可用手動工具(ju)造(zao)(zao)型(xing)或振(zhen)壓(ya)造(zao)(zao)型(xing)、自動化造(zao)(zao)型(xing)、無箱造(zao)(zao)型(xing)、高(gao)壓(ya)造(zao)(zao)型(xing)、地(di)面(mian)造(zao)(zao)型(xing)及地(di)坑造(zao)(zao)型(xing)等方(fang)法來進行生產。不管采(cai)用哪種造(zao)(zao)型(xing)方(fang)法,砂(sha)型(xing)必須具(ju)有(you)足(zu)夠的強度以抵(di)抗液態金(jin)屬的靜(jing)壓(ya)力。在澆注時(shi),還必須承受(shou)金(jin)屬流動的沖蝕,此(ci)外還必須具(ju)有(you)透(tou)氣性(xing)(xing)、耐火性(xing)(xing)以及鑄件冷卻(que)后(hou)容易落砂(sha)的性(xing)(xing)能。


  黏土砂的(de)(de)(de)混合(he)料可用于濕(shi)型(xing)(xing)(xing)造(zao)型(xing)(xing)(xing)或干(gan)型(xing)(xing)(xing)造(zao)型(xing)(xing)(xing)。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)是在(zai)造(zao)型(xing)(xing)(xing)之(zhi)后,發(fa)生明(ming)顯干(gan)燥(zao)之(zhi)前(qian)立即澆注(zhu)。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)較干(gan)型(xing)(xing)(xing)用得較多,因為(wei)它省掉了進行烘干(gan)的(de)(de)(de)時(shi)間和烘干(gan)的(de)(de)(de)燃料消耗。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)在(zai)大(da)多數實際應用中,得到(dao)令人(ren)滿意的(de)(de)(de)效果。濕(shi)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)濕(shi)度(du)應控(kong)制(zhi)到(dao)足以防(fang)止在(zai)金(jin)屬(shu)-鑄型(xing)(xing)(xing)界(jie)面(mian)上產生過多的(de)(de)(de)蒸汽(qi),并且要有(you)夠(gou)的(de)(de)(de)透氣(qi)(qi)性使(shi)蒸汽(qi)及其他氣(qi)(qi)體逸出(chu),來防(fang)止氣(qi)(qi)孔的(de)(de)(de)產生。


  干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是在(zai)烘爐中加熱(re)使鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)水分(fen)完全除去。一般(ban)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度和(he)強(qiang)度較(jiao)高,而且在(zai)澆注(zhu)時鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)發氣(qi)量較(jiao)少,所以(yi)干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鑄造的(de)(de)(de)(de)(de)鑄件(jian)尺寸較(jiao)濕型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)更為精確,開裂的(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)及氣(qi)孔也較(jiao)濕型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)小。表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)和(he)風干(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也具有干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一些優點。表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),僅在(zai)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腔表(biao)面(mian)用噴燈或熱(re)空氣(qi)進行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)烘烤,使表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)水分(fen)蒸發。風干(gan)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)澆注(zhu)前讓其放置(zhi)在(zai)大氣(qi)中一段(duan)較(jiao)長時間以(yi)獲(huo)得表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)效果。


圖 3.jpg


  型芯(xin)是用來形(xing)成鑄件的內部形(xing)狀。圖2-3是型芯(xin)制作過程示意圖,圖2-4是手(shou)工春造型芯(xin)步驟示意圖。型芯(xin)必須具有(you)潰(kui)散性(xing),以允許鑄造金屬在凝固及冷(leng)卻(que)時能自由收(shou)縮(suo)。


圖 4.jpg


 型芯(xin)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)芯(xin)砂(sha),通常用(yong)(yong)石英砂(sha)及(ji)有機(ji)黏(nian)結劑如亞麻籽油來制作。有時也加(jia)人(ren)谷類(lei)黏(nian)結劑以增加(jia)芯(xin)砂(sha)的(de)(de)(de)強度。有機(ji)黏(nian)結劑制作型芯(xin)的(de)(de)(de)主要(yao)優點(與黏(nian)土比(bi)較)是,在(zai)金屬的(de)(de)(de)熱作用(yong)(yong)下能失去強度(即具有潰散性),以及(ji)在(zai)落砂(sha)時易從鑄件中清除。


 型(xing)(xing)芯(xin)是(shi)在(zai)芯(xin)盒中春實或吹人芯(xin)砂制成。如若(ruo)型(xing)(xing)芯(xin)是(shi)分幾部(bu)分制作,在(zai)烘(hong)(hong)干之后(hou)就應將它(ta)們黏合起(qi)來,并進行(xing)短時間的再烘(hong)(hong)干使其粘牢。烘(hong)(hong)烤是(shi)在(zai)烘(hong)(hong)爐內(nei)進行(xing),爐內(nei)循環空氣(qi)的溫度(du)大約為230℃最(zui)適宜。正確烘(hong)(hong)烤過的型(xing)(xing)芯(xin)不會(hui)產生有害氣(qi)體,有足夠的強度(du)且在(zai)澆注(zhu)后(hou)型(xing)(xing)芯(xin)被金(jin)屬包圍(wei)時具有適時的潰散性。


  樹脂越來越多地用來代替亞麻籽油作為型芯黏結劑。脲醛樹脂及酚醛樹脂也是兩種使用最廣泛的材料。酚醛樹脂較脲醛樹脂更適用于不銹鋼鑄造,因后者在很低的溫度下就會破裂,脲醛樹脂僅適于薄壁不銹鋼鑄件。甲醛樹脂在電介質烘爐內具有快速硬化的優點。另一制芯方法一般稱為二氧化碳法。這種方法是用水玻璃作黏結劑,同時加入有機物以改善其潰散性。芯砂在春實或吹人芯盒后,二氧(yang)化碳(tan)通過一系列通道進入型芯。在水玻璃變為凝膠時,芯砂立即黏著硬化。

 

  由于固化的鑄型及型芯相當堅硬,故在用砂充填模型及芯盒之前,應在它們上面噴灑聚硅氧烷分型劑。因為黏結劑較貴,故用CO2造型較用黏土砂造型費用大,加之落砂困難,故用二氧化碳法的成本就會增加。即便如此,此法仍具有許多優點:


  ①. 造型(xing)(xing)及混(hun)砂可采用一般設備,取消了鑄型(xing)(xing)烘(hong)干(gan)爐和型(xing)(xing)芯干(gan)燥器(qi);


  ②. 鑄型(xing)(xing)及(ji)型(xing)(xing)芯加工出來后(hou),可立(li)即使用;


  ③. 由(you)于型(xing)芯(xin)不(bu)需在濕態下搬運,因此不(bu)需要型(xing)芯(xin)定形托板;


  ④. 與(yu)一般樹(shu)脂砂比(bi)較(jiao),由于(yu)固化后的(de)鑄型及(ji)型芯再現(xian)模型及(ji)芯盒的(de)精確度(du)較(jiao)高,故其尺(chi)寸可(ke)以得到改善。


  芯(xin)砂也可用自然硬(ying)化(hua)(hua)黏結劑(ji)(ji)或自硬(ying)黏結劑(ji)(ji)在(zai)低(di)溫和一定時(shi)間內進行硬(ying)化(hua)(hua)。現(xian)在(zai)有不(bu)少(shao)這類黏結劑(ji)(ji),已知的(de)(de)有熱芯(xin)盒或冷(leng)芯(xin)盒黏結劑(ji)(ji)。常用的(de)(de)有機樹脂包(bao)括甲醛、尿素及呋喃(nan)乙醇混(hun)(hun)合(he)物,它們在(zai)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)如磷酸的(de)(de)作用下,使交(jiao)聯鍵(jian)穿入固定的(de)(de)聚(ju)合(he)物中。若無(wu)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji),呋喃(nan)乙醇將會導致交(jiao)聯鍵(jian)整(zheng)個周期變長。有了催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)則使交(jiao)聯鍵(jian)的(de)(de)反應速(su)率大大增加。因此(ci),這類黏結劑(ji)(ji)可通過對混(hun)(hun)合(he)物成分的(de)(de)選擇,以此(ci)控制硬(ying)化(hua)(hua)的(de)(de)整(zheng)個時(shi)間。在(zai)黑(hei)色金(jin)屬鑄(zhu)造方法中,鑄(zhu)型及型芯(xin)混(hun)(hun)合(he)料中的(de)(de)尿素成分必(bi)須嚴(yan)加控制或不(bu)用,因為它能促(cu)使鑄(zhu)件產生針孔(kong)縮(suo)松。


  典型的芯(xin)砂(sha)(sha)混合料(liao)含樹脂2%和(he)催化劑0.6%~0.8%.硬(ying)化時間隨催化劑加人量、混砂(sha)(sha)溫度(du)和(he)混砂(sha)(sha)時間而變。這些材料(liao)在混砂(sha)(sha)機中(zhong)從開始混制就進行硬(ying)化,因此(ci)它(ta)的存放時間很短。


  熱芯盒法(fa)的(de)混(hun)(hun)合(he)料必(bi)須(xu)具(ju)有良好的(de)流動性。常采用(yong)較弱的(de)催化劑并將混(hun)(hun)合(he)料吹入芯盒。在(zai)芯盒中,當芯盒溫度(du)達到200~260℃時,便產生發(fa)熱硬(ying)(ying)化作用(yong),反應(ying)速率增加(jia),在(zai)30s(秒)內芯便可硬(ying)(ying)化。這種方法(fa)的(de)缺(que)是在(zai)芯盒回用(yong)之前型芯必(bi)須(xu)硬(ying)(ying)化。


  冷(leng)芯盒法(fa)采(cai)用一(yi)種雙成分的(de)(de)液(ye)體有機(ji)黏結(jie)劑。第(di)一(yi)種成分是酚(fen)醛樹(shu)脂作為(wei)(wei)溶劑,第(di)二種成分是多異(yi)氰酸(suan)鹽作為(wei)(wei)溶液(ye)。在(zai)懸浮空氣和三乙基胺作為(wei)(wei)催化(hua)劑的(de)(de)作用下(xia),酚(fen)醛樹(shu)脂與異(yi)氰酸(suan)鹽結(jie)合形成硬的(de)(de)尿烷(wan)樹(shu)脂。這種雙成分黏結(jie)劑采(cai)用1:1的(de)(de)比(bi)例(li),混合后只往(wang)型砂中加入1%~2%.硬化(hua)時間僅(jin)需10~20s,這是一(yi)種簡單的(de)(de)高(gao)生產率的(de)(de)制(zhi)芯方法(fa)。已采(cai)用過的(de)(de)三乙基胺,必須嚴格按(an)照規(gui)定,將催化(hua)劑徹底進行(xing)分解并通(tong)風排氣。硬化(hua)狀(zhuang)態的(de)(de)型芯含氮量(liang)僅(jin)為(wei)(wei)黏結(jie)劑的(de)(de)3%,較(jiao)熱芯盒法(fa)(含量(liang)10%)為(wei)(wei)少。因(yin)此,在(zai)黑色金(jin)屬鑄(zhu)件中,用冷(leng)芯盒法(fa)制(zhi)得(de)的(de)(de)型芯,可以(yi)大(da)(da)大(da)(da)減少針孔縮(suo)松(song)。


  有(you)一些(xie)大型鑄件完(wan)全采用(yong)(yong)型芯(xin)制造;每個單(dan)獨的型芯(xin)在(zai)地(di)坑中進(jin)行裝配(pei),然后將(jiang)其安放在(zai)確(que)定位置用(yong)(yong)填充砂(sha)春(chun)實(shi)或(huo)夾緊(jin),這(zhe)個方法常被(bei)選用(yong)(yong)于那些(xie)設(she)計出(chu)來的模(mo)型不能從(cong)鑄型中取出(chu)的場合(he)。型芯(xin)的制作是用(yong)(yong)砂(sha)代替濕型砂(sha)春(chun)實(shi)于砂(sha)箱(xiang)內或(huo)吹(chui)入砂(sha)箱(xiang)內;這(zhe)種(zhong)鑄型的烘(hong)干與型芯(xin)的烘(hong)干相同。這(zhe)種(zhong)方法的選用(yong)(yong)條件:①. 鑄件尺寸要求(qiu)特別精確(que);②. 所有(you)型芯(xin)需要進(jin)行仔細的調整。在(zai)一些(xie)情況下,型芯(xin)砂(sha)型(組(zu)芯(xin)造型)用(yong)(yong)來改(gai)善鑄件表面(mian)光潔(jie)度(du)或(huo)允(yun)許(xu)生產出(chu)薄壁鑄件。


  在不銹(xiu)鋼鑄造中(zhong),砂型工藝不會輕易采用(yong)。因此,必須進行大量試驗(yan)以測試和控制如下性能:


  ①. 透(tou)氣性,氣體(ti)從鑄型型腔排出的能(neng)力;


  ②. 硬度,用標準(zhun)硬度計(ji)測量鑄型表面抵抗變形(xing)的能(neng)力(li);


  ③. 濕度(含水(shui)量);


  ④. 剪(jian)切及壓縮(suo)強(qiang)度,通(tong)過標(biao)(biao)準(zhun)儀器對型(xing)芯或(huo)干態和濕態型(xing)砂標(biao)(biao)準(zhun)試樣進行測試;


  ⑤.  高濕(shi)強(qiang)度(du),在可達1650℃高溫的爐中,對標準試(shi)樣進行壓力試(shi)驗;


  ⑥. 潰散性(xing),表示試樣在高溫負荷(he)下(xia)破壞(huai)的能(neng)力;


  ⑦. 膨脹及收縮(suo)性,用專門附(fu)件將試樣裝(zhuang)到同一爐內進行試驗(yan);


  ⑧. 顆(ke)粒大小、形狀及分(fen)布,用一般(ban)的粒度分(fen)類法或巖相分(fen)析法來決定。


  石英砂(sha)價格低廉且有足(zu)夠(gou)的(de)耐(nai)火(huo)性(xing)。因(yin)此在鑄(zhu)造(zao)工業中廣泛用(yong)(yong)(yong)于(yu)制作(zuo)中等鑄(zhu)型(xing)(xing)(xing)。其他耐(nai)火(huo)材料與適當(dang)的(de)黏結劑混(hun)合也和石英砂(sha)一(yi)(yi)樣(yang)用(yong)(yong)(yong)于(yu)造(zao)型(xing)(xing)(xing)。一(yi)(yi)些(xie)耐(nai)火(huo)材料的(de)性(xing)能和選擇見表2-1.這些(xie)材料有許多用(yong)(yong)(yong)于(yu)特殊目的(de),如砂(sha)型(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)造(zao)法中的(de)鑄(zhu)型(xing)(xing)(xing)鑲塊(kuai)。

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 鑄鋼廠中在鑄型的某些主要位置采用鋯砂(ZrO2·SiO2).這種材料比石英砂傳遞鑄件熱量更為迅速。此外,鋯砂與石英砂比較,還有以下優點:


 ①. 具(ju)有低的膨脹系數(shu),在加熱時沒有相變,因(yin)此不易(yi)引起膨脹缺陷;


 ②. 有較高的熔點,能夠(gou)防止鑄件在厚斷面處(chu)由于(yu)鑄型-金屬反應造成的機械粘砂。


  基于同樣的原因,特別是在歐洲,多將橄欖石砂[(Mg·Fe)2SiO2]耐火泥(燃燒的火泥)用在黑色金屬鑄件中,偶爾也用來作為面砂,以防止由于膨脹及滲透引起的缺陷。用耐火泥制造的大型鑄件,不像一般砂型那樣會產生結疤和砂斑缺陷。耐火泥比石英砂有較好的抗鋼液沖蝕能力,可用以制作橫澆道、型芯和鑄型。


 為(wei)了獲得表面光潔(jie)度較高(gao)的(de)鑄(zhu)件,包(bao)括(kuo)(kuo)較光滑表面和(he)減(jian)少機(ji)械粘砂(sha),有時(shi)在鑄(zhu)型(xing)及型(xing)芯(xin)表面上涂(tu)以涂(tu)料。涂(tu)料由耐火材(cai)料所組成,其(qi)成分包(bao)括(kuo)(kuo)有石(shi)英螢(ying)石(shi)、鋯螢(ying)石(shi)或(huo)(huo)鉻(ge)鐵礦螢(ying)石(shi)。大多(duo)數鑄(zhu)造廠采用鋯螢(ying)石(shi)。耐火材(cai)料為(wei)細粉末狀與(yu)水或(huo)(huo)酒精(jing)并加入少量膨潤土一起混(hun)合。涂(tu)料層可采用刷(shua)涂(tu)或(huo)(huo)噴(pen)涂(tu)的(de)辦法(fa)。在合型(xing)之前,表面用氣體噴(pen)燈或(huo)(huo)熱(re)空氣進(jin)行烘(hong)干。多(duo)層涂(tu)料常(chang)用于厚壁鑄(zhu)型(xing)處(chu),以保護(hu)鑄(zhu)型(xing),防止機(ji)械粘砂(sha)。粘砂(sha)是由于金屬蒸氣擴(kuo)散(san),經(jing)可透(tou)性鑄(zhu)型(xing),在鑄(zhu)型(xing)表面下孔隙處(chu)凝聚而成。



2. 砂(sha)型鑄造(zao)設計


 模(mo)樣的設計對生產(chan)合格鑄(zhu)件(jian)極(ji)為重要。當生產(chan)大型鑄(zhu)件(jian)或少量零部件(jian)以及試驗(yan)件(jian)時,才考慮制作整體的木模(mo)或金屬(shu)模(mo)。組裝(zhuang)模(mo)型、模(mo)板或分開(kai)的上(shang)、下模(mo)樣通(tong)常(chang)用(yong)來(lai)生產(chan)尺(chi)寸(cun)精確及高(gao)質量的鑄(zhu)件(jian)。


 整體模實質上是所生(sheng)產的單個鑄件的復(fu)制品,見圖2-5(a)。分別(bie)制造上、下(xia)模樣,因此(ci)鑄型也分成上、下(xia)兩半,見圖2-5(b)。這種模樣主(zhu)要用于生(sheng)產大型鑄件。


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 模(mo)(mo)板(ban)(ban)[見圖2-5(c)]是將(jiang)(jiang)上半(ban)模(mo)(mo)安裝(zhuang)在底(di)(di)(di)板(ban)(ban)的一(yi)面(mian),而將(jiang)(jiang)下半(ban)模(mo)(mo)安裝(zhuang)在該底(di)(di)(di)板(ban)(ban)的另一(yi)面(mian);澆注冒口系統也(ye)都安裝(zhuang)在底(di)(di)(di)板(ban)(ban)上。模(mo)(mo)板(ban)(ban)適用于機械化(hua)的大(da)批量生產。在許多(duo)實際生產中,用兩(liang)個分開的模(mo)(mo)樣及造型機分別(bie)生產上、下箱是較(jiao)經濟的。


 砂型鑄(zhu)造(zao)法(fa)可生產的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)最小壁厚(hou)為5.0mm或(huo)略微厚(hou)些。選擇合(he)適模具、合(he)理地進(jin)行鑄(zhu)件(jian)設(she)(she)計和選擇適宜造(zao)型方(fang)法(fa),對于大多(duo)數合(he)金(jin)來(lai)說,加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)出(chu)薄壁鑄(zhu)件(jian)是可能的(de)(de)。但(dan)對于鉻系合(he)金(jin),加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)薄壁鑄(zhu)件(jian)則會遇到(dao)一些困難。當牽涉(she)復雜設(she)(she)計時,采(cai)用奧氏體 Cr-Ni牌號合(he)金(jin)是較有利(li)的(de)(de),因為它具有較好的(de)(de)流動性。對于需要切削加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)表(biao)面,在標(biao)準(zhun)的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)設(she)(she)計中,其加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)余(yu)(yu)量為3.0mm或(huo)更大些。當采(cai)用特殊(shu)的(de)(de)型芯鑲塊或(huo)涂料,加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)余(yu)(yu)量可以減(jian)少。


 鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)尺寸(cun)公差取(qu)決于模(mo)(mo)(mo)具、結構設計和鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)大小。在(zai)大多數情況下,所(suo)有鑄(zhu)件(jian)(jian)尺寸(cun)和鑄(zhu)孔位置(zhi)公差都控制在(zai)5.0mm/m以內(nei)。因為收縮是隨不同(tong)鑄(zhu)型抵抗鑄(zhu)件(jian)(jian)自由收縮而變化(hua)的(de)(de),故鑄(zhu)造設計所(suo)提供的(de)(de)收縮量(liang)(liang)只能是一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)(de)平(ping)均數。當鑄(zhu)件(jian)(jian)要求尺寸(cun)的(de)(de)精確(que)度較高時,一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)需(xu)要同(tong)時考慮幾(ji)個(ge)不同(tong)方(fang)向的(de)(de)收縮量(liang)(liang)。此外,如果造型方(fang)法不同(tong),加工同(tong)一(yi)鑄(zhu)件(jian)(jian)就可能需(xu)要完全不同(tong)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)以適應(ying)不同(tong)的(de)(de)收縮量(liang)(liang)。


 鑄孔(kong)的(de)(de)尺(chi)寸大小取決于(yu)該孔(kong)的(de)(de)位置精確度及所需的(de)(de)公差。砂(sha)型鑄造型芯最小直(zhi)徑不小于(yu)鑄件壁厚(hou)的(de)(de)一半或6.0mm,通常是更大些。如果鑄孔(kong)相對于(yu)基準(zhun)面而言(yan)為緊配合(he)公差,一般采(cai)用鉆孔(kong)較鑄孔(kong)為好。


 一次(ci)性(xing)砂型(xing)是在模樣上(shang)填砂舂實,然后模樣必(bi)須(xu)從型(xing)腔中取(qu)出,起(qi)模時敲打或振動模樣方能拔出,但對于(yu)所(suo)有垂直分型(xing)面(mian)(mian)的(de)表面(mian)(mian)都需要有斜(xie)度。這個斜(xie)度稱為拔模斜(xie)度,通常在1°~1.5°之間。


 由于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)澆注溫度高,鑄(zhu)(zhu)(zhu)件在(zai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)中容(rong)(rong)易(yi)產生開裂或裂紋。這(zhe)種缺(que)(que)陷(xian)是由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)阻止(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件收(shou)(shou)縮(suo)所引起的(de),也是由于設(she)計不(bu)合理造成(cheng)的(de)。改善(shan)型(xing)砂的(de)潰(kui)散性可以(yi)(yi)明顯控制鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)的(de)阻力(li)。金屬鑄(zhu)(zhu)(zhu)造者可以(yi)(yi)通過調(diao)整型(xing)砂的(de)成(cheng)分來控制鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)的(de)潰(kui)散性。但在(zai)很多情況(kuang)下(xia),由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)件設(she)計不(bu)合理,用這(zhe)種方(fang)法是不(bu)能(neng)消除這(zhe)一缺(que)(que)陷(xian)的(de)。改變鑄(zhu)(zhu)(zhu)件設(she)計,避(bi)免鑄(zhu)(zhu)(zhu)件薄(bo)斷面(mian)的(de)過早凝固和阻礙厚(hou)斷面(mian)的(de)收(shou)(shou)縮(suo),往(wang)往(wang)能(neng)減小鑄(zhu)(zhu)(zhu)造應力(li)。當鑄(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)斷面(mian)均勻時,則不(bu)太容(rong)(rong)易(yi)產生裂紋,但厚(hou)斷面(mian)熱節處常常是產生這(zhe)類缺(que)(que)陷(xian)的(de)原因。


圖 6.jpg 圖 7.jpg


 如果要(yao)獲得合格鑄件(jian)就(jiu)必(bi)須控制鑄件(jian)凝(ning)固(gu)時的(de)(de)(de)(de)溫度梯度。設計者(zhe)應認識(shi)到(dao)厚的(de)(de)(de)(de)斷面不(bu)(bu)可(ke)(ke)能(neng)(neng)從(cong)(cong)薄(bo)的(de)(de)(de)(de)斷面得到(dao)補(bu)縮(suo)(suo),如圖(tu)2-6所(suo)(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)T形(xing)(xing)斷面。從(cong)(cong)所(suo)(suo)畫的(de)(de)(de)(de)圖(tu)中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)以看到(dao)d區(qu)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)量較(jiao)a、b或c這三個(ge)區(qu)為(wei)大,因(yin)此在(zai)(zai)d區(qu)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)是一(yi)個(ge)熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie),它(ta)最后凝(ning)固(gu)。通(tong)(tong)常,在(zai)(zai)熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)上面安放(fang)一(yi)個(ge)冒口是不(bu)(bu)經濟的(de)(de)(de)(de),因(yin)此,熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)必(bi)須與(yu)它(ta)有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)距離,通(tong)(tong)過(guo)(guo)過(guo)(guo)橋來補(bu)縮(suo)(suo)。在(zai)(zai)這樣的(de)(de)(de)(de)例(li)子中(zhong)(zhong),如果過(guo)(guo)橋首選凝(ning)固(gu),熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)收縮(suo)(suo)。由于熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)是最后凝(ning)固(gu),強度低(di),因(yin)此金(jin)屬(shu)很可(ke)(ke)能(neng)(neng)就(jiu)產(chan)生(sheng)開裂(lie)。因(yin)此,開裂(lie)缺陷(xian)常常是與(yu)熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)(suo)聯(lian)系在(zai)(zai)一(yi)起的(de)(de)(de)(de)。很明顯設計者(zhe)應使(shi)熱(re)(re)(re)節(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)尺寸為(wei)最小。圖(tu)2-7表示(shi)在(zai)(zai)負(fu)荷應力允許條件(jian)下(xia),使(shi)一(yi)個(ge)連接(jie)斷面壁(bi)厚盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)薄(bo)的(de)(de)(de)(de)情況。X形(xing)(xing)連接(jie),對鑄造(zao)來說是特別困難的(de)(de)(de)(de);可(ke)(ke)采(cai)用(yong)(yong)位(wei)移(yi)法(見圖(tu)2-8)來改(gai)進鑄件(jian)設計。在(zai)(zai)圖(tu)2-9所(suo)(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)框架形(xing)(xing)鑄件(jian)中(zhong)(zhong),設計者(zhe)應將X形(xing)(xing)連接(jie)改(gai)為(wei)Y形(xing)(xing)連接(jie)。圖(tu)2-10所(suo)(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)是L形(xing)(xing)連接(jie)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)設計經驗。必(bi)須注意所(suo)(suo)有連接(jie)法都應避(bi)免尖角(jiao)。用(yong)(yong)圓角(jiao)代(dai)替尖角(jiao),使(shi)鑄件(jian)在(zai)(zai)許多(duo)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)質量得到(dao)改(gai)善。


圖 8.jpg


①. 尖角處的型砂,在澆注時(shi)容易(yi)被(bei)沖刷浸蝕,所以(yi)應(ying)盡力避免。


②. 圓角增加(減(jian)少)了連(lian)接(jie)處的鑄型表面(mian)積,因此減(jian)少連(lian)接(jie)點(dian)的凝(ning)固時間(jian)。


③. 單純(chun)從機械設計的(de)觀點看(kan),圓(yuan)角將(jiang)大大地減少應(ying)力集中(zhong)。


L 形(xing)連接的應力集中系(xi)數,如圖 2-11 所示。


圖 11.jpg


為了(le)控制鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)定(ding)向凝固(gu),假如(ru)可能(neng),斷面(mian)應盡可能(neng)朝冒口處傾斜。往往認為均(jun)勻斷面(mian)是最(zui)好的(de)(de)(de)(de)設計,但這(zhe)個概念對(dui)鑄(zhu)造工作者來說就不一定(ding)如(ru)此(ci)。如(ru)圖(tu)2-12(a)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)閥體(ti)的(de)(de)(de)(de)設計,沒有考慮到定(ding)向凝固(gu)對(dui)鑄(zhu)件(jian)很(hen)有利,圖(tu)2-12(b)被認為是最(zui)好的(de)(de)(de)(de)設計,因為它的(de)(de)(de)(de)厚斷面(mian)容易為合理布置(zhi)的(de)(de)(de)(de)冒口所(suo)補縮,且斷面(mian)連接半(ban)徑(jing)較(jiao)大。


圖 12.jpg