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


  砂(sha)(sha)型(xing)(xing)的(de)制造是(shi)(shi)在砂(sha)(sha)箱(xiang)內沿(yan)模(mo)(mo)型(xing)(xing)周圍將砂(sha)(sha)春實,見圖2-2,型(xing)(xing)砂(sha)(sha)不是(shi)(shi)由人工鏟入或用拋砂(sha)(sha)機拋入,就是(shi)(shi)從上部的(de)斜槽落入砂(sha)(sha)箱(xiang)內。對較深(shen)的(de)砂(sha)(sha)箱(xiang)可(ke)以采取(qu)(qu)多次振擊(ji)加擠壓(ya)的(de)方法來春實型(xing)(xing)砂(sha)(sha),也可(ke)單獨使用振擊(ji)法。取(qu)(qu)出模(mo)(mo)型(xing)(xing)后(hou),即可(ke)安放(fang)型(xing)(xing)芯,然(ran)后(hou)合箱(xiang)送至(zhi)澆(jiao)注(zhu)工序。模(mo)(mo)型(xing)(xing)可(ke)以重復使用,澆(jiao)注(zhu)完成后(hou),砂(sha)(sha)型(xing)(xing)經過充分冷(leng)卻便可(ke)開(kai)箱(xiang)取(qu)(qu)出鑄(zhu)件(jian)。


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  型砂可以(yi)回收(shou),將其加(jia)入一些新(xin)黏土及水后(hou)混(hun)輾(zhan),可使(shi)舊黏土再生。黑色金屬鑄造用型砂一般是(shi)加(jia)入6%~8%的膨潤土作(zuo)黏結劑,再加(jia)入2%~3%的后(hou)水進行混(hun)輾(zhan)。


  砂型(xing)可用(yong)(yong)手動工(gong)具造(zao)(zao)型(xing)或振(zhen)壓(ya)造(zao)(zao)型(xing)、自動化造(zao)(zao)型(xing)、無(wu)箱(xiang)造(zao)(zao)型(xing)、高(gao)壓(ya)造(zao)(zao)型(xing)、地(di)面造(zao)(zao)型(xing)及地(di)坑造(zao)(zao)型(xing)等方法來(lai)進行生(sheng)產。不管采用(yong)(yong)哪種造(zao)(zao)型(xing)方法,砂型(xing)必須(xu)(xu)具有(you)足夠的(de)強度以(yi)抵(di)抗液(ye)態金屬的(de)靜壓(ya)力。在澆(jiao)注時,還必須(xu)(xu)承(cheng)受金屬流(liu)動的(de)沖(chong)蝕,此外還必須(xu)(xu)具有(you)透氣(qi)性(xing)、耐火性(xing)以(yi)及鑄(zhu)件(jian)冷卻(que)后容易(yi)落砂的(de)性(xing)能(neng)。


  黏(nian)土砂(sha)的(de)(de)混合料可用于濕(shi)型(xing)造型(xing)或干(gan)型(xing)造型(xing)。濕(shi)型(xing)是(shi)在造型(xing)之后,發生(sheng)明顯干(gan)燥(zao)之前(qian)立即(ji)澆注。濕(shi)型(xing)較干(gan)型(xing)用得較多,因為它省掉了進行烘(hong)干(gan)的(de)(de)時間(jian)和(he)烘(hong)干(gan)的(de)(de)燃料消(xiao)耗。濕(shi)型(xing)在大多數(shu)實(shi)際應用中(zhong),得到(dao)令人滿意的(de)(de)效果。濕(shi)型(xing)的(de)(de)濕(shi)度(du)應控制到(dao)足以防止在金(jin)屬-鑄(zhu)型(xing)界面上(shang)產(chan)生(sheng)過多的(de)(de)蒸汽(qi),并且要有夠的(de)(de)透氣(qi)性使蒸汽(qi)及其(qi)他氣(qi)體逸出,來防止氣(qi)孔的(de)(de)產(chan)生(sheng)。


  干(gan)型(xing)(xing)是在(zai)烘(hong)爐中加(jia)熱(re)使(shi)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)水分(fen)完全除去。一般(ban)干(gan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)硬(ying)度和(he)強度較(jiao)高,而且在(zai)澆(jiao)注時(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)發氣(qi)量(liang)較(jiao)少,所以干(gan)型(xing)(xing)鑄(zhu)(zhu)造的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件尺寸較(jiao)濕型(xing)(xing)的(de)(de)(de)更為(wei)精確,開(kai)裂的(de)(de)(de)敏感性及(ji)氣(qi)孔也較(jiao)濕型(xing)(xing)小。表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)和(he)風(feng)干(gan)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)也具有干(gan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)一些優(you)點。表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)型(xing)(xing),僅在(zai)型(xing)(xing)腔表(biao)面(mian)用噴(pen)燈(deng)或熱(re)空氣(qi)進行簡單的(de)(de)(de)烘(hong)烤(kao),使(shi)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)水分(fen)蒸(zheng)發。風(feng)干(gan)型(xing)(xing)是鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)在(zai)澆(jiao)注前讓其放置在(zai)大氣(qi)中一段較(jiao)長時(shi)(shi)間以獲得表(biao)面(mian)干(gan)燥(zao)的(de)(de)(de)效果。


圖 3.jpg


  型(xing)(xing)芯是用來(lai)形(xing)成鑄件的(de)內(nei)部(bu)形(xing)狀(zhuang)。圖2-3是型(xing)(xing)芯制作過程示意圖,圖2-4是手工春造(zao)型(xing)(xing)芯步驟示意圖。型(xing)(xing)芯必須具有(you)潰散性,以(yi)允許(xu)鑄造(zao)金(jin)屬在凝固及冷卻時能自由收縮。


圖 4.jpg


 型芯(xin)用的芯(xin)砂(sha),通常用石英砂(sha)及有機黏結劑(ji)如亞麻籽油來(lai)制作(zuo)。有時也加人(ren)谷類黏結劑(ji)以增加芯(xin)砂(sha)的強(qiang)度(du)。有機黏結劑(ji)制作(zuo)型芯(xin)的主要優點(與黏土(tu)比(bi)較)是,在金屬的熱作(zuo)用下能失去強(qiang)度(du)(即具有潰散性),以及在落砂(sha)時易從鑄件中清(qing)除。


 型(xing)芯是(shi)在芯盒中春實或吹(chui)人(ren)芯砂制(zhi)成(cheng)。如(ru)若型(xing)芯是(shi)分幾部分制(zhi)作,在烘(hong)(hong)干之后(hou)就應將它們黏(nian)合起來(lai),并進行短時(shi)間的(de)再烘(hong)(hong)干使其粘牢。烘(hong)(hong)烤是(shi)在烘(hong)(hong)爐內進行,爐內循環空(kong)氣的(de)溫度大(da)約為230℃最(zui)適(shi)宜。正(zheng)確烘(hong)(hong)烤過的(de)型(xing)芯不會產(chan)生有害氣體(ti),有足夠的(de)強度且在澆注后(hou)型(xing)芯被金屬包圍時(shi)具有適(shi)時(shi)的(de)潰散性(xing)。


  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(er)氧化碳(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(tan)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)及混砂(sha)可采用(yong)一般設備(bei),取消了鑄型(xing)烘干爐和型(xing)芯(xin)干燥器;


  ②. 鑄型(xing)及型(xing)芯(xin)加工(gong)出(chu)來(lai)后,可立即使用;


  ③. 由于型芯不需在濕態下搬(ban)運,因此不需要型芯定形托板;


  ④. 與一般樹脂(zhi)砂(sha)比較,由于固化(hua)后(hou)的鑄型及型芯再現模型及芯盒的精確度較高,故其尺寸可(ke)以得到改(gai)善。


  芯(xin)砂也可用自(zi)然(ran)硬化(hua)黏結劑(ji)(ji)或(huo)自(zi)硬黏結劑(ji)(ji)在低(di)溫和(he)一定時(shi)間內進行(xing)硬化(hua)。現(xian)在有(you)(you)不少這(zhe)類黏結劑(ji)(ji),已知的有(you)(you)熱芯(xin)盒或(huo)冷芯(xin)盒黏結劑(ji)(ji)。常(chang)用的有(you)(you)機樹脂包括甲醛、尿素及呋(fu)喃乙醇混(hun)(hun)合物,它們(men)在催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)如磷酸的作用下,使(shi)交聯鍵(jian)穿(chuan)入固定的聚合物中。若無催(cui)化(hua)劑(ji)(ji),呋(fu)喃乙醇將(jiang)會導致交聯鍵(jian)整個(ge)周期變長。有(you)(you)了(le)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)則(ze)使(shi)交聯鍵(jian)的反應速率(lv)大大增加。因此,這(zhe)類黏結劑(ji)(ji)可通過(guo)對混(hun)(hun)合物成分的選擇(ze),以此控制(zhi)硬化(hua)的整個(ge)時(shi)間。在黑(hei)色金屬鑄造方法中,鑄型及型芯(xin)混(hun)(hun)合料中的尿素成分必須嚴加控制(zhi)或(huo)不用,因為它能促(cu)使(shi)鑄件產生針(zhen)孔縮松。


  典(dian)型的芯砂(sha)混合料(liao)含(han)樹脂2%和催(cui)化劑(ji)0.6%~0.8%.硬(ying)化時間隨催(cui)化劑(ji)加人量、混砂(sha)溫度和混砂(sha)時間而變。這些材料(liao)在混砂(sha)機中從開(kai)始(shi)混制就進行(xing)硬(ying)化,因此它(ta)的存(cun)放時間很短。


  熱芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)法的(de)混合料必須具(ju)有良好的(de)流動(dong)性。常采用較(jiao)弱的(de)催化劑并將混合料吹(chui)入芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)。在芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)中,當芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)溫度達到200~260℃時,便產生發熱硬化作用,反應速率增加,在30s(秒)內(nei)芯(xin)(xin)(xin)(xin)便可硬化。這種方法的(de)缺(que)是(shi)在芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒(he)回用之前型芯(xin)(xin)(xin)(xin)必須硬化。


  冷芯(xin)盒(he)法(fa)采用(yong)一種(zhong)雙(shuang)成(cheng)分(fen)的液體有機黏結劑(ji)(ji)。第一種(zhong)成(cheng)分(fen)是(shi)酚(fen)醛(quan)(quan)樹(shu)脂作(zuo)為(wei)溶(rong)劑(ji)(ji),第二種(zhong)成(cheng)分(fen)是(shi)多異氰酸鹽(yan)作(zuo)為(wei)溶(rong)液。在懸浮空氣和(he)三乙(yi)基(ji)胺(an)作(zuo)為(wei)催化(hua)劑(ji)(ji)的作(zuo)用(yong)下(xia),酚(fen)醛(quan)(quan)樹(shu)脂與(yu)異氰酸鹽(yan)結合形成(cheng)硬的尿烷(wan)樹(shu)脂。這(zhe)種(zhong)雙(shuang)成(cheng)分(fen)黏結劑(ji)(ji)采用(yong)1:1的比例(li),混合后只往型砂中(zhong)加入(ru)1%~2%.硬化(hua)時(shi)間(jian)僅(jin)需(xu)10~20s,這(zhe)是(shi)一種(zhong)簡(jian)單的高生(sheng)產率的制芯(xin)方法(fa)。已采用(yong)過的三乙(yi)基(ji)胺(an),必(bi)須(xu)嚴格按照規定,將催化(hua)劑(ji)(ji)徹底(di)進行分(fen)解(jie)并通風排氣。硬化(hua)狀態的型芯(xin)含(han)氮量僅(jin)為(wei)黏結劑(ji)(ji)的3%,較熱(re)芯(xin)盒(he)法(fa)(含(han)量10%)為(wei)少(shao)。因此(ci),在黑色金屬鑄件中(zhong),用(yong)冷芯(xin)盒(he)法(fa)制得的型芯(xin),可(ke)以大(da)大(da)減(jian)少(shao)針孔縮松。


  有(you)一(yi)(yi)些大型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)鑄件完(wan)全采(cai)用(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)制造(zao);每個單(dan)獨的(de)(de)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)在(zai)(zai)地坑中進(jin)行裝(zhuang)配,然(ran)后將其(qi)安放(fang)在(zai)(zai)確定位置用(yong)(yong)填充砂春實(shi)或夾緊,這(zhe)個方法常被選用(yong)(yong)于(yu)那(nei)些設計(ji)出來的(de)(de)模型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)能從(cong)鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)中取出的(de)(de)場合。型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)的(de)(de)制作是用(yong)(yong)砂代替濕型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)砂春實(shi)于(yu)砂箱內或吹入砂箱內;這(zhe)種(zhong)鑄型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)烘干與型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)的(de)(de)烘干相同。這(zhe)種(zhong)方法的(de)(de)選用(yong)(yong)條件:①. 鑄件尺寸要(yao)求特別精確;②. 所有(you)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)需(xu)要(yao)進(jin)行仔細的(de)(de)調整。在(zai)(zai)一(yi)(yi)些情(qing)況下,型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)(xin)砂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(組芯(xin)(xin)造(zao)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing))用(yong)(yong)來改善鑄件表面光潔(jie)度或允許生(sheng)產出薄(bo)壁鑄件。


  在不銹(xiu)鋼鑄造中,砂(sha)型工藝不會(hui)輕易(yi)采(cai)用。因此,必須進行大量試驗(yan)以測試和控(kong)制(zhi)如下性能:


  ①. 透氣(qi)性,氣(qi)體從鑄(zhu)型型腔排出的能力;


  ②. 硬度(du),用標準硬度(du)計測量鑄型表面抵抗變形的能力;


  ③. 濕度(含水量);


  ④. 剪切及(ji)壓縮強度,通過(guo)標準儀器對型芯或干(gan)態和濕態型砂標準試(shi)樣進(jin)行(xing)測(ce)試(shi);


  ⑤.  高(gao)濕強(qiang)度,在可達1650℃高(gao)溫的爐中,對標準試(shi)樣進行(xing)壓力試(shi)驗;


  ⑥. 潰(kui)散性,表(biao)示試樣在(zai)高溫負荷下破壞的能(neng)力(li);


  ⑦. 膨脹及收(shou)縮性,用(yong)專門附件(jian)將(jiang)試樣裝到同一爐內(nei)進行試驗;


  ⑧. 顆粒(li)大小、形狀(zhuang)及分(fen)布,用一(yi)般的粒(li)度分(fen)類法(fa)或巖相分(fen)析法(fa)來決定。


  石(shi)英(ying)砂(sha)(sha)價格低(di)廉且有(you)足(zu)夠的耐(nai)火性。因此在鑄造(zao)工業中(zhong)廣泛(fan)用于制作中(zhong)等鑄型(xing)(xing)。其他耐(nai)火材(cai)料與適(shi)當的黏結劑混合(he)也和石(shi)英(ying)砂(sha)(sha)一(yi)樣用于造(zao)型(xing)(xing)。一(yi)些耐(nai)火材(cai)料的性能(neng)和選擇見表2-1.這(zhe)些材(cai)料有(you)許多用于特殊目的,如砂(sha)(sha)型(xing)(xing)鑄造(zao)法中(zhong)的鑄型(xing)(xing)鑲(xiang)塊。

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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. 具有(you)低的膨(peng)脹(zhang)系數(shu),在加熱時沒有(you)相(xiang)變(bian),因此不易引(yin)起膨(peng)脹(zhang)缺陷;


 ②. 有(you)較高的熔點,能夠防止鑄件在厚斷(duan)面處由于鑄型-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。


 為了(le)獲得表面光潔度較高的鑄(zhu)(zhu)件,包(bao)(bao)括較光滑表面和減少(shao)機械粘(zhan)砂(sha),有時(shi)在鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)及型(xing)(xing)(xing)芯表面上涂(tu)(tu)以涂(tu)(tu)料(liao)。涂(tu)(tu)料(liao)由(you)耐(nai)火材料(liao)所組成,其成分包(bao)(bao)括有石(shi)英螢(ying)(ying)石(shi)、鋯螢(ying)(ying)石(shi)或(huo)(huo)鉻鐵(tie)礦螢(ying)(ying)石(shi)。大多數鑄(zhu)(zhu)造廠采用(yong)鋯螢(ying)(ying)石(shi)。耐(nai)火材料(liao)為細粉末(mo)狀(zhuang)與水或(huo)(huo)酒精并(bing)加入少(shao)量膨潤土一起混合。涂(tu)(tu)料(liao)層(ceng)可采用(yong)刷涂(tu)(tu)或(huo)(huo)噴(pen)涂(tu)(tu)的辦法。在合型(xing)(xing)(xing)之前(qian),表面用(yong)氣體(ti)噴(pen)燈或(huo)(huo)熱空氣進行烘(hong)干。多層(ceng)涂(tu)(tu)料(liao)常(chang)用(yong)于(yu)厚壁鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)處(chu),以保護鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing),防止機械粘(zhan)砂(sha)。粘(zhan)砂(sha)是由(you)于(yu)金屬蒸(zheng)氣擴(kuo)散(san),經可透性鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing),在鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)表面下孔(kong)隙處(chu)凝聚而成。



2. 砂型(xing)鑄造設(she)計(ji)


 模(mo)樣的(de)設(she)計對生產合格鑄件極為重要。當生產大型鑄件或少量零部件以(yi)及(ji)試驗件時,才考慮制作整體(ti)的(de)木模(mo)或金屬(shu)模(mo)。組裝(zhuang)模(mo)型、模(mo)板或分開(kai)的(de)上、下模(mo)樣通常(chang)用來生產尺寸精(jing)確及(ji)高質(zhi)量的(de)鑄件。


 整(zheng)體模(mo)實(shi)質上(shang)是所生產(chan)的單個鑄件的復制品,見圖2-5(a)。分別制造上(shang)、下模(mo)樣(yang),因此鑄型(xing)也分成上(shang)、下兩(liang)半(ban),見圖2-5(b)。這種模(mo)樣(yang)主要用(yong)于生產(chan)大型(xing)鑄件。


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 模(mo)(mo)板[見圖2-5(c)]是將上(shang)半模(mo)(mo)安(an)裝在底(di)板的一(yi)面,而將下半模(mo)(mo)安(an)裝在該底(di)板的另一(yi)面;澆注冒口系統也都安(an)裝在底(di)板上(shang)。模(mo)(mo)板適用于(yu)機(ji)械化的大批量生(sheng)產。在許多實際(ji)生(sheng)產中,用兩個分(fen)開(kai)的模(mo)(mo)樣及造型機(ji)分(fen)別生(sheng)產上(shang)、下箱是較經濟的。


 砂型鑄(zhu)(zhu)造法(fa)可(ke)生產的(de)鑄(zhu)(zhu)件最小(xiao)壁厚(hou)(hou)為(wei)5.0mm或略微厚(hou)(hou)些。選(xuan)擇(ze)(ze)合適模具(ju)、合理地進(jin)行鑄(zhu)(zhu)件設(she)(she)計和選(xuan)擇(ze)(ze)適宜(yi)造型方法(fa),對于大多數合金來說(shuo),加(jia)工(gong)出薄(bo)壁鑄(zhu)(zhu)件是可(ke)能(neng)的(de)。但對于鉻系合金,加(jia)工(gong)薄(bo)壁鑄(zhu)(zhu)件則(ze)會遇(yu)到一些困難(nan)。當牽涉(she)復雜設(she)(she)計時,采(cai)用奧氏體 Cr-Ni牌號(hao)合金是較(jiao)(jiao)有利的(de),因(yin)為(wei)它具(ju)有較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)流(liu)動性。對于需要切削(xue)加(jia)工(gong)的(de)表(biao)面,在標準的(de)鑄(zhu)(zhu)造設(she)(she)計中,其加(jia)工(gong)余量為(wei)3.0mm或更大些。當采(cai)用特殊的(de)型芯鑲塊(kuai)或涂料(liao),加(jia)工(gong)余量可(ke)以減少。


 鑄件的尺寸(cun)公差取決(jue)于模具(ju)、結(jie)構設(she)(she)計(ji)和鑄件的大(da)小。在(zai)大(da)多數(shu)情況(kuang)下,所有(you)鑄件尺寸(cun)和鑄孔位置公差都(dou)控制在(zai)5.0mm/m以內。因為收(shou)縮是隨不(bu)同(tong)(tong)(tong)鑄型抵抗鑄件自由收(shou)縮而(er)變化的,故鑄造(zao)設(she)(she)計(ji)所提(ti)供的收(shou)縮量只能是一個簡單的平均數(shu)。當鑄件要(yao)求尺寸(cun)的精確度較高時(shi),一個簡單的模樣需要(yao)同(tong)(tong)(tong)時(shi)考(kao)慮(lv)幾(ji)個不(bu)同(tong)(tong)(tong)方向的收(shou)縮量。此外(wai),如果造(zao)型方法不(bu)同(tong)(tong)(tong),加工同(tong)(tong)(tong)一鑄件就可能需要(yao)完全不(bu)同(tong)(tong)(tong)的模樣以適應不(bu)同(tong)(tong)(tong)的收(shou)縮量。


 鑄(zhu)(zhu)孔(kong)的尺(chi)寸大小(xiao)(xiao)取(qu)決于(yu)該孔(kong)的位置(zhi)精確(que)度及所需的公差。砂(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)造型(xing)芯最(zui)小(xiao)(xiao)直徑(jing)不小(xiao)(xiao)于(yu)鑄(zhu)(zhu)件壁厚的一半(ban)或(huo)6.0mm,通常(chang)是更大些。如果鑄(zhu)(zhu)孔(kong)相對于(yu)基準面而言(yan)為(wei)緊配合公差,一般(ban)采用鉆孔(kong)較(jiao)鑄(zhu)(zhu)孔(kong)為(wei)好。


 一次性砂(sha)型是(shi)在(zai)模(mo)樣上填砂(sha)舂實,然后模(mo)樣必須從(cong)型腔中取出,起模(mo)時敲(qiao)打或振動模(mo)樣方能拔出,但對于所有(you)垂直分型面的表面都需要有(you)斜(xie)度。這個斜(xie)度稱為拔模(mo)斜(xie)度,通常在(zai)1°~1.5°之間(jian)。


 由于不(bu)(bu)銹鋼澆注溫度高,鑄(zhu)(zhu)件(jian)在鑄(zhu)(zhu)型中容(rong)易產生開裂或裂紋(wen)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)缺陷(xian)是由于鑄(zhu)(zhu)型阻止鑄(zhu)(zhu)件(jian)收縮(suo)所引起的(de),也是由于設計不(bu)(bu)合(he)理造成的(de)。改善型砂(sha)的(de)潰散性可以(yi)明顯控制(zhi)鑄(zhu)(zhu)型的(de)阻力(li)。金(jin)屬鑄(zhu)(zhu)造者可以(yi)通過調整(zheng)型砂(sha)的(de)成分來控制(zhi)鑄(zhu)(zhu)型的(de)潰散性。但在很(hen)多情況下,由于鑄(zhu)(zhu)件(jian)設計不(bu)(bu)合(he)理,用這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)方法是不(bu)(bu)能消除這(zhe)(zhe)(zhe)一缺陷(xian)的(de)。改變鑄(zhu)(zhu)件(jian)設計,避免鑄(zhu)(zhu)件(jian)薄斷面(mian)的(de)過早(zao)凝固(gu)和阻礙厚斷面(mian)的(de)收縮(suo),往(wang)往(wang)能減小鑄(zhu)(zhu)造應力(li)。當鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)斷面(mian)均勻時(shi),則不(bu)(bu)太容(rong)易產生裂紋(wen),但厚斷面(mian)熱節處常常是產生這(zhe)(zhe)(zhe)類(lei)缺陷(xian)的(de)原因(yin)。


圖 6.jpg 圖 7.jpg


 如果要(yao)獲(huo)得(de)合格鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)就必須控制鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)凝(ning)(ning)固時的(de)(de)(de)(de)溫度梯度。設(she)計(ji)者應(ying)(ying)(ying)認識到(dao)厚的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)(mian)不可能(neng)(neng)從薄的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)(mian)得(de)到(dao)補縮,如圖(tu)(tu)2-6所示(shi)的(de)(de)(de)(de)T形(xing)(xing)(xing)斷面(mian)(mian)(mian)。從所畫的(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)中(zhong)可以看(kan)到(dao)d區的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬量(liang)較a、b或c這三(san)個區為大(da),因(yin)此(ci)在(zai)d區中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬是(shi)一個熱節(jie),它最(zui)后(hou)凝(ning)(ning)固。通(tong)常,在(zai)熱節(jie)上(shang)面(mian)(mian)(mian)安放一個冒口是(shi)不經濟的(de)(de)(de)(de),因(yin)此(ci),熱節(jie)必須與它有一定的(de)(de)(de)(de)距離,通(tong)過過橋來(lai)補縮。在(zai)這樣的(de)(de)(de)(de)例子中(zhong),如果過橋首(shou)選凝(ning)(ning)固,熱節(jie)就會發生收縮。由于熱節(jie)是(shi)最(zui)后(hou)凝(ning)(ning)固,強度低,因(yin)此(ci)金(jin)(jin)屬很可能(neng)(neng)就產生開裂(lie)。因(yin)此(ci),開裂(lie)缺陷常常是(shi)與熱節(jie)的(de)(de)(de)(de)收縮聯系在(zai)一起的(de)(de)(de)(de)。很明顯(xian)設(she)計(ji)者應(ying)(ying)(ying)使(shi)熱節(jie)的(de)(de)(de)(de)尺寸為最(zui)小(xiao)。圖(tu)(tu)2-7表(biao)示(shi)在(zai)負(fu)荷(he)應(ying)(ying)(ying)力允許條件(jian)(jian)(jian)下,使(shi)一個連接斷面(mian)(mian)(mian)壁厚盡可能(neng)(neng)薄的(de)(de)(de)(de)情(qing)況。X形(xing)(xing)(xing)連接,對鑄(zhu)造來(lai)說是(shi)特別困難(nan)的(de)(de)(de)(de);可采用位移法(見圖(tu)(tu)2-8)來(lai)改進(jin)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)設(she)計(ji)。在(zai)圖(tu)(tu)2-9所示(shi)的(de)(de)(de)(de)框(kuang)架形(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)中(zhong),設(she)計(ji)者應(ying)(ying)(ying)將(jiang)X形(xing)(xing)(xing)連接改為Y形(xing)(xing)(xing)連接。圖(tu)(tu)2-10所示(shi)的(de)(de)(de)(de)是(shi)L形(xing)(xing)(xing)連接較好的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)經驗。必須注意所有連接法都應(ying)(ying)(ying)避免尖角。用圓(yuan)角代替(ti)尖角,使(shi)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)在(zai)許多(duo)方(fang)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)得(de)到(dao)改善。


圖 8.jpg


①. 尖角處的型砂,在澆(jiao)注(zhu)時(shi)容易被沖刷(shua)浸(jin)蝕(shi),所以應盡力避(bi)免。


②. 圓角增加(減少)了連接(jie)處的鑄型表面(mian)積(ji),因此減少連接(jie)點的凝固時間。


③. 單純從機械設計的觀點看,圓角將大(da)大(da)地減(jian)少(shao)應力集中(zhong)。


L 形連接的應力(li)集中系數,如圖 2-11 所示。


圖 11.jpg


為了控(kong)制鑄件的定(ding)(ding)向(xiang)凝固,假如(ru)可(ke)能,斷面應盡可(ke)能朝冒口處傾斜(xie)。往(wang)(wang)往(wang)(wang)認為均勻斷面是最好(hao)的設(she)計,但這個(ge)概念對鑄造工作者來說就不一(yi)定(ding)(ding)如(ru)此。如(ru)圖2-12(a)所(suo)示的閥(fa)體的設(she)計,沒有考慮(lv)到定(ding)(ding)向(xiang)凝固對鑄件很有利,圖2-12(b)被認為是最好(hao)的設(she)計,因為它的厚斷面容易為合理布置的冒口所(suo)補縮,且斷面連接半徑較大。


圖 12.jpg