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)型(xing)的(de)制造是在砂(sha)箱內沿(yan)模(mo)型(xing)周圍將砂(sha)春(chun)實,見圖(tu)2-2,型(xing)砂(sha)不是由人工鏟入(ru)或用(yong)拋(pao)砂(sha)機拋(pao)入(ru),就是從上部的(de)斜槽(cao)落入(ru)砂(sha)箱內。對較深(shen)的(de)砂(sha)箱可(ke)(ke)以采取多次振擊(ji)加擠壓的(de)方法來春(chun)實型(xing)砂(sha),也可(ke)(ke)單獨使用(yong)振擊(ji)法。取出模(mo)型(xing)后(hou),即可(ke)(ke)安放型(xing)芯,然后(hou)合箱送至澆(jiao)注工序。模(mo)型(xing)可(ke)(ke)以重(zhong)復(fu)使用(yong),澆(jiao)注完(wan)成后(hou),砂(sha)型(xing)經過充分冷卻(que)便可(ke)(ke)開箱取出鑄件(jian)。


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  型砂(sha)可以回收,將其加入(ru)一些新黏土及水后(hou)混(hun)輾,可使舊黏土再生。黑(hei)色金屬(shu)鑄造用型砂(sha)一般是(shi)加入(ru)6%~8%的(de)膨潤土作(zuo)黏結(jie)劑(ji),再加入(ru)2%~3%的(de)后(hou)水進行混(hun)輾。


  砂型(xing)(xing)可用手動工具(ju)造(zao)型(xing)(xing)或振(zhen)壓造(zao)型(xing)(xing)、自(zi)動化造(zao)型(xing)(xing)、無箱造(zao)型(xing)(xing)、高壓造(zao)型(xing)(xing)、地面造(zao)型(xing)(xing)及地坑(keng)造(zao)型(xing)(xing)等方法(fa)來進行生產(chan)。不(bu)管采用哪種造(zao)型(xing)(xing)方法(fa),砂型(xing)(xing)必(bi)(bi)須(xu)具(ju)有(you)足夠(gou)的強度以抵(di)抗液態(tai)金屬的靜壓力。在澆(jiao)注(zhu)時,還必(bi)(bi)須(xu)承受(shou)金屬流動的沖蝕,此外(wai)還必(bi)(bi)須(xu)具(ju)有(you)透氣性(xing)、耐火性(xing)以及鑄件冷卻后(hou)容易落砂的性(xing)能。


  黏土(tu)砂的(de)(de)(de)混合料可用于(yu)濕(shi)型(xing)(xing)造(zao)型(xing)(xing)或干型(xing)(xing)造(zao)型(xing)(xing)。濕(shi)型(xing)(xing)是(shi)在(zai)造(zao)型(xing)(xing)之后,發(fa)生明顯(xian)干燥之前立(li)即澆注(zhu)。濕(shi)型(xing)(xing)較干型(xing)(xing)用得較多(duo)(duo),因為它省掉了進行烘(hong)干的(de)(de)(de)時間和烘(hong)干的(de)(de)(de)燃料消耗(hao)。濕(shi)型(xing)(xing)在(zai)大多(duo)(duo)數實際(ji)應(ying)用中(zhong),得到令人(ren)滿意(yi)的(de)(de)(de)效果。濕(shi)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)濕(shi)度應(ying)控制(zhi)到足以防(fang)止在(zai)金(jin)屬-鑄型(xing)(xing)界面上產生過多(duo)(duo)的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽,并且要有夠的(de)(de)(de)透氣性使(shi)蒸(zheng)汽及(ji)其他氣體逸出(chu),來防(fang)止氣孔的(de)(de)(de)產生。


  干(gan)型(xing)(xing)(xing)是(shi)在烘爐(lu)中加熱使(shi)鑄型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)水分完(wan)全除去。一(yi)般干(gan)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)硬(ying)度(du)和強(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)高,而(er)且在澆注時(shi)鑄型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)發(fa)氣量較(jiao)(jiao)(jiao)少(shao),所以干(gan)型(xing)(xing)(xing)鑄造(zao)的(de)(de)鑄件尺寸較(jiao)(jiao)(jiao)濕型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)更為精確,開(kai)裂(lie)的(de)(de)敏感性及(ji)氣孔也較(jiao)(jiao)(jiao)濕型(xing)(xing)(xing)小。表面(mian)干(gan)燥(zao)和風(feng)干(gan)的(de)(de)鑄型(xing)(xing)(xing)也具有干(gan)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)些優(you)點。表面(mian)干(gan)燥(zao)型(xing)(xing)(xing),僅在型(xing)(xing)(xing)腔表面(mian)用噴燈或熱空氣進(jin)行簡(jian)單的(de)(de)烘烤,使(shi)表面(mian)的(de)(de)水分蒸發(fa)。風(feng)干(gan)型(xing)(xing)(xing)是(shi)鑄型(xing)(xing)(xing)在澆注前讓(rang)其(qi)放置在大氣中一(yi)段(duan)較(jiao)(jiao)(jiao)長時(shi)間以獲得表面(mian)干(gan)燥(zao)的(de)(de)效果。


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  型(xing)芯是(shi)(shi)用來形(xing)成鑄(zhu)件的(de)內部形(xing)狀。圖(tu)(tu)2-3是(shi)(shi)型(xing)芯制作過程示(shi)意圖(tu)(tu),圖(tu)(tu)2-4是(shi)(shi)手(shou)工春造(zao)型(xing)芯步(bu)驟示(shi)意圖(tu)(tu)。型(xing)芯必須具有潰散(san)性,以允許鑄(zhu)造(zao)金屬在凝(ning)固及冷卻(que)時能自由收縮(suo)。


圖 4.jpg


 型(xing)(xing)芯(xin)用的(de)芯(xin)砂(sha),通(tong)常(chang)用石英砂(sha)及有(you)機(ji)黏(nian)(nian)結劑如(ru)亞麻籽油來制作(zuo)。有(you)時也(ye)加人谷類(lei)黏(nian)(nian)結劑以(yi)增加芯(xin)砂(sha)的(de)強度(du)(du)。有(you)機(ji)黏(nian)(nian)結劑制作(zuo)型(xing)(xing)芯(xin)的(de)主要優點(與黏(nian)(nian)土比較(jiao))是,在金屬的(de)熱(re)作(zuo)用下能失(shi)去強度(du)(du)(即具有(you)潰散性),以(yi)及在落砂(sha)時易從鑄件中(zhong)清(qing)除(chu)。


 型(xing)芯是(shi)在(zai)芯盒中春(chun)實或吹人芯砂制成。如若(ruo)型(xing)芯是(shi)分幾部分制作,在(zai)烘(hong)干之后(hou)就應將它(ta)們黏合起來,并進行短時間的再(zai)烘(hong)干使其粘牢。烘(hong)烤是(shi)在(zai)烘(hong)爐(lu)內進行,爐(lu)內循環空氣的溫(wen)度大(da)約為230℃最適(shi)宜。正確烘(hong)烤過的型(xing)芯不(bu)會產生有害氣體,有足夠的強度且在(zai)澆注后(hou)型(xing)芯被(bei)金屬包圍時具有適(shi)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,二氧化碳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(hua)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(zao)型(xing)(xing)及(ji)混(hun)砂可(ke)采用一般設備(bei),取消了鑄型(xing)(xing)烘干(gan)爐和型(xing)(xing)芯干(gan)燥器(qi);


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


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


  ④. 與一(yi)般樹(shu)脂砂(sha)比較,由于固化后的(de)鑄型及型芯再現模(mo)型及芯盒的(de)精(jing)確度(du)較高,故其尺寸(cun)可以得到改善。


  芯砂也(ye)可(ke)用自然硬化黏(nian)(nian)(nian)(nian)結劑(ji)(ji)或自硬黏(nian)(nian)(nian)(nian)結劑(ji)(ji)在(zai)低(di)溫和一定(ding)時間(jian)內進行(xing)硬化。現在(zai)有(you)不少這類(lei)黏(nian)(nian)(nian)(nian)結劑(ji)(ji),已(yi)知的(de)(de)(de)(de)有(you)熱(re)芯盒(he)或冷芯盒(he)黏(nian)(nian)(nian)(nian)結劑(ji)(ji)。常(chang)用的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)樹脂包(bao)括甲醛、尿素及呋喃乙(yi)醇混合物,它們在(zai)催化劑(ji)(ji)如磷酸的(de)(de)(de)(de)作用下,使交(jiao)聯(lian)鍵(jian)穿(chuan)入固定(ding)的(de)(de)(de)(de)聚合物中(zhong)(zhong)。若無催化劑(ji)(ji),呋喃乙(yi)醇將會(hui)導致交(jiao)聯(lian)鍵(jian)整(zheng)個周(zhou)期(qi)變(bian)長(chang)。有(you)了催化劑(ji)(ji)則使交(jiao)聯(lian)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)反應速(su)率大(da)大(da)增加(jia)。因(yin)此,這類(lei)黏(nian)(nian)(nian)(nian)結劑(ji)(ji)可(ke)通過(guo)對混合物成分的(de)(de)(de)(de)選擇,以(yi)此控制(zhi)硬化的(de)(de)(de)(de)整(zheng)個時間(jian)。在(zai)黑色(se)金屬鑄造方法中(zhong)(zhong),鑄型及型芯混合料中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)尿素成分必須(xu)嚴加(jia)控制(zhi)或不用,因(yin)為它能促(cu)使鑄件產生(sheng)針孔(kong)縮松(song)。


  典型的(de)芯砂(sha)混合料含樹脂(zhi)2%和催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)0.6%~0.8%.硬(ying)化(hua)(hua)時(shi)(shi)間(jian)隨催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)加(jia)人量、混砂(sha)溫度和混砂(sha)時(shi)(shi)間(jian)而變。這些(xie)材(cai)料在混砂(sha)機中從(cong)開始混制就進行硬(ying)化(hua)(hua),因此它(ta)的(de)存(cun)放時(shi)(shi)間(jian)很短。


  熱芯盒(he)(he)(he)法的(de)(de)(de)混(hun)合料必須具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)流動性。常采用(yong)較弱的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑并將(jiang)混(hun)合料吹入(ru)芯盒(he)(he)(he)。在芯盒(he)(he)(he)中,當芯盒(he)(he)(he)溫度達到200~260℃時,便(bian)產生(sheng)發熱硬(ying)化(hua)作用(yong),反應速率增(zeng)加,在30s(秒)內芯便(bian)可硬(ying)化(hua)。這種方(fang)法的(de)(de)(de)缺(que)是(shi)在芯盒(he)(he)(he)回用(yong)之前型芯必須硬(ying)化(hua)。


  冷芯(xin)(xin)盒(he)法(fa)采用(yong)一種(zhong)雙(shuang)(shuang)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)液體有機黏(nian)結劑。第(di)一種(zhong)成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)酚(fen)醛樹(shu)脂作為溶劑,第(di)二種(zhong)成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)多異(yi)氰酸鹽作為溶液。在懸浮空氣(qi)和三(san)乙基胺(an)作為催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia),酚(fen)醛樹(shu)脂與異(yi)氰酸鹽結合形(xing)成(cheng)硬(ying)(ying)的(de)(de)(de)尿烷樹(shu)脂。這種(zhong)雙(shuang)(shuang)成(cheng)分(fen)黏(nian)結劑采用(yong)1:1的(de)(de)(de)比例(li),混(hun)合后只往型砂中(zhong)加入1%~2%.硬(ying)(ying)化(hua)時間(jian)僅(jin)需10~20s,這是(shi)(shi)一種(zhong)簡單(dan)的(de)(de)(de)高生產率的(de)(de)(de)制芯(xin)(xin)方法(fa)。已采用(yong)過的(de)(de)(de)三(san)乙基胺(an),必須嚴(yan)格按照規定,將催(cui)化(hua)劑徹底進(jin)行分(fen)解(jie)并(bing)通風排氣(qi)。硬(ying)(ying)化(hua)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)型芯(xin)(xin)含氮量(liang)僅(jin)為黏(nian)結劑的(de)(de)(de)3%,較熱芯(xin)(xin)盒(he)法(fa)(含量(liang)10%)為少。因此,在黑色金屬鑄(zhu)件中(zhong),用(yong)冷芯(xin)(xin)盒(he)法(fa)制得的(de)(de)(de)型芯(xin)(xin),可(ke)以大大減少針(zhen)孔縮松。


  有(you)一(yi)(yi)些(xie)大型(xing)(xing)(xing)鑄(zhu)(zhu)件(jian)完全采(cai)用型(xing)(xing)(xing)芯(xin)制造(zao);每個單獨的(de)(de)型(xing)(xing)(xing)芯(xin)在(zai)(zai)地坑中進(jin)行裝配,然后(hou)將其(qi)安放在(zai)(zai)確(que)定位置用填(tian)充砂(sha)春實或(huo)夾(jia)緊,這(zhe)(zhe)個方(fang)法常(chang)被選(xuan)用于(yu)那些(xie)設計(ji)出來的(de)(de)模型(xing)(xing)(xing)不能從鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)中取出的(de)(de)場合。型(xing)(xing)(xing)芯(xin)的(de)(de)制作是用砂(sha)代替濕型(xing)(xing)(xing)砂(sha)春實于(yu)砂(sha)箱內或(huo)吹入砂(sha)箱內;這(zhe)(zhe)種鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)烘干與型(xing)(xing)(xing)芯(xin)的(de)(de)烘干相同。這(zhe)(zhe)種方(fang)法的(de)(de)選(xuan)用條件(jian):①. 鑄(zhu)(zhu)件(jian)尺寸要求特別精確(que);②. 所有(you)型(xing)(xing)(xing)芯(xin)需(xu)要進(jin)行仔(zi)細的(de)(de)調整。在(zai)(zai)一(yi)(yi)些(xie)情況下(xia),型(xing)(xing)(xing)芯(xin)砂(sha)型(xing)(xing)(xing)(組芯(xin)造(zao)型(xing)(xing)(xing))用來改善(shan)鑄(zhu)(zhu)件(jian)表面光(guang)潔度(du)或(huo)允許(xu)生(sheng)產出薄壁鑄(zhu)(zhu)件(jian)。


  在不(bu)銹鋼(gang)鑄造中,砂型工藝不(bu)會輕易采用。因(yin)此,必須進行大量(liang)試驗以測試和(he)控制如下性能:


  ①. 透氣(qi)性,氣(qi)體(ti)從(cong)鑄型型腔(qiang)排出的能力;


  ②. 硬(ying)(ying)度(du)(du),用標準(zhun)硬(ying)(ying)度(du)(du)計測量鑄型(xing)表面抵抗變形的能力(li);


  ③. 濕(shi)度(du)(含水量);


  ④. 剪切及壓縮強度(du),通過標準(zhun)儀(yi)器對型芯(xin)或(huo)干態(tai)和濕態(tai)型砂標準(zhun)試樣進行測(ce)試;


  ⑤.  高濕強度,在(zai)可達(da)1650℃高溫(wen)的(de)爐中,對標準試樣進(jin)行(xing)壓力試驗;


  ⑥. 潰(kui)散性,表(biao)示試樣(yang)在高溫負荷下破壞的能力;


  ⑦. 膨脹及收縮性(xing),用(yong)專(zhuan)門附(fu)件將試(shi)樣(yang)裝到同一爐內(nei)進行(xing)試(shi)驗;


  ⑧. 顆粒大(da)小、形(xing)狀及分(fen)布,用(yong)一般(ban)的粒度分(fen)類(lei)法或巖相(xiang)分(fen)析(xi)法來決定。


  石英(ying)砂價格低廉且有(you)足夠的耐(nai)火性。因此在鑄造工業中廣(guang)泛用(yong)于(yu)制作(zuo)中等鑄型(xing)(xing)。其他耐(nai)火材料(liao)(liao)與適(shi)當(dang)的黏結劑混(hun)合也和石英(ying)砂一樣用(yong)于(yu)造型(xing)(xing)。一些耐(nai)火材料(liao)(liao)的性能(neng)和選擇見(jian)表(biao)2-1.這些材料(liao)(liao)有(you)許多用(yong)于(yu)特殊目的,如砂型(xing)(xing)鑄造法中的鑄型(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. 具有(you)低的(de)膨脹系數,在加熱(re)時沒有(you)相變,因(yin)此不(bu)易引起(qi)膨脹缺陷;


 ②. 有較高的(de)熔點,能(neng)夠(gou)防止鑄件在厚斷(duan)面處由于鑄型-金屬反應造(zao)成的(de)機械(xie)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。


 為了獲得表(biao)面光潔度較高的鑄件,包括較光滑表(biao)面和減少(shao)機械粘砂,有時在鑄型(xing)及型(xing)芯表(biao)面上涂(tu)(tu)(tu)(tu)以涂(tu)(tu)(tu)(tu)料。涂(tu)(tu)(tu)(tu)料由耐火材料所組成,其成分包括有石(shi)(shi)英螢(ying)石(shi)(shi)、鋯螢(ying)石(shi)(shi)或鉻鐵(tie)礦螢(ying)石(shi)(shi)。大多(duo)(duo)數鑄造(zao)廠采(cai)用(yong)鋯螢(ying)石(shi)(shi)。耐火材料為細粉末狀與(yu)水或酒精并加入少(shao)量膨潤土一起混合(he)。涂(tu)(tu)(tu)(tu)料層可采(cai)用(yong)刷(shua)涂(tu)(tu)(tu)(tu)或噴(pen)涂(tu)(tu)(tu)(tu)的辦(ban)法。在合(he)型(xing)之前,表(biao)面用(yong)氣體(ti)噴(pen)燈或熱空氣進行(xing)烘(hong)干。多(duo)(duo)層涂(tu)(tu)(tu)(tu)料常用(yong)于厚壁(bi)鑄型(xing)處(chu),以保(bao)護鑄型(xing),防止機械粘砂。粘砂是由于金屬蒸氣擴散(san),經(jing)可透性鑄型(xing),在鑄型(xing)表(biao)面下孔隙(xi)處(chu)凝聚而(er)成。



2. 砂型鑄造(zao)設計


 模(mo)樣(yang)的(de)(de)設計對生產(chan)合格(ge)鑄件(jian)(jian)極為重要。當生產(chan)大(da)型(xing)鑄件(jian)(jian)或少量(liang)零部件(jian)(jian)以及試驗件(jian)(jian)時,才考(kao)慮(lv)制(zhi)作整體(ti)的(de)(de)木(mu)模(mo)或金屬模(mo)。組裝模(mo)型(xing)、模(mo)板或分開(kai)的(de)(de)上、下模(mo)樣(yang)通常用(yong)來生產(chan)尺寸精確及高質量(liang)的(de)(de)鑄件(jian)(jian)。


 整體(ti)模實質上(shang)是所生(sheng)產的單個(ge)鑄件的復制(zhi)品,見圖(tu)2-5(a)。分別制(zhi)造上(shang)、下模樣,因(yin)此鑄型也分成(cheng)上(shang)、下兩半,見圖(tu)2-5(b)。這種模樣主要用于生(sheng)產大型鑄件。


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 模(mo)板[見(jian)圖2-5(c)]是將上半(ban)模(mo)安(an)裝在底(di)板的(de)(de)一(yi)面(mian),而將下半(ban)模(mo)安(an)裝在該底(di)板的(de)(de)另一(yi)面(mian);澆注冒口系統也都安(an)裝在底(di)板上。模(mo)板適用(yong)于(yu)機械化的(de)(de)大批量生產。在許(xu)多實際(ji)生產中,用(yong)兩個分開(kai)的(de)(de)模(mo)樣及造型機分別生產上、下箱是較(jiao)經濟的(de)(de)。


 砂型鑄(zhu)(zhu)造法(fa)可(ke)(ke)生產的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)最小壁(bi)厚(hou)為(wei)(wei)(wei)5.0mm或(huo)略微厚(hou)些(xie)。選(xuan)擇合(he)(he)適(shi)模具、合(he)(he)理(li)地進行(xing)鑄(zhu)(zhu)件(jian)設(she)計和(he)選(xuan)擇適(shi)宜造型方法(fa),對(dui)于(yu)大(da)多數合(he)(he)金(jin)(jin)來說,加(jia)工(gong)(gong)出(chu)薄壁(bi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)是(shi)可(ke)(ke)能的(de)。但(dan)對(dui)于(yu)鉻(ge)系合(he)(he)金(jin)(jin),加(jia)工(gong)(gong)薄壁(bi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)則會遇到一些(xie)困難(nan)。當牽涉復雜(za)設(she)計時(shi),采(cai)用(yong)(yong)奧(ao)氏體 Cr-Ni牌號合(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)較有利的(de),因為(wei)(wei)(wei)它具有較好(hao)的(de)流動(dong)性。對(dui)于(yu)需(xu)要切削加(jia)工(gong)(gong)的(de)表面,在標準的(de)鑄(zhu)(zhu)造設(she)計中,其(qi)加(jia)工(gong)(gong)余量為(wei)(wei)(wei)3.0mm或(huo)更大(da)些(xie)。當采(cai)用(yong)(yong)特(te)殊(shu)的(de)型芯鑲塊或(huo)涂(tu)料,加(jia)工(gong)(gong)余量可(ke)(ke)以減少。


 鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)尺寸公差取(qu)決于模(mo)(mo)具、結構設計和鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)大小。在大多數(shu)情況下,所(suo)有(you)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)尺寸和鑄(zhu)(zhu)(zhu)孔位置公差都控(kong)制在5.0mm/m以內。因為收(shou)縮(suo)(suo)(suo)是隨不(bu)同(tong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型抵抗鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)自由收(shou)縮(suo)(suo)(suo)而變(bian)化的(de)(de)(de),故鑄(zhu)(zhu)(zhu)造設計所(suo)提供的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)量只能是一(yi)個(ge)簡單的(de)(de)(de)平均數(shu)。當鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)要求尺寸的(de)(de)(de)精確度較高時(shi),一(yi)個(ge)簡單的(de)(de)(de)模(mo)(mo)樣(yang)需(xu)要同(tong)時(shi)考慮(lv)幾個(ge)不(bu)同(tong)方向的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)量。此外,如果造型方法(fa)不(bu)同(tong),加工(gong)同(tong)一(yi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)就可能需(xu)要完全不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)樣(yang)以適(shi)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)量。


 鑄孔的(de)(de)尺寸大小取決于該孔的(de)(de)位(wei)置精確度及所需的(de)(de)公(gong)差。砂型鑄造型芯(xin)最小直徑不(bu)小于鑄件壁厚(hou)的(de)(de)一半(ban)或6.0mm,通(tong)常是(shi)更大些(xie)。如(ru)果鑄孔相(xiang)對于基(ji)準面而(er)言為(wei)緊配合公(gong)差,一般采(cai)用鉆孔較鑄孔為(wei)好。


 一次性(xing)砂(sha)型(xing)是在(zai)(zai)模樣(yang)上(shang)填(tian)砂(sha)舂實,然后模樣(yang)必(bi)須(xu)從型(xing)腔中取出,起模時敲打或振(zhen)動模樣(yang)方(fang)能拔出,但對于(yu)所有(you)垂直分型(xing)面的(de)表面都需要有(you)斜度。這(zhe)個(ge)斜度稱(cheng)為拔模斜度,通常在(zai)(zai)1°~1.5°之間。


 由于(yu)(yu)不(bu)銹鋼(gang)澆注溫度高(gao),鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)在鑄(zhu)(zhu)(zhu)型中容(rong)易產生開裂或裂紋(wen)。這種缺陷是由于(yu)(yu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型阻(zu)止鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)收(shou)縮所引起的(de)(de)(de)(de),也(ye)是由于(yu)(yu)設計(ji)不(bu)合理造成的(de)(de)(de)(de)。改善型砂的(de)(de)(de)(de)潰散性可以(yi)明顯控制(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型的(de)(de)(de)(de)阻(zu)力(li)。金(jin)屬鑄(zhu)(zhu)(zhu)造者可以(yi)通(tong)過調整型砂的(de)(de)(de)(de)成分來(lai)控制(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型的(de)(de)(de)(de)潰散性。但在很(hen)多情況(kuang)下,由于(yu)(yu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)設計(ji)不(bu)合理,用這種方法是不(bu)能消除(chu)這一缺陷的(de)(de)(de)(de)。改變鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)設計(ji),避免鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)薄斷面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)過早凝固和阻(zu)礙厚(hou)斷面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮,往往能減小鑄(zhu)(zhu)(zhu)造應力(li)。當鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)(mian)均(jun)勻時,則(ze)不(bu)太容(rong)易產生裂紋(wen),但厚(hou)斷面(mian)(mian)(mian)熱節處常(chang)常(chang)是產生這類缺陷的(de)(de)(de)(de)原因。


圖 6.jpg 圖 7.jpg


 如(ru)果要(yao)獲得(de)合格鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)就必須控制鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)凝(ning)固(gu)時的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)梯度(du)。設計(ji)者應(ying)認識到(dao)厚的(de)(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)(mian)不可(ke)能從薄的(de)(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)(mian)得(de)到(dao)補縮,如(ru)圖(tu)2-6所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)T形斷面(mian)(mian)(mian)。從所(suo)畫(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)中(zhong)可(ke)以看到(dao)d區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬量較a、b或c這(zhe)三個(ge)區(qu)為大,因此(ci)(ci)在(zai)d區(qu)中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬是(shi)一(yi)個(ge)熱節(jie)(jie),它最(zui)后凝(ning)固(gu)。通常,在(zai)熱節(jie)(jie)上面(mian)(mian)(mian)安(an)放一(yi)個(ge)冒口是(shi)不經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)(de),因此(ci)(ci),熱節(jie)(jie)必須與它有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li),通過(guo)過(guo)橋來(lai)補縮。在(zai)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)例(li)子中(zhong),如(ru)果過(guo)橋首選凝(ning)固(gu),熱節(jie)(jie)就會發生(sheng)收(shou)縮。由(you)于(yu)熱節(jie)(jie)是(shi)最(zui)后凝(ning)固(gu),強度(du)低,因此(ci)(ci)金(jin)屬很(hen)可(ke)能就產(chan)生(sheng)開裂。因此(ci)(ci),開裂缺(que)陷(xian)常常是(shi)與熱節(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)縮聯系在(zai)一(yi)起的(de)(de)(de)(de)(de)。很(hen)明顯設計(ji)者應(ying)使(shi)熱節(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸為最(zui)小。圖(tu)2-7表示(shi)在(zai)負荷應(ying)力允許條件(jian)(jian)下,使(shi)一(yi)個(ge)連(lian)接(jie)(jie)斷面(mian)(mian)(mian)壁厚盡(jin)可(ke)能薄的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況。X形連(lian)接(jie)(jie),對鑄(zhu)(zhu)造來(lai)說是(shi)特(te)別困難的(de)(de)(de)(de)(de);可(ke)采(cai)用(yong)位移法(fa)(見圖(tu)2-8)來(lai)改進鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)設計(ji)。在(zai)圖(tu)2-9所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)框架形鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)中(zhong),設計(ji)者應(ying)將X形連(lian)接(jie)(jie)改為Y形連(lian)接(jie)(jie)。圖(tu)2-10所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)L形連(lian)接(jie)(jie)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)經(jing)驗。必須注意所(suo)有(you)連(lian)接(jie)(jie)法(fa)都應(ying)避(bi)免尖角。用(yong)圓角代(dai)替尖角,使(shi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)在(zai)許多方面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)質量得(de)到(dao)改善。


圖 8.jpg


①. 尖角處的型砂,在澆注時容易被(bei)沖刷浸蝕,所以應盡力避免。


②. 圓角增加(減少)了連(lian)(lian)接(jie)(jie)處的鑄型表面積(ji),因此(ci)減少連(lian)(lian)接(jie)(jie)點的凝固時(shi)間。


③. 單純從機械設(she)計的觀點(dian)看(kan),圓角將(jiang)大大地(di)減少應力集中。


L 形連(lian)接的應力集中系(xi)數,如圖 2-11 所示(shi)。


圖 11.jpg


為(wei)(wei)了(le)控制鑄件的(de)定(ding)向(xiang)凝(ning)固(gu),假如可(ke)能(neng),斷面應盡(jin)可(ke)能(neng)朝冒(mao)口處傾斜。往(wang)往(wang)認為(wei)(wei)均勻斷面是最好的(de)設(she)(she)計(ji),但(dan)這個概念對(dui)鑄造工作(zuo)者來說就(jiu)不(bu)一定(ding)如此(ci)。如圖(tu)2-12(a)所(suo)示的(de)閥體的(de)設(she)(she)計(ji),沒有考慮到(dao)定(ding)向(xiang)凝(ning)固(gu)對(dui)鑄件很有利,圖(tu)2-12(b)被(bei)認為(wei)(wei)是最好的(de)設(she)(she)計(ji),因為(wei)(wei)它的(de)厚(hou)斷面容(rong)易為(wei)(wei)合理布置的(de)冒(mao)口所(suo)補縮,且斷面連接半徑較(jiao)大。


圖 12.jpg