用石蜡-硬脂酸低温模料,制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模(习称蜡模);用精密铸造 硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳。主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模 壳工艺和焙烧工艺,从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。1熔模制造工艺1.1模料的 成分及性能应满足原材料检验要求熔化蜡料,各种化蜡工具均需做好清洁工作,化蜡器械每月至少 清理一次,不允许水、污物进入蜡液,严禁蜡液过热。糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅 拌的蜡液中,加入量视具体的模具而定。糊状蜡的温度45℃~48℃。糊状蜡搅拌充分均匀,防 止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷,避免因糊状蜡过稠造成压不足,皱皮或因太稀而冷却时 间过长造成开裂变形。1.2工艺参数模料配比:石蜡50%,硬脂酸50%(重量比);模料熔 化后保温温度:70℃~75℃;蜡液温度不超过90℃。1.3压制蜡模1.3.1工艺参数制蜡间温度:18℃~27℃;蜡料温度:45℃~48℃;压型温度:20℃~25℃;压注压力:0.1MPa~0.3 MPa;压蜡枪预热温度:35℃~45℃;蜡模冷却水温度:15℃~25℃;开型时间:1 m in左右。1.3.2操作要求压蜡前先检验模具型号是否符合要求。压蜡前必须清理压型表面残余 蜡,水滴及其他附着物,清理时尽量不使用钢刀,以免损坏模具,压型及活块保持干净,压蜡完毕 后模具应擦净上油,按规定存放。压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂,以便脱模快速方 便。脱模剂用变压器油,用干纱头或纱布沾上脱模剂后,在模具活块上擦拭,力求稀薄均匀,决不允许肉眼能看见油迹。蜡模取出后,放置于冷却水中的时间不超过20m in。1.4蜡模修整除去蜡模上多余的飞边毛刺及注蜡口的修平,其他部位不允许修整,修整时不 允许碰坏铸件工作表面,机加工基准面不允许焊补及修整。1.5蜡模焊接蜡模经自检和专检合格后方可进行焊接。按模组要求进行焊接,蜡模间距大于5mm。蜡模及浇口焊接温度80℃左右,焊接必须光滑,保证蜡模及浇口间的光滑过度,不允许有蜡 痘,凹缝存在,浇口必须用烫刀烫平,不允许刮平,无凹凸缺陷。不允许有虚焊存在,保证焊接强 度。1.6蜡模清洗配制浓度为0.2%~0.3%的中性皂液,皂液温度20℃~25℃,模组 先在皂液中清洗,用软毛刷去处表面油污,然后在20℃~25℃的水中清洗干净,除去过剩皂液 ,保证蜡模表面涂挂性能。1.7蜡模检验以自检为主,专检为辅,不合格的蜡模不允许焊接成模 组。检验员对蜡模模组进行检验,包括外观质量检验(蜡模100%进行外观检验,表面不允许存 在缩陷,裂纹,皱皮,鼓包)和尺寸检验(抽检蜡模尺寸形状),并对制蜡工艺进行控制。2硅溶 胶模壳工艺2.1精铸用粘结剂硅溶胶的技术要求熔模铸造用硅溶胶无国家标准,只有航空工业标 准HB5346-1986《熔模铸造用硅溶胶》技术要求(见表1)。硅熔胶是一种优质硅熔胶 熔模铸造用水基粘结剂,生产用于所有层(面层和背层)。硅熔胶易配制成高粉液比的优质涂料, 涂料稳定性好。用硅熔胶制成的型壳不需要化学硬化,型壳制造过称无空气污染。表1熔模铸造用硅溶胶技术要求牌号化学成分/%物理性能其他SiO2Na2O密度/g·cm-3PH值运动粘度/mm2·s-1S iO2胶粒直径/mm外观稳定期GR J-26 24~28≤0.3 1.15~1.19 9~9.5≤6 7~15乳白或淡青色无夹杂≥1年GR J-30 29~31≤0.5 1.20~1.22 9~10≤8 9~20乳白或淡青色无夹杂≥1年2.2硅溶胶涂料的配比正确地选择各种原材料的配比,保证涂 料有适当的比重和粘度,是涂料质量控制的关键(见表2)。硅溶胶涂料中,除了硅溶胶和耐火粉 以外,还应有一定量的表面活性剂(JFC)及消泡剂(正辛醇)。表2硅溶胶涂料液的配方种类单位面层(1)2-3层4-5层最外层硅溶胶kg10 10 10 10锆英粉kg 38 0.3煤矸粉kg 30 20 1.2湿润剂g 20消泡剂g 20粘度s 30~35 30 10~15 15~202.2.1硅溶胶涂料的配比原则控制涂料粘度以达到稳定模壳质量的目的,配制时按当 时的实际情况,当零件壁薄,复杂或带有深陷时,涂料粘度取下限,反之取上限。2.2.2配制 工艺按涂料的配方取一定量的耐火粉料,湿润剂,消泡剂,先将湿润剂及消泡剂加入涂料桶中,然后加入硅溶胶,开始搅拌,在不断搅拌中加入耐火粉料,待全部加入完后,继续搅拌6h~12 h,稳定后测其粘度,过高加硅溶胶稀释,过小则加入于一定量的耐火粉料补充,直至粘度合格为止 。2.3硅溶胶涂料液的制壳工艺2.3.1制壳场地工艺参数涂料间温度:22℃~25℃;相 对湿度:45%~65%;通风条件:良好。2.3.2涂料工艺过程将清洗好的蜡模(要求干燥 后)慢慢浸入L型涂料搅拌桶中,并转动上下移动,让涂料充分并均匀湿润模组后,取出慢慢转动 至无涂料堆积,滴落现象时再挂砂,使砂粒均匀附于涂料之上,每层涂料的粘度,撒砂粒度的要求 (见表3)。面层涂料时要用专用筛网过滤涂料中的砂粒等杂质,以防止模壳中产生砂粒等脱落而 造成铸件夹灰夹砂。表3硅溶胶涂料的性能要求型壳层数/面涂料粘度/s密度/g·cm-3撒砂粒度/目130~35 1.87~2.03 80/100(锆英砂)2 30 1.84~1.85 30/60(煤矸砂)3 30 1.83~1.84 30/60(煤矸砂)4 15~20 1.81~1.82 16/30(煤矸砂)5 15~20 1.80~1.81 16/30(煤矸砂)6(最外层)15~20 1.79~1.802.3.3硅溶胶每层型壳的干燥过程硅溶胶在干燥过程中必须严格控制温度, 相对湿度及空气流速等,具体工艺参数(见表4)如下。表4硅溶胶型壳干燥工艺参数时间/h层数/层干燥温度/℃相对湿度/%风速/m·s-1(41~2 20~25 50~60不宜吹风(6 3~5(30 30~50(3(8 6(30 30~50(3当环境温度和相对湿度不易调整时,可控制为一定相对稳定额数值;温度为22℃~ 25℃,湿度45%~65%。2.4模壳脱蜡工艺采用水浴脱蜡,水温90℃~95℃,脱蜡时间应(20m in,以防止水沸腾造成砂粒或涂料进入模壳中。2.5模壳的自检模壳的自检由操作工自己完成, 当有分层,走泡,开裂,烂头者为不合格,浇口中有多余的涂料,不均匀附着者必须除去,否则为 不合格,2.6脱蜡槽清理每次脱蜡结束后要将蜡水放出浇成蜡锭,浇蜡锭时要用160目~20 0目的筛网过滤去除蜡液中的渣滓,并将槽中的水全部放掉并将脱蜡槽打扫干净,下次脱蜡时重新加入清洁的水。3焙烧工艺3.1单壳焙烧模壳口朝下,放置于炉膛内,焙烧温度900℃~1050℃,到温后保温1 h~2 h后开始取出浇注,当需要装箱时待小于450℃时出炉,装箱。3.2装箱焙烧认真仔细检查模壳 质量,凡有型腔开裂,剥落,起皮等现象的模壳不予装箱。清除浇口翻边及浮砂,模壳口朝下,四 周均匀拍摇模壳,清除夹灰,夹砂及型腔表面的浮尘。用压缩空气吹净型腔内夹灰及其表面浮尘后 100%进行清水清洗模壳型腔,去除内部渣滓。再次轻轻拍摇模壳后装箱,填砂至封住横浇道为 止,填砂后用石棉板盖住浇口并用两半缺口的石棉板盖住砂箱上口(石棉板大小保证盖满整个砂箱 上口并伸出挡砂箱爆皮的边沿),以防止焙烧至浇注过程中砂箱爆皮落入模壳中而造成铸件夹灰。 如有浇口损坏,杯口有砂粒外露者,则停止使用,经修补并经检验合格后方可再次使用。小于450℃装炉,箱式电阻焙烧至900℃,保温2h后方可浇注。4结束语本工艺于2000年2月在浙江余姚某精铸工厂试验,经过三个月生产表明 :精密铸造硅溶胶模壳制造工艺能满足优质铸件生产要求。2002年9月以后在无锡与张家港等 地精铸工厂反复试验,也能满足优质铸件生产要求。五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶 模壳制造工艺是成熟的,为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺@张清$无锡职业技术学院!江苏无锡214121
@陈玉平$无锡职业技术学院!江苏无锡214121介绍用石蜡-硬脂酸低温模料,生产铸件的熔 模和用精密铸造硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造铸件的模壳的工艺要求。主要研究熔模制造工艺、 硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的 ,为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。熔模铸造;;熔模;;熔模面层涂料;;粘结剂;;硅溶胶;;模壳;;焙烧<1>张明志.铸造词典
.北京:机械工业出版社,1986.
<2>宫克强.特种铸造.北京:机械工业出版社,1982.
<3>姜不居.熔模铸造手册.北京:机械工业出版社,2000.露?相对湿度及空气流速 等,具体工艺参数(见表4)如下。表4硅溶胶型壳干燥工艺参数时间/h层数/层干燥温度/℃相对湿度/%风速/m·s-1(41~2 20~25 50~60不宜吹风(6 3~5(30 30~50(3(8 6(30 30~50(3当环境温度和相对湿度不易调整时,可控制为一定相对稳定额数值;温度为22℃~ 25℃,湿度45%~65%。2.4模壳脱蜡工艺采用水浴脱蜡,水温90℃~95℃,脱蜡时间应(20m in,以防止水沸腾造成砂粒或涂料进入模壳中。2.5模壳的自检模壳的自检由操作工自己完成, 当有分层,走泡,开裂,烂头者为不合格,浇口中有多余的涂料,不均匀附着者必须除去,否则为 不合格,2.6脱蜡槽清理每次脱蜡结束后要将蜡水放出浇成蜡锭,浇蜡锭时要用160目~20 0目的筛网过滤去除蜡液中的渣滓,并将槽中的水全部放掉并将脱蜡槽打扫干净,下次脱蜡时重新加入清洁的水。3焙烧工艺3.1单壳焙烧模壳口朝下
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