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    精密铸造的RPM技术应用及气孔预防

    作者:高新铸业 日期:2019-03-27
    内容摘要:精密铸 造是所有铸造方法中较精确的一种,精度一般优于0.5%,且可重复性好,铸件只 需少量的机加工就可以投人使用。

    1、RPM技术在 精密铸造中的应用

    精密铸 造是所有铸造方法中较精确的一种,精度一般优于0.5%,且可重复性好,铸件只 需少量的机加工就可以投人使用。由于铸 模是一次性使用,使得制 造内部结构复杂的零件成为了可能,能生产 锻造或机加工不能生产的零件。尽管精 密铸造有着很多的优越性,但其生 产过程复杂且冗长。压制蜡模的铝模制作,视其复 杂程度和尺寸大小,一般要 花几周到几个月时间。得到铝模后,还要几 周时间才能得到铸件。这几周 主要是用于制作型壳。除了耗时外,精密铸造还很费工,50%-80%的费用都出自于人工。此外,小批量 生产中的模具费用分摊致使单价昂贵。

    快速成 型和精密铸造是互补的,这两种 方法都适用于复杂形状零件的制造。如果没 有快速自动成型,铸模的 生产就是精密铸造的瓶颈过程;然而没有精密铸造,快速自 动成型的应用也会存在很大的局限性。快速成型技术在 精密铸造中的应用,可以分为三种:一是消失成型件(模)过程,用于小批量件生产;二是直接型壳法,用于小量生产;三是决 速蜡模模具制造,用于大批量生产。

    2、CAE在精密铸造中的应用

    精密铸 造的较大优点是表面光洁,尺寸精确,而缺点 是工艺过程复杂,生产周期长,影响铸 件质量的因素多,生产中 对材料和工艺要求很严。在生产过程中,模具设 计和制造占很长的周期。一个复 杂薄壁件模具的设计和制造可能需一年或更长的时间。随着世 界工业的进步和人们生活水平的提高,产品的 研发周期越来越短,设计要求响应时间短。特别是 结构设计需做些修改时,前期的 模具制造费用和制造工期都白白地浪费了。因而模 具设计和制造成为新产品开发的瓶颈。计算机 辅助工程的发展,使得传 统产业与新技术的融合成为可能。三维CAD可以把 设计从画图板中解放出来,大大简 化了设计者的设计过程,减少出错的几率。并且随着快速成型(RP)技术,特别是 激光选区烧结工艺(SLS)的发展,三维模型可以通过RP设备,快速转 变成精密铸造所需的原型,打破了 模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中,开发一个新的铸件,工艺定 型需通过多次试验,反复摸索,较后根 据多种试验方案的浇铸结果,选择出 能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的 试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝 固过程数值模拟,可以指 导浇注工艺参数优化,预测缺陷数量及位置,有效地 提高铸件成品率。CAE精密铸 造技术就是将计算机辅助工程应用到精密铸造过程中,并结合 其他先进的铸造技术,以高质量、低成本、短周期 来完成复杂产品的研发和试制。目前,利用CAE精铸技术,已完成多种航天、航空、兵器等 关键部件的试制,取得满意的效果。

    铸造技 术的发展必然要适应社会进步和经济发展的大局,在改进 以往的铸造技术的同时也要不断探索开发新的铸造工艺与技术,让这门 古老的艺术在新的时代背景下焕发更加蓬勃的生命力,服务于 我国现代化的建设蓝图。精密铸 造技术之类的新进铸造技术的发展与成熟,必将促 进整个工业产业链向着更为科技化、产业化、绿色化、人性化 和精益化的明天迈进。

    精密铸造气孔的预防

    1、对复杂的薄壁铸件,为提高 精密铸造型壳透气性,在可能情况下,在高处可设排气孔。合理设置浇注系统,防止浇注卷气,并有利 于型腔中气体排出。

    2、适当提高浇注温度,尽量降 低浇包嘴至浇口杯距离,降低浇注速度,使金属液能平稳充型,防止卷入气体,使型腔 中及液体金属中气体能顺利排出。

    3、脱蜡时 应将模料排除干净,残余模料应尽量少。

    4、型壳焙烧要充分,应有足够高的温度;硅溶胶 和硅酸乙酯型壳950~1100摄氏度,水玻璃型壳850~900摄氏度;以保证 精密铸造型壳焙烧透,发气物质充分排除。焙烧完 全的型壳为白色或淡灰色,不应有黑斑。

    适应不 锈钢精铸件铸造性能的结构设计原则

    1、公道壁厚。在满足 铸件小答应壁厚的条件下,尽量可能薄一点,即能保 证熔融金属具有良好的活动性,又能避 免产生因收缩量过大而引起的精密铸造缺陷(如缩孔)。

    2、均匀壁厚。是指各 部分的壁厚冷却速度均匀。内壁隔墙薄、四周壁应厚。目的:减小应力、变形和开裂;防止热节产生缩孔。

    3、过渡连接。结构圆角:避免热节形成;改善应力分布;避免砂 型损坏和产生砂眼。均匀交接:铸件上 不同方向的壁或肋交接时,应避免造成金属聚集(热节),而产生缩孔。采用圆角、斜面、圆锥逐步过渡目的:防止应力集中而开裂。

    4、大平面倾斜。目的:利用填充和排气排查。

    5、减小变形。(同热处理)对称结构、增设加强肋。

    6、自由收缩。目的:精密铸 造有利减小因收缩应力而引起的应力开裂和变形。

    浇注成 型是硅溶胶铸造中一个重要的步骤,那么硅 溶胶精密铸造有哪些常见的浇注方法呢?

    1.压力下结晶。将型壳 放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐,向罐内 通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。

    2.真空吸气浇注。将型壳 放在真空浇注箱中,通过型 壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态 金属能更好地充填型腔,复制型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、浇不足的缺陷。这种方法国外较常见。

    3.定向结晶。一些熔 模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它 们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的 工作性能便可提高很多,所以熔 模精密铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。

    4.热型重力浇注。这是用 得广泛的一种浇注形式,即型壳 从焙烧炉中取出后,在高温下进行由浇注。


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