對(duì)熔模技術(shù)在儀器鑄件上的效用剖析
1概述
2無余量熔模精密鑄造技術(shù)應(yīng)用于儀器儀
2. 1儀器儀表用無余量熔模精密鑄件
2. 2無余量熔模精密鑄件常用的鋼種材質(zhì)
儀器儀表的服務(wù)領(lǐng)域大多用于石油、化工、冶金和電力等工業(yè)領(lǐng)域，其工作環(huán)境比較惡劣，要求儀器儀表耐腐蝕、耐高溫、耐高壓。因而，儀器儀表所用無余量熔模精密鑄件的鋼種材質(zhì)比較特殊。
一方面，由于儀器儀表零（鑄件）部件所選鋼種材質(zhì)特殊，鍛造和機(jī)械加工比較困難；特別是Monel 400， Monel K- 500和Hastelloy alloy C- 276合金，鍛造出內(nèi)部、外部形狀復(fù)雜的鍛件幾乎是不可能的。另一方面，由于儀器儀表零部件外形非常復(fù)雜，表面粗糙度和尺寸精度要求高，普通的熔模精密鑄造無法解決。無余量熔模精密鑄造（件）所具有的高表面粗糙度、高尺寸精度和耐高壓的特點(diǎn)，這正好可以滿足儀器儀表鑄件的各項(xiàng)技術(shù)要求。
3無余量熔模精密鑄造實(shí)例
以下用引進(jìn)美國(guó)羅斯蒙特公司1151型變送器馬蹄形殼體為例簡(jiǎn)明扼要地?cái)⑹銎涔に囘^程。
3. 1馬蹄形殼體鑄件
其外表面粗糙度要求為6. 3 3. 2 m，尺寸公差精度要求最大不超過0. 2 mm.另外還有一些垂直度、耐高壓等方面的要求。
3. 2蠟?zāi)Ｄ＞?/FONT>
該鑄件蠟?zāi)Ｄ＞咴O(shè)計(jì)為2付。一付為蠟?zāi)Ｐ竟悄＞�，其特點(diǎn)和技術(shù)要求是各部分尺寸比鑄件蠟?zāi)３叽缧?. 5 2. 5 mm.另一付為鑄件蠟?zāi)Ｄ＞�。鑄件蠟?zāi)５哪＞咴谠O(shè)計(jì)制造時(shí)，鑄件的綜合收縮率主要考慮3個(gè)方面：合金收縮率、模料收縮率和型殼膨脹率，即K = K 1 + K 2 + K 3。模具的制造公差一般選用零件公差的1/ 4 1/ 8，型腔公差為0. 02 0. 03mm。模具型腔尺寸由L M = L C（1+ K ） +（1/ 2）確定，其中L M為型腔尺寸， L C為鑄件尺寸， K為鑄件綜合收縮率，為鑄件型面上的公差。模具型腔表面粗糙度為0. 4 0. 1 m.
3. 3澆注系統(tǒng)
為了保證無余量熔模精密鑄件凝固時(shí)不出現(xiàn)縮孔和疏松，必需設(shè)計(jì)具有足夠補(bǔ)縮能力的鑄型。補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有2個(gè)方法：凝固模數(shù)法和補(bǔ)縮距離法。馬蹄形殼體鑄件的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)所示。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)、反復(fù)推敲，最終澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)為澆口杯下面加一平板澆道，其正反2面各設(shè)置2個(gè)蠟?zāi)！Ｓ蓾部诒�、平板澆道�?個(gè)蠟?zāi)＝M成一個(gè)蠟?zāi)＝M。平板澆道在這里起著直澆道、橫澆道和冒口的作用。 4個(gè)內(nèi)澆口在鑄件上均勻?qū)ΨQ分布。
3. 4模料和熔模
3. 4. 1模料。目前，體積膨脹小、收縮小，制造的熔模尺寸穩(wěn)定，表面光滑。歐美國(guó)家所使用的模料主要是在烷烴蠟中添加脂肪酸鈉，如美國(guó)使用的20%石蠟+ 20%微晶蠟+ 10%巴西棕櫚蠟+ 25%聚合松香+ 25%合成樹脂。我國(guó)無余量熔模精密鑄造模料是從中、高溫模料的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，典型模料配方為： 30%石蠟+ 5%地蠟+ 5%川蠟+ 30%聚合松香+ 25% 425松香+ 5% EVA， EVA為工程塑料。
3. 4. 2熔模制造。首先制造芯骨蠟?zāi)�。芯骨蠟�(zāi)Ｋ媚Ａ弦话闶腔厥盏牟荒苡米飨災(zāi)１韺拥哪Ａ�。制造鑄件熔模時(shí)，先把芯骨蠟?zāi)９潭ㄔ谀＞咧�，然后壓注模料制造鑄件熔模。
鑄件熔模表層所用模料一般是新配制的。制造熔模時(shí)應(yīng)注意壓注蠟?zāi)囟�、模具溫度、注射壓力和保壓時(shí)間等工藝參數(shù)。壓蠟溫度一般在70較好，模具溫度多控制在30 35 ，注射壓力和保壓時(shí)間一般在21 140 kg/ cm 2和45 60 min之間選取。
3. 5型殼
由于在澆注時(shí)，型殼直接和高溫金屬液體接觸，并發(fā)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，因而優(yōu)質(zhì)的型殼是能否獲得表面光潔度高、尺寸精確的無余量熔模精密鑄件的關(guān)鍵之一。型殼質(zhì)量的關(guān)鍵因素在于型殼的高溫強(qiáng)度、高溫軟化點(diǎn)，以及型殼的熱膨脹性以及內(nèi)表面層的質(zhì)量和化學(xué)穩(wěn)定性。型殼采用高強(qiáng)度型殼制作工藝。表面層漿料和撒砂材料選用電熔剛玉（ Al 2 O 3 98% ）和硅溶膠，以自然干燥為好。第2層和以后的加固層多采用莫來石基耐火材料（ Al 2 O 3 + SiO 2）和硅酸乙脂制作的漿料。像馬蹄形殼體鑄件這樣的小鑄件，其型殼一般在6 8層之間。
3. 6熔煉和澆注
無余量熔模精密鑄造除了要有高質(zhì)量的鑄造蠟?zāi)�、型殼以外，還必須有正確的熔煉和澆注工藝，才能獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件。馬蹄形殼體鑄件采用雙聯(lián)熔煉鑄造技術(shù)，即在感應(yīng)爐里熔煉澆注成母合金錠，然后在融化速度快（ 2. 5kg/ min）的翻轉(zhuǎn)式感應(yīng)爐中澆注型殼（鑄件） .
4結(jié)束語
從以上典型的馬蹄形殼體鑄件的無余量熔模精密鑄造工藝流程的大概情況來看，其工藝過程與普通的熔模精密鑄造工藝基本類似、大體相同，但是也存在許多不同之處。無余量熔模精密鑄造可以說是在普通的熔模精密鑄造的基礎(chǔ)上運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展起來的一門新的鑄造技術(shù)。我國(guó)的無余量熔模精密鑄造技術(shù)是在航空工業(yè)引進(jìn)國(guó)外制造技術(shù)和部分先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過消化吸收，不遺余力的國(guó)產(chǎn)化和技術(shù)創(chuàng)新，才不斷發(fā)展并成長(zhǎng)起來的。
最近10余年來，經(jīng)過儀器儀表工業(yè)和航空工業(yè)的通力合作，無余量熔模精密鑄造技術(shù)已成功地應(yīng)用于儀器儀表零部件制造，其應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，為我國(guó)儀器儀表工業(yè)的國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)品的升級(jí)換代作出了積極的貢獻(xiàn)。
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