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浅析不锈钢砝码铸造流程

阅读:2598          发布时间:2021/6/25 9:51:20
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  浅析不锈钢砝码铸造流程
 
  不锈钢精密铸造又叫做熔模精密铸造 ,这种铸造工艺在铸造过程中尽量减少或者根本不进行切削 ,是一种适用范围广 ,铸件尺寸精度高 ,表面质量优异的铸造方法 ,同时铸造过程 中并不处于超高温情况 ,更适于铸造航空航 天 、国防等高精尖产业的元件。最早的不锈钢精密铸造可 以追溯到上世纪三四十年代 ,美国最早用不锈钢精密铸造法对其 当时科技的航空发动机中的涡轮叶片进行铸造 ,成品受到了各方面的好评 ,进而使这种方法广为推广 。我国对不锈钢精密铸造的研发和使用则是在新中国成立之后 ,后续随着我国国防工业 的发展 ,不锈 钢精密铸造在沈 阳、贵州 、北京 、西安 、湖南等地都开设了研究所或铸造厂。但是客观的看 ,我国的不锈钢精密铸造行业仍然在发展阶段 ,尚不能满足我 国航空航天 、国防工业等行业的发展要求。
 
  1  不锈钢砝码铸造的重要意义
 
  科技是 一个 国家 、一个 民族立足的根本 ,但是 随着现代科技 的不断发展我们发现 ,任何单独 的科技发展都不能对 当前社会造成巨大的变革和影响 ,因为产品新科技往往是 以体系形式进行体现的 ,例如我 国发射的 “嫦娥号”“天宫号”等航空航天器材和深海探测设备“蛟龙号”等,都是我国众多科技的直观体现。不锈钢精密铸造是一项铸造工业中的技术 ,但是又不同于传统的铸造行业 ,因为精密铸造的商 品附加值较高 ,根据相关统计(2013 年数据 )?,欧美 国家的航 空航天设备和优秀发动机中精密铸造原件 的商 品附加值 占总附加值 的近 70 %,但是我国的比例则不足 35%,这就导致我国虽然现在已经是世界上铸造量最大的国家 ,但是铸造价值仍然处 于中上游水平 ,尚不能达到顶尖水平。所 以笔者认为发展不锈钢精密铸造的根本意义在于两方面,其一是 国防和科技的根本需求 ,其二则是发展经济的必 由之路。
 
  2 不锈钢砝码精密铸 造的成 熟技术分析
 
  2 .1 硅 溶胶 型 壳 工 艺
 
  硅溶胶制壳工艺普遍应用于较为的 内燃机零件铸造行业 ,这种方法使用 的涂料稳定性较好 ,不需化学硬化过程 ,耐高温,具备更好的抗变形能力。但是这项技术也存在这一定 的缺点 ,就是对蜡模的温润性 比较不好 ,可通过添加表面活性剂改善 ,但是会在一定程度上增加投入。
 
  2 .2 水 玻 璃 型 壳工 艺
 
  这种方法发明时间很早 ,我国也在上世纪五六十年代就从苏联对这种技术进行了引进 ,该法成本低 ,操作相对简单 ,同时原材料要求也不高。工艺基本特征利用石蜡一硬脂 酸低温模料 ,制壳过程的粘合剂利用水玻璃 ,在不锈钢精密铸造· 189 ·中使用较为广泛。但是这种方法相比于硅溶胶制壳工艺的最大问题就是所得铸件表面质量一般 ,尺寸精度较低 ,但是由于其成本具有独到优势 ,所以我 国在部分 民用或者低精度的内燃机上仍然沿用这一技术 。这项技术 自引进 以来 ,我 国科研人员对其进行了比较大的改进,主要表现在如下几个方面:
 
  ①改善型壳涂料。
 
  主要改进是在型壳 的背部涂料中加入 了一定量 的耐火黏土 ,让型壳的强度有 了较大的提升 ,实现 了单壳焙烧和烧注 。
 
  ②硬化剂的优化。
 
  传统硬化剂多用氯化铵 ,但是这种材料在铸造过程会释放大量 氨气和氮氧化物气体 ,对大气造成污染 ,所以改用氯化铝溶液,进~步改用氯化铝结 晶,这种硬化剂效果与氯化铵类似 ,但是近年来 ,氯化镁硬化剂的使用硬化速度和残留方面都具备 比较大的优势 ,所 以现在更加倾 向于氯化镁做硬化剂。
 
  ③复合型壳。
 
  因为水玻璃涂料的型壳表面质量存在一定的缺陷 ,所以很多原件的铸造都采用多层模复合的形式进行铸造,一方面节约了成本 ,另一方面也提升了铸件的表面质量。
 
  ④新工艺发展。
 
  目前较为成熟的新工艺应该 是 自吸铸工艺 、泡沫塑料模 、熔模 型壳铸造等工艺 ,这些工艺在某些方面都是具备优势的,但是未来 的改进仍然让科技工作者趋之若鹜。
 
  3  不锈钢砝码多技术交叉使用探 索
 
  3.1  与 快 速 成 型技 术 的 交 叉使 用
 
  科学技术的交叉使用多半是进行互补 ,不锈钢精密铸造的蜡模制作过程 中的设计和模具制造较为复杂和耗费时间,但是快速成型技术能够很好的弥补这一缺点 ,单独使用快速成型技术则是因为材料限制无法实施 ,所以近年来很多使用高分子技术获得铸件的圆形 ,进而制造蜡模 ,投入不锈 钢精密铸造使用。例如光固化立体造型技术(sLA )和选择性激光烧结技术 (SLS ),这两种技术是 目前与熔模铸造术联合使用较为成熟的技术 ,SLA 技术能够提供较高 的尺寸精度,尤其是零件外表面的精度 ,SLS 在一定程度上原材料要稍微廉价一些 ,但是精度情况也相较于 sLA 技术具备一定差距 ,适用于一些有成本要求的铸造工作。但是在使用过程中仍然要注意控制好快速成型技术与不 锈钢精密铸造技术的关键结合点 ,例如成本控制和零件 的铸造精度 问题的综合考虑 ,选择合适的平衡点是快速成型技术与熔模铸造术有机结合 的关键 问题 。
 
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