大型鑄件消失模鑄造用涂料的研究及應(yīng)用

時(shí)間:2019-12-08 15:15 作者:東建鑄造 點(diǎn)擊:
隨著我國裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展,特別是航空、航天、汽車、電子和軍工等領(lǐng)域,對零件的結(jié)構(gòu)提出了薄壁輕量化、大型精密化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的要求。而目前主要是采用鍛坯機(jī)加工的辦法來制造這種零件,從而,導(dǎo)致其制造成本高,生產(chǎn)周期長,材料消耗多,嚴(yán)重限制了這類產(chǎn)品的應(yīng)用和發(fā)展。因而人們希望能夠采用近凈成形的精密鑄造工藝來制造這類大型、精密鑄件,而被謄為21世紀(jì)較有發(fā)展前途的近凈成形的鑄造工藝—消失模鑄造是一個(gè)選擇的方案。
消失模鑄造技術(shù)(Evaporative Patten Casting,簡稱EPC)作為一種先進(jìn)的鑄件近凈成形方法,由于鑄件尺寸形狀精確,重復(fù)性好,舊砂再生回用容易等優(yōu)點(diǎn),特別是目前由于木材的巨大消耗,傳統(tǒng)砂型用的木模費(fèi)用昂貴,使得單件或小批量的大型鑄件的生產(chǎn)向消失模鑄造方向發(fā)展。這不但可省去昂貴的木模費(fèi)用,而且便于操作,能縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率。所以,近年來在世界上得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。但是,由于高密度的泡沫塑料高溫分 解后的發(fā)氣量很大,所以消失模鑄造采用的模樣為低密度的泡沫塑料,剛性和強(qiáng)度都很低。將它用于生產(chǎn)大型、薄壁、精密的鑄件時(shí),在操作過程中模樣的變形、損壞直接影響著鑄件的精度和該工藝的應(yīng)用。利用高強(qiáng)度涂料則是有效減少模樣變形的重要途徑,而如何提高涂料的高溫透氣性和強(qiáng)度就成為大型鑄件消失模鑄造的關(guān)鍵技術(shù)之一。
一般來說,消失模涂料的主要作用如下。
(1)隔離作用。覆蓋在泡沫模樣表面的涂層,防止金屬液滲入砂型而產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)粘砂,同時(shí),防止干砂流入金屬液與泡沫模樣的間隙中,造成鑄型“塌箱”。
(2)增強(qiáng)作用。提高泡沫塑料模樣的強(qiáng)度和剛度,防止模樣在運(yùn)輸、造型和負(fù)壓緊實(shí)時(shí)的變形或損壞。
(3)排氣作用。多孔的涂料層能讓泡沫塑料受熱分 解的大量氣體或液體等產(chǎn)物,在負(fù)壓下順利地通過干砂排到大氣中,保證澆注過程的順利進(jìn)行,并減少或防止鑄件產(chǎn)生氣孔或表面增碳等缺陷。模樣表面的涂層同時(shí)起到保溫作用,避免鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔等鑄造缺陷。
因此,大型鑄件消失模鑄造用的涂料,與一般砂型鑄造用的涂料相比,具有很多的獨(dú)特性能,除了應(yīng)具有一般砂型鑄造涂料所要求的工藝性能外(如懸浮性、流變性、抗裂性等)還要具備良好的涂掛性、流淌性、透氣性和強(qiáng)度等性能。所以,開發(fā)大型、復(fù)雜、薄壁、精密的消失模鑄件專用涂料,對推動(dòng)消失模鑄造向薄壁輕量化、大型精密化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的鑄件方向發(fā)展,有著十分重要的作用。
當(dāng)生產(chǎn)小型消失模鑄件時(shí),涂料的涂敷方式一般為浸涂。當(dāng)生產(chǎn)大型消失模鑄件時(shí),由于泡沫塑料模樣的體積大、密度小、浮力大等原因,操作時(shí)容易變形,所以,涂料涂敷方式一般采用流涂,既能保證達(dá)到一定的涂層厚度,又能獲得較高的生產(chǎn)效率。
重型機(jī)床超長床身導(dǎo)軌面的平行度要求很高,要求在全長上平行0.02mm,如何保證導(dǎo)軌面的高平行度,也是新加工方法中需要重點(diǎn)解決的問題。為了保證床身導(dǎo)軌的高平行度,需要先將正導(dǎo)軌加工至圖紙要求,然后再以正導(dǎo)軌面為基準(zhǔn)來修正背導(dǎo)軌面與正導(dǎo)軌面的平行度。
在保證床身導(dǎo)軌高平行度時(shí)有一點(diǎn)要特別注意,加工正導(dǎo)軌面和加工背導(dǎo)軌面一般不能用相同的程序,這是因?yàn)樵诩庸ふ龑?dǎo)軌面和背導(dǎo)軌面時(shí)機(jī)床的受力方向是相反的,因此加工工件正導(dǎo)軌面時(shí),加工復(fù)映的是機(jī)床床身背導(dǎo)軌面的誤差,而加工工件背導(dǎo)軌面時(shí),加工復(fù)映的是機(jī)床床身的正導(dǎo)軌面誤差。在這樣的狀態(tài)下,即使使用相同的程序加工,加工的切削軌跡也是難以達(dá)到高精度的平行要求。因此我們在加工床身背導(dǎo)軌面時(shí)必須先不加任何補(bǔ)償措施精銑一刀,得出機(jī)床床身正導(dǎo)軌的復(fù)映誤差,以便于正確的確定各點(diǎn)的修正值。
床身背導(dǎo)軌面的加工采用的是反銑刀盤精銑,受主軸直徑的限制,反銑刀盤的直徑較小為:機(jī)床主軸直徑+2x背導(dǎo)軌面加工寬度,機(jī)床主軸直徑一般為220mm,背導(dǎo)軌面加工寬度一般為110mm,因此反銑刀盤較小直徑應(yīng)為440,按照刀盤制造標(biāo)準(zhǔn),床身背導(dǎo)軌面的加工選用的是剛性好的φ500mm的可轉(zhuǎn)位反銑刀盤。同時(shí)在加工中我們采用相對測量方法來保證各節(jié)床身導(dǎo)軌尺寸的一致性,即均以一節(jié)床身導(dǎo)軌的厚度尺寸為基準(zhǔn),加工其余各節(jié)導(dǎo)軌時(shí)進(jìn)行相對比較測量,較終保證床身導(dǎo)軌尺寸的一致性,從而保證導(dǎo)軌面高平行度的要求。
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滄公備:13090002006124