• 大型鑄件消失模鑄造用涂料的研究及應用

    時間:2019-12-08 15:15 作者:東建鑄造 點擊:
    隨著我國裝備制造業的迅速發展,特別是航空、航天、汽車、電子和軍工等領域,對零件的結構提出了薄壁輕量化、大型精密化和結構復雜化的要求。而目前主要是采用鍛坯機加工的辦法來制造這種零件,從而,導致其制造成本高,生產周期長,材料消耗多,嚴重限制了這類產品的應用和發展。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世紀較有發展前途的近凈成形的鑄造工藝—消失模鑄造是一個選擇的方案。
    消失模鑄造技術(Evaporative Patten Casting,簡稱EPC)作為一種先進的鑄件近凈成形方法,由于鑄件尺寸形狀精確,重復性好,舊砂再生回用容易等優點,特別是目前由于木材的巨大消耗,傳統砂型用的木模費用昂貴,使得單件或小批量的大型鑄件的生產向消失模鑄造方向發展。這不但可省去昂貴的木模費用,而且便于操作,能縮短生產周期、提高生產效率。所以,近年來在世界上得到了迅速的發展和廣泛的應用。但是,由于高密度的泡沫塑料高溫分 解后的發氣量很大,所以消失模鑄造采用的模樣為低密度的泡沫塑料,剛性和強度都很低。將它用于生產大型、薄壁、精密的鑄件時,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用。利用高強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度就成為大型鑄件消失模鑄造的關鍵技術之一。
    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生機械或化學粘砂,同時,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)增強作用。提高泡沫塑料模樣的強度和剛度,防止模樣在運輸、造型和負壓緊實時的變形或損壞。
    (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物,在負壓下順利地通過干砂排到大氣中,保證澆注過程的順利進行,并減少或防止鑄件產生氣孔或表面增碳等缺陷。模樣表面的涂層同時起到保溫作用,避免鑄件產生澆不足、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,具有很多的獨特性能,除了應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、透氣性和強度等性能。所以,開發大型、復雜、薄壁、精密的消失模鑄件專用涂料,對推動消失模鑄造向薄壁輕量化、大型精密化和結構復雜化的鑄件方向發展,有著十分重要的作用。
    當生產小型消失模鑄件時,涂料的涂敷方式一般為浸涂。當生產大型消失模鑄件時,由于泡沫塑料模樣的體積大、密度小、浮力大等原因,操作時容易變形,所以,涂料涂敷方式一般采用流涂,既能保證達到一定的涂層厚度,又能獲得較高的生產效率。
    重型機床超長床身導軌面的平行度要求很高,要求在全長上平行0.02mm,如何保證導軌面的高平行度,也是新加工方法中需要重點解決的問題。為了保證床身導軌的高平行度,需要先將正導軌加工至圖紙要求,然后再以正導軌面為基準來修正背導軌面與正導軌面的平行度。
    在保證床身導軌高平行度時有一點要特別注意,加工正導軌面和加工背導軌面一般不能用相同的程序,這是因為在加工正導軌面和背導軌面時機床的受力方向是相反的,因此加工工件正導軌面時,加工復映的是機床床身背導軌面的誤差,而加工工件背導軌面時,加工復映的是機床床身的正導軌面誤差。在這樣的狀態下,即使使用相同的程序加工,加工的切削軌跡也是難以達到高精度的平行要求。因此我們在加工床身背導軌面時必須先不加任何補償措施精銑一刀,得出機床床身正導軌的復映誤差,以便于正確的確定各點的修正值。
    床身背導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:機床主軸直徑+2x背導軌面加工寬度,機床主軸直徑一般為220mm,背導軌面加工寬度一般為110mm,因此反銑刀盤較小直徑應為440,按照刀盤制造標準,床身背導軌面的加工選用的是剛性好的φ500mm的可轉位反銑刀盤。同時在加工中我們采用相對測量方法來保證各節床身導軌尺寸的一致性,即均以一節床身導軌的厚度尺寸為基準,加工其余各節導軌時進行相對比較測量,較終保證床身導軌尺寸的一致性,從而保證導軌面高平行度的要求。
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