熔模精密铸造过程疑难问题解答

熔模精密铸造过程疑难问题解答

前言

三百六十行，行行出人才。各行各业都有自己的特长。各从业人员必须熟练地掌握本行业、本岗位的职业技能，具备一定的包括职业技能在内的职业素质，才能胜任工作，把工作做好，为本行业做出应有的贡献，实现自己的人生价值。

熔模铸造业是技术密集型的行业。本行业对其职工职业素质的要求比较高。在科学技术迅速发展的今天，更是这样。精铸业的职工队伍中，大部分是技术员工。他们是企业的主力军，是振兴和发展本企业的技术力量。技术人员素质如何，直接关系到本企业的生存和发展。在市场经济条件下，企业之间的竞争，是质量之竞争；价格之竞争；也是技术之竞争；归根结底是人才的竞争。优秀的技术员工是企业各类人才中重要的组成部分。企业必须有这样一支高素质的技术工人队伍，有这样一批技术过硬、技艺精湛的能工巧匠，才能保证产品质量，提高生产效率，降低物料消耗，使企业获得经济效益；才能支持企业不断生产出高难度的产品，去发掘市场、占领市场；才能在激烈的市场竞争中立于不败之地！

由于本人水平有限，加之时间仓促，难免存在不足和错误，诚恳希望专家，工程师和同仁批评指正。

吴光来

第一章熔模铸件工艺设计与模具设计

§1、熔模铸件工艺设计

1.1、熔模铸件的尺寸精度受到哪些因素的影响？

答：铸件尺寸精度受铸件结构、材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多种因素的影响。1)、铸件结构的影响：（1）、铸件壁厚，收缩率大；铸件壁薄，收缩率小；（2）、自由收缩率大，阻碍收缩率小。

2）、材质的影响：（1）、材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大；（2）常见材质的铸造收缩率如下：铸造收缩率K＝（LM-LJ）/LJ×100%

LM—型腔尺寸；LJ—铸件尺寸

K受以下因素的影响：蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。

合金种类收缩率

自由收缩受阻收缩

铸铁件 0.8% 0.7%

碳钢及低合金钢 1.6－2.0% 1.3－1.7%

不锈钢 2.0－2.3% 1.7－2.0%

3)、制模对铸件线收缩率的影响：

（1）蜡（模）料的线收缩率约为0.9－1.1%；

（2）蜡模径向（受阻）收缩率仅为长度方向（自由）收缩率的30－40%，射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响。（最佳射蜡温度为57－59℃，温度越高收缩

越大。）

（3）射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。

（4）熔模存放时，将进一步产生收缩，其收缩值约为总收缩量的10%，但当存放12小时后，熔模尺寸基本稳定。

4）、制壳材料的影响：采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉因其膨胀系数小，仅为4.6×10－1/℃，因此，可以或略不计。

5）型壳的焙烧：由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.05%，因此，也可以或略不计。

6）浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大；浇注温度低，收缩率小，因此浇注温度应适当。

1.2、铸造工艺设计的内容是什么？其设计程序是怎么样的？

答：铸造工艺设计的内容为：绘制铸造工艺图、铸件图、型腔装配图和编制填写铸造工艺卡等。

其设计程序为：①对产品（零件）图进行铸造工艺性分析；②选择铸造方法；

③选择分型面；④选择工艺参数；⑤设计浇注系统；⑥绘制精铸图；⑦设计工装图。

1.3、简述内浇口设计原则？

答：（1）应有利于模具生产，注蜡时便于起模、组模时便于焊接；

（2）制壳时便于浸涂和干燥；脱蜡时便于将蜡液流净（因为凡是脱蜡不净的部位，都存在着铸造缺陷，只不过有的缺陷明显――宏观缺陷，有的缺陷不明显――微观缺陷；因此，在设计内浇口或蜡模组装时应充分考虑，以便将残留蜡控制在最少程度）；

（3）焙烧时便于进出摆放；浇注时便于合金液充型；浇铸后能形成顺序凝固的原则；（4）后道工序应便于切割与打磨等,应有利于提高铸件的外观质量；

(5)在保证铸件质量的前提下，应尽量小。

(6)尽可能将内浇口设置在加工面。

1.4、什么是铸造收缩率？其影响因素有哪些？怎样计算？

答：铸造收缩率是指：铸件在凝固冷却过程中，因产生线收缩而造成铸件实际尺寸与模样尺寸之间的缩小率。

铸造收缩率的大小主要取决于：合金成分、铸件结构、大小、模料的收缩、制壳耐火材料、

合金液的浇铸温度等。

铸造收缩率ε＝（L－L1）/L1×100% 式中L为模样尺寸；L1为铸件尺寸。

1.5、铸件的工艺出品率过高或过低说明什么问题？铸钢件出品率的大小，决定于哪些因素？答：铸件的工艺出品率过高，说明浇注系统补缩铸件的金属液可能不够，应适当增加浇注系统尺寸。如过低，则说明浇注系统尺寸太大，金属液未被充分利用，应适当减少，选择合理的浇注系统。

铸钢件出品率的大小，决定于铸件的结构、大小、复杂程度等等。

1.6、设计工艺筋的作用是什么？

答：1）防止铸件变形；

2）防止铸件产生裂纹；

3）减少大平面面积，防止型壳变形；

4）作为补缩通道（补缩肋保证了铸件内部热节部位的补缩，防止产生缩孔）；5）改善薄壁件充型、排气条件，防止产生浇不到、冷隔。

§2、熔模铸件模具设计

2.1、熔模铸件模具设计有哪些要求？

答：2.1.1 模具表面光洁度高；其生产的蜡模应外形美观，没有明显的披缝、变形和凹陷等；

2.1.2 模具尺寸精度、形位公差符合要求；

2.1.3 型腔内浇口位置及大小合适，流道设计合理，能够满足铸造工艺要求，能够保证蜡模完整充型。

2.1.4 模具操作方便、灵活，起模劳动强度低，起模效率高；

2.1.5 小件一型多件，以提高生产率；

2.1.6 模具使用寿命长，易于修改及维护。

要达到以上要求，设计者必须精通熔模铸造的相关工艺过程，熟悉模具加工的相关手段。只有这样，才能设计出尺寸符合要求、操作方便、灵活与制作费用合理的精铸模具。

2.2、模具的设计要考虑哪些因素？

答：模具设计首先是一个铸件产品的工艺设计过程。需要将铸件的毛坯尺寸按适当的缩水比例转化成模具型腔尺寸。这是一个经验性很强的工作，因为影响铸件收缩的因素很多。除蜡模及铸件凝固收缩外，铸件在冷却过程中型壳阻碍还会导致收缩受阻及变形。分型方式、内浇口位置及组模方式也直接影响到铸件的尺寸精度与形位公差。设计者必须了解熔模铸造的相关工艺过程，在设计模具之前综合考虑，并在设计中确保有可修改模具的可能性。