大三下廠實(shí)習(xí)專題報(bào)告

1、熔模鑄造工藝及存在的問題摘要：通過本次實(shí)習(xí)，對熔模鑄造工藝進(jìn)行了較為全面的論述，同時(shí)對熔模鑄造存在的氣孔問題進(jìn)行深入的研究。關(guān)鍵詞：熔模鑄造；工藝過程；氣孔；防止1前言熔模鑄造又稱“失蠟鑄造”， 在我國具有悠久的歷史。它是一種少切削或無切削的鑄造工藝，鑄造行業(yè)中的一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù)，是一種無分型面的特種鑄造方法。用于熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄件的形狀一般都比較復(fù)雜，鑄件上可鑄出孔的最小直徑可達(dá)0.5mm，鑄件的最小壁厚為0.7mm。鑄件的質(zhì)量大多為幾十克到幾千克，太大的鑄件用熔模鑄造法生產(chǎn)

2、較為麻煩，大的熔模鑄件質(zhì)量不超過45kg。熔模鑄造不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造，而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它鑄造方法要高，甚至其它鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜、耐高溫、不易于加工的鑄件，均可采用熔模精密鑄造鑄得。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)，保證了鑄件的一致性，而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。成為少、無切削加工中最重要的工藝方法。2國內(nèi)外熔模鑄造近況及發(fā)展動態(tài)2.1國外熔模精鑄技術(shù)的發(fā)展概況隨著市場的變化,精鑄業(yè)面臨著調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向民用商業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重要階段。精鑄業(yè)產(chǎn)品已商品化、國際化。為提高產(chǎn)品競爭能力,近幾年來各國在縮短生產(chǎn)周期、擴(kuò)大產(chǎn)品領(lǐng)域、提高產(chǎn)品質(zhì)量

3、、降低成本、改善環(huán)境等方面技術(shù)發(fā)展較快。a.快速鑄造FAST CAST法的研究及應(yīng)用。激光快速成型技術(shù)集中了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)和新型材料科學(xué)成果,突破了傳統(tǒng)的加工模式,在微機(jī)的控制下,用一特定的光束,幾小時(shí)就可得到高精度的塑料模作為蠟?zāi)?或直接制造出陶瓷型殼(DSP法),從而大大簡化了熔模鑄造工序,縮短了生產(chǎn)周期。b.新技術(shù)的應(yīng)用拓寬了精鑄件生產(chǎn)領(lǐng)域。如大型精鑄件生產(chǎn)、鋁合金整體精鑄件、鈦合金鑄件的生產(chǎn)等等。近年由于表面質(zhì)量和尺寸精度的不斷提高,人們采用消失模法、殼型填鐵丸法生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)曲軸和凸輪軸,并在殼型填丸方法基礎(chǔ)上又發(fā)展了80年代用冷芯盒法生產(chǎn),使鑄件表面質(zhì)量

4、和尺寸精度達(dá)到了精鑄件的水平TC5TC6級。c.加強(qiáng)控制和采用新技術(shù)提高鑄件質(zhì)量。原材料及工藝控制、鑄件檢測及設(shè)備自動化保證了鑄件高質(zhì)量。值得強(qiáng)調(diào)的是,在生產(chǎn)控制方面已研制出一整套精鑄在線自動控制和質(zhì)量檢測系統(tǒng)、優(yōu)化生產(chǎn)管理的自動控制系統(tǒng),并對鑄件實(shí)現(xiàn)在線無損檢測,按技術(shù)要求自動進(jìn)行X射線照像檢查等。同時(shí)一些新技術(shù)進(jìn)一步提高了合金熔煉質(zhì)量,如電子束冷爐精煉EBCHR、精煉Ni基超合金。又如SPAL工藝是在液態(tài)氬或氮?dú)獗Ｗo(hù)下熔煉,減少了合金中氫含量、氧氣夾雜和一些元素的燒損,提高了鑄件質(zhì)量。d.模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及快速成型。近年國外在這方面進(jìn)行了大量研究。美國國家實(shí)驗(yàn)室開展了FASTCAST(

5、快速鑄造)研究,將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合運(yùn)用到了熔模鑄造工藝中,達(dá)到了很高水平。英國工貿(mào)部發(fā)展和提高了熔模鑄造凝固過程模擬技術(shù),保持領(lǐng)先地位。一些有代表性的研究有:用判據(jù)函數(shù)預(yù)測熔模合金鑄造氣孔、熔模鑄件凝固分析、用模擬方法優(yōu)化熔模鑄造工藝、熔模鑄件有限元分析的快速網(wǎng)絡(luò)劃分、應(yīng)用于熔模鑄件設(shè)計(jì)及分析的計(jì)算力學(xué)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工藝CAD/CAM、快速制造模型到制造操作一體化。2.1.5精鑄工藝過程的發(fā)展動態(tài)a.國外通常有模料專業(yè)公司,所生產(chǎn)的鑄造蠟?zāi)Ｊ湛s小、熱穩(wěn)定性好、針入度高等好而穩(wěn)定的性能。在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保同樣重要的今天,再生蠟的使用已成當(dāng)今熔模鑄造行業(yè)的熱門。一些公司對舊蠟再生技術(shù)反復(fù)

6、研究指出:為使舊蠟再生,原蠟料應(yīng)不粘稠、抗氧化;模料應(yīng)以某一種蠟料為主;再生時(shí)要去除水和雜質(zhì),并添加新材料;進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測和控制,再生費(fèi)用約為蠟料費(fèi)用的25%,可用于宇航各行業(yè)熔模鑄件的生產(chǎn)中。b.改進(jìn)射蠟機(jī),提高蠟?zāi)＞扰c效率。國外射蠟機(jī)采用油壓,特點(diǎn)是射蠟壓力高,普通雙頭射蠟機(jī)壓力可達(dá)28 MPa,而高壓射蠟機(jī)的射蠟壓力高達(dá)1220 MPa。顯而易見,所射制的蠟?zāi)Ｋ绞呛芨叩?。這些射蠟機(jī)可根據(jù)用戶的需要,具有不同的性能,自動化程度也不同。蠟?zāi)１亍⒗鋮s、起模方式都有獨(dú)特設(shè)計(jì)。國外還生產(chǎn)了大型液態(tài)模料壓注機(jī)。在制造厚斷面蠟?zāi)r(shí),為減少收縮可加入冷蠟塊,但制模時(shí)間和費(fèi)用都會增加。改進(jìn)壓蠟機(jī)

7、,用雙層蠟調(diào)節(jié)保存缸,能進(jìn)行液態(tài)蠟傳輸及糊狀蠟壓射充填,提高制模效率。c.高質(zhì)量的模殼是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的最主要條件,而型殼的質(zhì)量與粘結(jié)劑、耐火材料的選擇是關(guān)鍵。快干型殼和提高型殼質(zhì)量是研究的中心。硅溶膠粘結(jié)劑一直因風(fēng)干時(shí)間過長而影響生產(chǎn)周期。美國提出了用一種附加物來縮短硅溶膠型殼的風(fēng)干時(shí)間。歐洲和美國正以一種新觀點(diǎn)來看待熔融石英硅溶膠涂料。由于新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,使原采用硅酸乙酯的廠家受到限制,因此廣泛采用硅溶膠/熔融石英、硅溶膠/硅酸鋯。國外耐火材料一般表面層用鋯英粉或熔融石英,加固層通常采用莫來石的鋁硅系材料。國外用作型殼面層材料的有鋯英石、電熔剛玉、熔融石英、莫來石合成材料等。用作加固層的

8、材料為莫羅卡特、莫來石、雷馬斯等耐火材料,近年來還有使用氧化鎂、氧化鈣等作為耐火材料。制殼設(shè)備國外正朝著機(jī)械化、自動化方向發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于精鑄生產(chǎn)中的涂料、撒砂、鑄件清理、澆冒口切割等工序中,特別是機(jī)器人制殼發(fā)展很快。美國開發(fā)的自動組模機(jī)器人,被稱為精鑄中的柔性制造系統(tǒng)(FMS),為精鑄生產(chǎn)自動化創(chuàng)造了條件。d.脫蠟和焙燒。國外常用蒸汽脫蠟,焙燒一般采用燃油焙燒爐。e.國外中小型精鑄廠常采用90100 kg中頻無芯感應(yīng)熔化爐,功率為160175 kW,熔化一爐鋼水20 min左右隨著不可加工精鑄件的出現(xiàn),國外正在修正和改進(jìn)合金成分。近年來開發(fā)了金屬基復(fù)合材料熔模鑄造的宇航零件,充分研

9、究了復(fù)合材料專用的熔化和鑄造工藝及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.2我國精鑄業(yè)發(fā)展的近況2.2.1發(fā)展過程建國初期,受前蘇聯(lián)的影響,熔模精密鑄造作為一種少、無切削加工的新工藝起步于50年代。我國精鑄工藝的發(fā)展經(jīng)歷了3次較大的發(fā)展變化,即在60年代經(jīng)過我國科技人員的努力,使水玻璃粘結(jié)劑型殼的精密鑄造成熟地應(yīng)用到了機(jī)械制造業(yè)和汽車的生產(chǎn)中,形成了一批專業(yè)的精鑄車間和工廠,對我國民用機(jī)械業(yè)和兵器工業(yè)的發(fā)展起了很大作用。一汽的精鑄也在這時(shí)起步。到了70年代,由于航空工業(yè)發(fā)展的需要,促使航空精鑄生產(chǎn)在原有硅酸乙酯粘結(jié)劑制殼的基礎(chǔ)上,引進(jìn)了西方國家的先進(jìn)射蠟設(shè)備和專利技術(shù),從而生產(chǎn)出高質(zhì)量水平的航空精鑄件,使我國精密鑄

10、造技術(shù)靠近了國際的先進(jìn)水平。進(jìn)入90年代,主要是中國臺灣精鑄設(shè)備和生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)入了大陸,硅溶膠粘結(jié)劑型殼精鑄生產(chǎn)不銹鋼零件的工藝得以建立和發(fā)展,并使我國一般精鑄件達(dá)到國外水平,為開創(chuàng)精鑄件出口創(chuàng)造了條件。經(jīng)過40年的發(fā)展,熔模鑄造已成為我國機(jī)械、汽車制造業(yè)中不可缺少的基礎(chǔ)工藝,并形成了一個(gè)獨(dú)特的行業(yè)。2.2.2現(xiàn)狀由于我國精鑄生產(chǎn)發(fā)展的歷史背景,使精鑄生產(chǎn)形成了3種不同的工藝水平。a.生產(chǎn)一般碳鋼和低合金鋼機(jī)械零件精鑄毛坯的水玻璃型殼的精鑄生產(chǎn)工藝。主要用石蠟硬酯酸模料,用低壓注制蠟?zāi)?以水玻璃粘結(jié)劑、石英和硅鋁系耐火材料制造型殼,采用水溶脫蠟方式,具有設(shè)備投資少,材料低廉,生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)

11、,但鑄件的質(zhì)量水平相對較低,主要用于生產(chǎn)質(zhì)量不高的小型碳鋼毛坯鑄件。b.生產(chǎn)不銹鋼、合金鋼的小型商品零件的硅溶膠粘結(jié)劑型殼的精鑄生產(chǎn)工藝。以中溫模料在中壓射蠟機(jī)上制造蠟?zāi)?用硅溶膠粘結(jié)劑、鋯英和鋁硅系耐火材料制成型殼,用高壓蒸汽脫蠟。鑄件質(zhì)量水平和生產(chǎn)成本比水玻璃粘結(jié)劑型殼的精鑄件要高。主要用于生產(chǎn)不銹鋼接頭、小型閥門、五金零件、馬具和高爾夫球頭,以及合金鋼的小型精密零件(如汽車、自行車、軍械、小型機(jī)械上精密復(fù)雜零件)。c.生產(chǎn)高合金鋼、高溫合金、鈦合金零件為主的硅酸乙酯粘結(jié)劑精鑄生產(chǎn)工藝。在這類生產(chǎn)中,水平較高的是用高壓射蠟機(jī),將液態(tài)的中溫蠟射入精密的模具中制造蠟?zāi)?采用陶瓷型芯做復(fù)雜內(nèi)腔,

12、用水解硅酸乙酯粘結(jié)劑(近年來也有少數(shù)廠部分采用硅溶膠)和剛玉、莫來石等耐火材料制造型殼。在高壓蒸汽中脫蠟,其中要求高的零件還采用了真空熔煉和澆注。因此,不但鑄件的粗糙度低、尺寸精度高,而且冶金質(zhì)量也高,主要集中在航空部門。2.2.3我國精鑄企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益分析在我國3種精鑄工藝水平的企業(yè)中,水玻璃型殼精鑄廠約占90% ,產(chǎn)量約占95.5%,產(chǎn)值約占79%,目前仍是我國精鑄生產(chǎn)中的主體。3熔模鑄造的工藝特點(diǎn)熔模鑄造方法的優(yōu)點(diǎn)是，它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件，特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動機(jī)的葉片，其流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔，用機(jī)械加工工藝幾乎無法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)

13、，保證了鑄件的一致性，而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。熔模鑄件尺寸精度較高，一般可達(dá)CT4-6（砂型鑄造為CT1013，壓鑄為CT57）,當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等，所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高，但其一致性仍需提高（采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多）。壓制熔模時(shí)，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。此外，型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。

14、所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高，一般可達(dá)Ra.1.63.2m。 熔模鑄造最大的優(yōu)點(diǎn)就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機(jī)械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機(jī)械加工即可使用。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí)，大幅度節(jié)約金屬原材料。4熔模鑄造的工藝流程熔模鑄造的工藝流程為：壓型制造蠟?zāi)褐葡災(zāi)＝M裝浸涂料撒砂硬化及干燥脫蠟造型焙燒澆注落砂及清理。4.1壓型制造熔模是用來形成耐火型殼中型腔的模型，所以要獲得尺寸精度和表面光潔度高的鑄件，首先熔模本身就應(yīng)該具有高的尺寸精度和表面光潔度。此外

15、，熔模本身的性能還應(yīng)盡可能使隨后的制型殼等工序簡單易行。為得到上述高質(zhì)量要求的熔模，除了應(yīng)有好的壓型（壓制熔模的模具）外，還必須選擇合適的制模材料（簡稱模料）和合理的制模工藝。小批量生產(chǎn)時(shí)，壓型材料常用錫鉍合金、塑料、石膏、硅橡膠等，其特點(diǎn)是容易制造和切削加工；大批量生產(chǎn)時(shí)，壓型材料常用碳素鋼，其特點(diǎn)是耐磨、壽命長，制出的熔模精度高，但壓型的制造成本高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長，制造困難。壓型制造要考慮蠟料和鑄造和金的雙重收縮。4.2蠟?zāi)褐浦颇２牧系男阅懿粌H應(yīng)保證方便地制得尺寸精確、表面光潔度高、強(qiáng)度好。質(zhì)量小的熔模，還應(yīng)為型殼的制造和獲得良好鑄件創(chuàng)造條件。蠟料一般用蠟料、天然樹脂和塑料（合成樹脂）配

16、制。配制模料的目的是將組成模料的各種原材料混合成均勻的一體，并使模料的狀態(tài)符合壓制熔模的要求。配制時(shí)，主要用加熱的方法使個(gè)種原材料熔化混合成一體，而后在冷卻情況下將模料劇烈攪拌，使模料成為糊膏狀態(tài)供壓制熔模用。有時(shí)也有將模料熔化為液體直接澆注熔模的情況。生產(chǎn)中，大多采用壓力把糊狀模料壓入壓型的方法制造熔模。壓制熔模之前，需先在壓型表面涂薄層分型劑，以便從壓型中取出熔模。模料壓入壓型，待蠟料冷卻凝固便可從壓型內(nèi)取出，然后修去分型面上的毛刺，即得帶有內(nèi)澆道的單個(gè)蠟?zāi)?。壓制蠟基模料時(shí)，分型劑可為機(jī)油、松節(jié)油等；壓制樹脂基模料時(shí)，常用麻油和酒精的混合溶液或硅油作分型劑。分型基層越薄越好，使熔模能更好的

17、復(fù)制壓型的表面，提高熔模的表面光潔度。制模材料常用50%的石蠟和50%的硬脂酸配制而成。這種蠟料的全熔溫度為70°90。為加速蠟料凝固，減少蠟料收縮，制模時(shí)蠟料是45°48的糊狀稠蠟，用0.20.4MPa壓力壓入制好的壓型中成型。從壓型中取出模型后放入14°24的水中冷卻，以防止變形。最好使室溫保持在18°28間，使蠟?zāi)＞哂凶銐虻膹?qiáng)度，并保持準(zhǔn)確的尺寸和形狀。4.3蠟?zāi)＝M裝熔模鑄件一般均較小，把形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組合在一起構(gòu)成熔模組，從而可實(shí)現(xiàn)一型多鑄，主要有兩種方法：焊接法和機(jī)械組裝法。焊接法是用薄片狀的烙鐵將熔模的連接部位熔化，使熔

18、模焊在一起，此法較普通。機(jī)械組裝法在大量生產(chǎn)小型熔模鑄件時(shí)應(yīng)用，國外已廣泛采用機(jī)械組裝法組合模組，可使模組組合效率大大提高，工作條件得到改善。若干個(gè)蠟?zāi)Ｊ褂孟灹虾附釉谝粋€(gè)直澆口上，裝配成蠟?zāi)＝M。直澆口的中心是一個(gè)鐵心，外圍是蠟制的直澆口，其直徑較大，同時(shí)起補(bǔ)縮冒口的作用。4.4浸涂料將蠟?zāi)＝M置于涂料中浸漬，使涂料均勻的覆蓋在蠟?zāi)＝M表面。涂料是用耐火材料（石英粉）、粘結(jié)劑（水玻璃）組成的糊狀混合物，它使型腔獲得光潔的面層。涂料一般由55%60%的石英粉和40%45%的水玻璃組成。在熔模鑄造中，用的最普遍的粘合劑是硅酸膠體溶液（簡稱硅酸溶膠），如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。其組成物質(zhì)主要為硅

19、酸和溶劑，有時(shí)也有穩(wěn)定劑，如硅溶膠中的NaOH。硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠，是熔模鑄造中用的最早、最普遍的粘結(jié)劑。水玻璃殼型易變形、開裂，用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國，當(dāng)生產(chǎn)精度要求較低的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí)，可長期存放，制型殼時(shí)不需專門的硬化劑，但硅溶膠對熔模的潤濕較差，型殼硬化過程是一個(gè)干燥過程，需時(shí)較長。4.5撒砂它是使浸漬涂料的蠟?zāi)＝M均勻地粘附一層耐火材料，以迅速增厚型殼。小批量用人工手工撒砂，大批量在專門的撒砂設(shè)備上進(jìn)行。目前，熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英、剛玉以及硅酸鋁耐火材料（如耐火粘土、鋁礬土、焦寶石），有時(shí)也用鋯

20、英石、鎂砂等。4.6硬化及干燥為使耐火材料層結(jié)成堅(jiān)固的型殼，撒砂后進(jìn)行硬化及干燥。以水玻璃為凝結(jié)劑時(shí)，在空氣中干燥一段時(shí)間后，將蠟?zāi)＝M浸在飽和濃度（25%）的氯化銨中13min，這樣硅酸凝膠就將石英砂粘的很牢，而后在空氣中干燥710min，形成12mm厚的薄殼。為使型殼具有一定的厚度與強(qiáng)度，上述的浸涂料、撒砂、硬化及干燥過程需重復(fù)46次，最后形成512mm厚的耐火型殼。此外，面層（最內(nèi)層）所用的石英粉及石英砂應(yīng)較以后各加固層細(xì)小，以獲得高質(zhì)量的型腔表面。4.7脫蠟為取出蠟?zāi)Ｒ孕纬设T型型腔，必須進(jìn)行脫蠟。最簡單的方法是將附有型殼的蠟?zāi)＝M浸泡于85°95的熱水中，使蠟料熔化，經(jīng)朝上的澆口

21、上浮而脫除，脫出的蠟料經(jīng)回收處理后仍可重復(fù)使用。除上述熱水法外，還可用高壓蒸汽法將蠟?zāi)＝M倒置于高壓釜內(nèi)，通入0.20.5MPa的高壓蒸汽，使蠟料熔化。4.8造型造型是將脫蠟后的型殼置于鐵箱中，周圍有粗砂填充的過程。如在加固層涂料中加入一定比例的粘土形成高強(qiáng)度型殼，則不經(jīng)造型過程，直接進(jìn)入焙燒環(huán)節(jié)。4.9焙燒為去除型殼中的水分、殘余蠟料及其它雜質(zhì)，脫蠟后將置于鐵箱中的型殼，必須送入800°1000的加熱爐中進(jìn)行焙燒，使型殼強(qiáng)度升高，型殼干凈。4.10澆注澆注是將熔煉出的預(yù)定化學(xué)成分與溫度的金屬液趁熱澆注到型殼的過程。常用的澆注方法是熱型重力澆鑄法。這是用得最廣泛的一種澆注形式，即型殼從

22、焙燒爐中取出后，在高溫下進(jìn)行由澆注。此時(shí)，金屬在型殼中冷卻較慢，能在流動性較高的情況下充填鑄型，故鑄件能很好復(fù)制型腔的形狀，提高了鑄件的精度。但鑄件在熱型中的緩慢冷卻會使晶粒粗大，這就降低了鑄件的機(jī)械性能。在澆注碳鋼鑄件時(shí)，冷卻較慢的鑄件表面還易氧化和脫碳，從而降低了鑄件的表面硬度、光潔度和尺寸精度。真空吸氣澆注法是將型殼放在真空澆注箱中，通過型殼中的微小孔隙吸走型腔中的氣體，使液態(tài)金屬能更好地充填型腔，復(fù)制型腔的形狀，提高鑄件精度，防止氣孔和澆不足的缺陷。該法已在國外應(yīng)用。壓力下結(jié)晶法是將型殼放在壓力罐內(nèi)進(jìn)行澆注，結(jié)束后立即封閉壓力罐，向罐內(nèi)通入高壓空氣或惰性氣體，使鑄件在壓力下凝固，以增大

23、鑄件的致密度。在國外，最大壓力已達(dá)150MPa。定向結(jié)晶（定向凝固）法是針對一些熔模鑄件(如渦輪機(jī)葉片、磁鋼等)而言。如果其結(jié)晶組織是按一定方向排列的柱狀晶，它們的工作性能便可提高很多，所以熔模鑄定向結(jié)晶技術(shù)正迅速地得到發(fā)展。4.11砂及清理冷卻后，破壞型腔，取出鑄件，去掉澆口，清理毛刺。熔模鑄件清理的內(nèi)容主要為：從鑄件上清除型殼；從澆注系統(tǒng)上取下鑄件；去除鑄件上所粘附的型殼耐火材料；鑄件熱處理后的清理，如除氧化皮、切邊和切割澆口殘余等。5熔模鑄造工藝存在的問題5.1原材料及雜質(zhì)產(chǎn)生的氣孔原材料本身夾雜的氣體及耐火材料雜質(zhì)在鑄造生產(chǎn)過程中，都會引起鑄件氣孔。5.1.1金屬料形成的氣孔許多生產(chǎn)廠

24、家使用的金屬爐料，本身夾雜許多氣體，外表又多是生銹的、沾油的、沾水的。這在生產(chǎn)中都會給鑄件造成氣孔.這些金屬料在熔煉過程中，除會發(fā)生鐵水飛濺外，還會產(chǎn)生濃濃的黑煙，操作不當(dāng)，還會分解出氫原子和氧原子，它們可以溶于鋼水中，鋼液可以溶解大量的氫.這樣在鋼液澆注后，在鑄型內(nèi)凝團(tuán)的過程中.氫因飽和而析出，氫原子變?yōu)闅浞肿?ZHH:成為氣泡，在鑄件中形成氣孔.若鋼液中溶解的FeO量多時(shí)，則發(fā)生FcO+ZHH:O+F反應(yīng)，產(chǎn)生水蒸汽，也形成鑄件氣孔.在生產(chǎn)中這樣現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，其危害很大.因此，在生產(chǎn)中要選用含銹、含水、含油少的原材料，必要時(shí)，要將廢料進(jìn)行表面處理。如在拋丸機(jī)中進(jìn)行表面處理。5.1.2耐火材

25、料雜質(zhì)產(chǎn)生的氣孔耐火材料在運(yùn)輸、貯存.使用的過程中，難免由于種種原因而發(fā)生混袋或者混人其它雜質(zhì)。如將耐火材料混雜CaCO:時(shí)，因CaC03在960。一1060發(fā)生如下的分解:CaC03Cao+CO:t，當(dāng)型殼溫度在900以下時(shí)，反應(yīng)尚未開始，當(dāng)溫度超過960時(shí)，即鋼水澆人型腔中時(shí)，會產(chǎn)生分解反應(yīng)，使鑄件產(chǎn)生氣孔，因而生產(chǎn)中對耐火材料要嚴(yán)格管理，嚴(yán)格管理。5.2殼造工藝中形成的氣孔型殼制造過程相對而言較為復(fù)雜.在其過程中也有不少的環(huán)節(jié)將給鑄件帶來氣孔。5.2.1殘留模料和水分形成的氣孔型殼在脫蠟時(shí)，由于種種原因而沒有完全脫完，有殘余模料.焙燒后也沒有全部燒掉，殘余碳?xì)浠衔锖吞佳趸衔?。所以?dāng)高

26、溫合金液注人型殼中之后，會產(chǎn)生下列反應(yīng):CnHZn+2一nC+(n+1)H:全其中ZC+022C0個(gè)2C0+02一2C0:f這一反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)方能在澆口杯中看見冒氣泡，鋼水飛濺，最后導(dǎo)致鑄件形成氣孔。型殼未焙燒好，不但會發(fā)生上述情況，而且還會殘留水分及焙燒時(shí)Na:O與NH.CI分解出來的HCI反應(yīng):Na:O+2HCIZNaCI+H:O這些水份殘留在型殼中，不但型殼強(qiáng)度低而且會產(chǎn)生氣孔。型殼的焙燒至關(guān)重要。因?yàn)樗Ａ蜌な嵌鄻映煞莸慕M成體，它們在高溫下將產(chǎn)生一系列物理化學(xué)變化，如石英的熱膨脹和同素異晶轉(zhuǎn)變，粘土中高嶺石的分解和體積收縮，自由水和結(jié)晶水的揮發(fā)，殘余蠟料、皂化物、硬化劑以及某些反應(yīng)物的

27、分解和蒸發(fā)，510:，AI:0:和Na:0的熱化學(xué)反應(yīng)等，這些物理化學(xué)變化是復(fù)雜的，有些反應(yīng)由于條件所限尚未完全弄清楚.但是就水玻瑞型殼而言，對于NH.CI的分解，Na，O的變化，NaCI的變化和揮發(fā)物的去除等，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，只要型殼的焙燒溫度達(dá)到800以上，最好在850左右，保溫兩個(gè)小時(shí)，使型殼顏色呈白色，粉白色或粉紅色，熱殼澆注，一般質(zhì)量均能保證。若型殼顏色為深灰色，說明焙燒不良，易發(fā)生氣孔、嗆火、漏鋼等現(xiàn)象。5.2.2型殼“茸毛”產(chǎn)生的氣孔“茸毛”是型殼中的鹽分在干燥過程中隨水分蒸發(fā)而產(chǎn)生遷移和擴(kuò)散所致?！叭酌钡漠a(chǎn)生主要與型殼的存放時(shí)間、室內(nèi)的溫度、濕度有關(guān).因此在生產(chǎn)中，除嚴(yán)格控制N