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熔模石膏型真空增壓鑄造技術(shù)

《鑄造技術(shù)》06/2009　

王元慶等:熔模石膏型真空增壓鑄造技術(shù)

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圍內(nèi)半水石膏容易溶解。將石膏混料加入水?dāng)嚢?使混料充分浸潤后再抽真空。漿料攪拌時(shí)間應(yīng)控制在3min左右。澆灌時(shí)間不能太長,太長也會(huì)使鑄型表面產(chǎn)生水紋。

表1　石膏型配方　w(%)

Tab.1　Compositionofplastermould

在外加壓力條件下凝固成形。

真空增壓鑄造工作艙的鑄型及金屬液環(huán)境壓力示意圖如圖3所示(圖中壓力數(shù)值的零點(diǎn)以大氣壓力為準(zhǔn))。

序號(hào)α石膏硅石粉硅砂上店土粉硅藻土硫酸鉀133.529.035.52.00.15～0.32307033050204302050水分

30～5042～5535～5531　　(3)石膏型的脫蠟、干燥與焙燒

1以上,,否現(xiàn)象。,也有用蒸汽或有機(jī)溶劑的。用熱空氣脫蠟是將石膏型置于預(yù)先加熱至148～204℃的爐中保溫2～3h。采用蒸汽脫蠟時(shí),得先將脫蠟鍋預(yù)熱到85～100℃,再通蒸汽,否則會(huì)因蒸汽在鑄型內(nèi)凝結(jié)成水浸濕鑄型表面,導(dǎo)致石膏回溶而使鑄型表層剝離。

脫蠟后鑄型要進(jìn)行焙燒,但在焙燒前要經(jīng)1～2天的自然干燥。石膏型的焙燒要求溫度低,時(shí)間長,使石膏型各部位的升溫和降溫能均勻而緩慢地進(jìn)行,還要嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣氛。2　真空增壓鑄造技術(shù)原理及其工藝特性2.1　真空增壓鑄造技術(shù)原理

真空增壓鑄造技術(shù)是在借鑒了真空吸鑄中的“真空澆注”和低壓鑄造或是差壓鑄造中的“加壓凝固”的思想上發(fā)展起來的一種重力鑄造方法,其技術(shù)核心在于“真空澆注”和“加壓凝固”兩方面[2,5]。真空增壓鑄造設(shè)備示意圖如圖2,其工藝過程如下。

圖3　鑄型及金屬液環(huán)境壓力示意圖

Fig.3　Schematicofcastingmoldandpressureundermetalliquid

2.2　真空增壓鑄造技術(shù)特性

真空增壓鑄造技術(shù)是圍繞著“真空澆注”和“加壓凝固”這2個(gè)主題而開展的,它和其它鑄造方法相比,

有以下3個(gè)重要特征。

(1)真空除氣

在澆注以前,首先將熔煉好的金屬液置于澆包內(nèi)安放在工作艙里,通過真空儲(chǔ)能罐和真空泵對(duì)工作艙抽氣,達(dá)到設(shè)定的真空度后進(jìn)行澆注和充型。在這種特定的真空條件下,熔煉過程中溶解于金屬液中的氣體易于從金屬液中析出,使得隨后成形的鑄件中氣體含量相對(duì)較少;在真空條件下,金屬液表面也不易氧化形成氧化膜,這也有利于金屬液的純凈化。另外,真空澆注時(shí),由于鑄型型腔內(nèi)空氣稀薄,可避免由澆注充型時(shí)金屬液紊流卷氣、型腔窩氣造成鑄件內(nèi)部侵入性氣孔和輪廓欠澆缺陷的產(chǎn)生。

(2)真空充填

與在大氣環(huán)境下澆注相比,金屬液在真空狀態(tài)下充填時(shí),受到型腔中氣體的阻力大大降低,金屬液前沿的氧化大大減少,金屬液流表面張力也大大降低,因此金屬液的流動(dòng)性大幅提高。圖4為實(shí)驗(yàn)合金在兩種狀態(tài)下流動(dòng)性的對(duì)比(大約提高1倍左右)。

圖2　真空增壓鑄造設(shè)備示意圖

Fig.2　Schematicofvacuumpressurizingcastingappartus

(1)鑄型和裝有金屬液的澆包安置在工作艙內(nèi),

圖4　實(shí)驗(yàn)合金在兩種狀態(tài)下流動(dòng)性的對(duì)比(材料:AC4A)

Fig.4　Comparisonoffluidityofexperimentalalloyattwo

states(material:AC4A)

并快速關(guān)閉艙門,實(shí)現(xiàn)工作艙的密封。

(2)啟動(dòng)設(shè)備,對(duì)工作艙快速抽真空,并在真空氣氛下完成鑄件的澆注、充型。

(3)對(duì)工作艙快速充壓,并保壓一段時(shí)間,使鑄件

圖5為實(shí)驗(yàn)鑄件在兩種狀態(tài)下疲勞強(qiáng)度的對(duì)比結(jié)果。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,大氣下澆注時(shí),鑄件強(qiáng)度值

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