熔模铸造工艺守则
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1 熔模铸造工艺流程图JS10(01)-2005 铸件工艺设计
●压模设计和制作
配 制 模 料 制 熔 模
组树
沾浆 撒砂 干燥
抛丸 脱蜡
振壳 高 温 焙 烧 ● 浇 铸 ■合金熔炼
抛丸 打压﹙有要求时﹚ 切割
浆料制备 硬化剂制备
酸洗﹙有要求时﹚ 成品入库
铸件的机械加工﹙有要求时﹚ ●铸件检验入库
焊补 打磨 ● 热 处 理■ 注:● 检验点 ■ 特殊过程 2 范围 本工艺守则规定了熔模铸造工艺过程中各工序的工艺要求。适用于低温模料、手工或压蜡机压制蜡模,硅溶胶和水玻璃粘结剂制壳、酸(碱)性中频电炉熔炼,生产碳素钢、合金钢等熔模精密铸件的工艺过程。 ● 蜡型工艺JS02(01)-2005 △1 蜡料制备工艺要求 1.1稀蜡温度:65~80℃。 1.2蜡膏保温缸水温:48~50℃。 1.3蜡膏应搅拌均匀呈糊状,温度控制在45~48℃,其中不允许有颗粒状蜡料。 1.4蜡料酸值:105±5。 1.5蜡料配方 蜡料种类 材料名称 重量配比(%) 1 2 3 4 5 石蜡 50 25 10 5 硬脂酸 50 25 10 5 5 回收蜡 50 80 90 95 1.5.1正常生产采用3.4两种配方,配方5用于沾制浇口棒。 1.5.2蜡料配方是指酸值符合105±5范围内的基本配方,在生产过程中必须根据蜡模质量或酸值分析结果,适量增加或减少硬脂酸量,冬季的酸值取下限,夏季的酸值取上限。
△2 蜡模制造工艺要求 2.1室温:10~30℃。 2.2蜡膏压注温度:45~46℃,压力:0.2~0.6Mpa,保压时间:3~10s。 2.3压型冷却水温:14~24℃,冷却时间:20~100s。 2.4制模分型剂:10#变压器油。 2.5蜡模表面应光洁,形状完整,尺寸合格,不允许有缩陷、凸包、裂纹、错位、气泡等缺陷。
△3 蜡模组装工艺要求 3.1室温:10~30℃。 3.2模组间最小间隙:8mm,较大平面间隙最小20mm。 3.3模组最小压头:60mm,尾端最小余头:10mm。 3.4蜡模内浇口与蜡棒之间焊接要严密,不得有尖角和小缝。 3.5组装的蜡模应均匀,不得有蜡滴、蜡渣、灰尘及杂物。 ● 制壳工艺JS02(02)-2005 △1 涂料配置工艺要求 1.1工艺材料主要技术 1.1.1涂料配比及性能 涂料种类 涂料配比及性能 面层 过渡层 背层
涂 料 配 比
硅溶胶(Kg) 10 10 10 锆英粉(Kg)/320目 32~37 煤矸石粉(Kg)/(240-270)目 17~18 16~17
湿润剂(ml) 16 消泡剂(ml) 12 涂料性能 流杯粘度(s)* 32±1 19±1 17±1
密度(g/cm3) 2.7~2.8 1.82~1.85 1.81~1.83 注:(1)涂料粘度使用4#詹氏杯测定; (2)过度层和背层涂料中不加润湿剂和消泡剂。 1.1.2室温:24℃±2℃。 1.1.3涂料搅拌时间:面层全部为新材料时搅拌时间≥24h,部分新材料时搅拌时间≥12h;过渡层涂料及背层涂料全部为新材料时搅拌时间≥10h,部分新材料搅拌时间≥5h。 1.2煤矸石粉(用于加固层涂料) Al2O3(%) SiO2(%) Fe2O3(%) 含水量(%) 粒度 40~60 49~55 ≤1.2 ≤0.3 180~220 1.3涂料配比(用于加固层涂料) 涂料种类 粉液比 JFC加入量 (按重量计算) 结晶氯化铝硬化
表面层 1:1.10—1.25 0.05% 加固层 1:1.05—1.15 0.05% 1.4水玻璃 指标名称 硬化剂种类 模数 (M) 加固层密度
(g/cm3) 结晶氯化铝 3.2~3.6 1.28~1.30 1.5涂料粘度 粘度(s) 室温
涂料种类 ≥8—15
℃ ≥15—20℃ ≥20—30℃ 备注
加固层 17—20 15—17 13—15 用于结晶氯化铝硬化剂 △2 制壳工艺要求 2.1硅溶胶型壳工艺要求
2.1.1制壳参数 层数 参数 面层 二层 背层 半层
涂料种类 面层涂料 二层涂料或 过渡层涂料 背层涂料 背层涂料 撒砂 100/120目锆砂 30/60目煤矸石 16/30目煤矸石 温度 ℃ 22~26 湿度(%) 50~70 40~70 风速(m/s) 6~8 干燥时间 h 4~6 8~12 12~16 14~18 预湿剂 浸预湿剂 注(1)预湿剂用SiO2>25%的硅溶胶溶液; (2)预湿剂可浸一层; (3)复合型壳用面层、二或一至三层。 2.2水玻璃型壳工艺要求 2.2.1室温:15~32℃,湿度:40%~70% 2.2.2撒砂(煤矸石砂/适用于加固层) Al2O3(%) Si2O3(%) Fe2O3(%) 含粉量(%) 含水量(%) 粒度 40~46 49~55 ≤1.2 ≤0.3 ≤0.3 20#(0.85) 2.2.3工艺参数 工艺参数 硬化 种类 表面层 加固层 硬化 干燥 硬化 干燥 温度 (℃) 时间 min 温度 (℃) 时间 min 温度 (℃) 时间 min 温度 (℃) 时间 min 氯化铝 常温 12~15 20~32 14~16 常温 10~12 25~35 12~14 2.2.4自然风干时间:25~30min。 2.2.5室温低于5℃或阴雨天应适当延长硬化时间与风干时间,以保证型壳质量为准。
△3 热水脱蜡工艺要求 3.1脱蜡液温度:90~98℃。 3.2脱蜡时间:15~40min(按模组大小,以脱蜡尽为准)。 3.3脱蜡前模组存放时间≥24h。
△4 蜡料处理工艺要求 4.1待处理蜡料与水的比例:蜡料:水=3︰1 4.2蒸气化蜡温度:100±5℃。 4.3蜡料处理用酸有两种,即盐酸和硫酸,可任选一种。 a.盐酸加入量为蜡料的3%~5%。 b.硫酸加入量为蜡料的3%~6%。 4.4处理合格的蜡液应呈褐色或黄色透明状,须在槽中静置2h以上方能流入下道工序。
● 熔炼工艺JS02(03)-2005 △1 型壳焙烧工艺要求 1.1燃料主要技术参数 1.1.1柴油:符合GB252—94《轻柴油》中0#和﹣10#的规定。 1.1.2煤气成分:CO≥15%,O2≤0.8%;压力:0.06~0.10Mpa。 1.2焙烧温度:980~1080℃。 1.3保温时间:>30min。 1.4焙烧合格的型壳出炉时,应呈白色透明状,不冒黑烟。
△2 铸钢熔炼工艺要求 2.1化学成分 铸件化学成分由用户提供,按精铸主要工艺参数记录卡的要求熔炼并调整成分。 2.2钢水浇铸温度:依据铸钢牌号、零件结构按有关工艺规定执行。 铸钢件的浇注温度一般按其材质的熔点加40—80℃,原则是钢种粘度大(流动性差)的、重量小的、壁薄的、结构复杂的铸件,浇注温度应高些;反之,则应低些。几种常见铸钢件的浇注温度可参见下表:
序号 铸钢件种类 铸钢件壁厚mm 铸钢件毛重Kg 浇注温度℃
WCB 1Cr18Ni9Ti 1 复杂薄壁 ≤20 ≤10 1590-1610 1640-1660 2 复杂薄壁 >20—30 >10—50 1580-1600 1630-1650 3 小型 >30—50 50—80 1570-1590 1620-1640 4 中型 >50—80 ≥80 1560-1580 1620-1640 2.3合金的制备,其规格应符合下表。 合金的块度要求 合金 碳极 硅铁 锰铁 鉻铁、钼铁 脱氧剂 规格/mm 3~20 10~30 10~40 按加入量适度掌握大小 20~50/块 2.4合金元素的吸收率按下表执行。 合金元素的吸收率 元素 C Si Mn Cr Mo Ti 吸收率(%) 80~90 60~70 70~80 90~95 80~90 50 2.5计算公式 ①铁合金加入量=〔炉料总重量×(取值-分析值)〕÷铁合金元素含量×吸收率 ②碳极加入量=〔炉料总重量×(取值-分析值)〕÷碳极中碳的含量×吸收率
△3 铜合金的熔炼工艺 3.1锡青铜熔炼工艺(ZQSn10-2) 3.1.1化学成分(中国船舶工业公司1984-10-01)
序号 合金名称 合金代号 主要化学成分(%) 锡Sn 锌Zn 铜Cu 1 锡青铜 ZQSn10-2 9.0~11.0 1.5~3.5 其余 3.1.2.配料 3.1.2.1所用新料、回炉料及合金元素化学成分必须清楚。 3.1.2.2元素烧损率(质量分数%) 合金 铜Cu 锡Sn 锌Zn 青铜 0.5~1.5 1~4 10~15 注:视浇注铸件所需的铜水温度高低考虑合金元素烧损率的上下限。 3.2铝青铜熔炼工艺 3.2.1化学成分
序号 合金名称 合金代号 主要化学成分(%) 铝Al 铁Fe 锰Mn 铜Cu 1 铝青铜 ZQAl 9-2 8.0~10.0 1.5~2.5 其余 2 铝青铜 ZQAl 9-4 8.5~10.0 2.0~4.0 其余 3.2.2 配料 3.2.2.1所用新料、回炉料及合金元素化学成分必须清楚。 3.2.2.2元素烧损率(质量分数%) 合金 铜Cu 铝Al 铁Fe 锰Mn 青铜 0.5~1.5 4~10 0 4~15 注:视浇注铸件所需的铜水温度高低考虑合金元素烧损率的上下限。 3.2.2.3测温出炉浇注,根据铸件的形状及壁厚调整温度。
序号 合金牌号 熔化温度 ℃ 浇注温度℃
壁厚<30 mm 壁厚≥30 mm 1 ZQAl 9-2 1200~1250 1140~1180 1120~1150 2 ZQAl 9-4 1200~1250 1140~1200 1110~1150
△4 浇包筑补及烘烤工艺要求 4.1浇包外壳按标准图纸用2~3mm的钢板焊制,其底部和周围均布钻Φ4mm~Φ6mm 孔若干个。 4.2浇包筑补材料配比应符合下表规定。 种类 项目 中性包
材料 高铝砂 高铝粉 水玻璃 规格 6# (3.35) 200# (0.075) D 1.30~1.32 配比(%) 60~65 40~35 适量 4.3浇包烘烤时间:打筑的新包≥1.5h;修补的旧包≥1.5h , 浇包应烘烤至暗红色方可使用。
△5 筑炉工艺要求