熔模铸造工艺流程

熔模铸造工艺流程模具制造模组清洗模料处理重 复 多 次上涂料及撒砂型壳干燥（硬I化）震 动 脱 壳切 割 浇 口磨 内 浇 n喷 丸 或 喷 砂最后清砂执J、八处理修整焊补抛 光1或 机 加 工制熔模用模料为日本牌号：K512模料模料主要性能： 灰分铁含量熔点 针入度0.025%灰分的 10% 0.5%密度 1.20-122PH9.0-10.0粘 度（m2/s） 98.6%65% 0.25% 0.10%1.0%6.0 0.54.5g/cm3灰白色或掺灰黄之白色使用300-325目ZrO2 SiO2即 ZrO2TiO2Fe20sAI2O32、 PH3、 密度4、 外观5、 错粉制壳用煤砰石粉砂煤砰石粉砂是用高岭土经高温燃烧而成的熟料。煤肝石粉用于配制背层涂料，煤砰石砂是制背层型壳 的撒砂。技术要求：1、 化学成分AI2O344-48%SiO250-54%TiO21.5%Fe2O31.2%CaO MgO0.7%K2O NaO0.3%灼减0.5%2、岩相莫来石-56%方英石.17%非晶态其余3、密度2.4-2.6g/cm334、砂16-30 目30-60 目粉尘量 0.3%含水量2、3、严格执行操作程序，认真仔细制壳。特别注意制好面层，确保孔和尖角处涂料与模组间无气泡，无涂料堆积、糊住孔等现象。4、制下一层前必须抖掉上一层的浮砂。5、工作手套必须保持无砂和无涂料，以免涂料受污染。应经常清除涂料表面的蜡悄等。6、 面层型壳刚制完不得置于风扇前后。注意面层和二层干燥速度不应过快，干燥时间不过长，以 防出现龟裂等缺陷。7、取、挂型壳必须轻拿轻放，推送小车时要平稳，防止型壳碰撞，碰伤。8、型壳破裂需修补后才能送往下一工序。修补时应清理掉损坏区域多优质产品的陶瓷材料，在处 一层一层制壳，直至它和其它部分一样厚，注意修补的不得将整个型壳沾浆。脱蜡一、工艺参数脱蜡最大压力脱蜡温度达到0.56Mpa压力时间0.75Mpa脱蜡时间170W14秒10分钟操作程序1、 型壳准备A、把已达到规定干燥时间的型壳小车推到型壳储存区，从小车架上取下型壳B、拆下挂钩、盖板等，并将浇口杯缘多余陶瓷材料去除干净。2、 设备准备A、脱蜡用蒸汽发生器蒸汽压力应为1.0Mpa，最低不得小于0.7Mpa。B、仔细检查蒸汽脱蜡过滤网是否需清理或更换，防止脱蜡过程中出现跑蜡等事故。C、开始脱蜡前，对脱蜡釜进行压力试验，并予热12次。3、 将待脱蜡型壳装在小车上，运送到脱蜡工部。4、 把型壳快速装在脱蜡蒸汽釜装载车上，送入脱蜡蒸汽釜，立即关好机门。5、 打开蒸汽阀，14秒钟内压力必须过到0.56Mpa，温度达到160。6、 脱蜡时间至少10分钟。7、 关闭蒸汽阀，打开排气阀，泄放蒸汽压，泄放应慢，在1分钟以上。8、 压力表指示压力为零时，打开脱蜡釜机门，并打开泄蜡阀。9、 反装型壳的装载车拉出，将型壳放在运输车上送到熔化车间。10、 检查脱蜡后的型壳，将正常的型壳浇口杯向下放在清洁的存放架上等待焙烧。有裂纹的 型壳需修补。出现碎裂或成片剥落的，或裂纹超过0.5mm宽对铸件有影响的型壳应通 过质检人员报废。11、 型壳修补A、壳表面只有微细龟裂时，可在该处涂、沾涂料进行修补。B、型壳有孔和不影响铸件的大裂痕，可用一块干净壳放在有孔处再用耐火泥封上，干 燥。操作要点1、 脱蜡装卸型壳时务必小心，防止碰坏型壳。2、 脱蜡时脱蜡釜机门必须关严，以免热量逸散。不要碰坏或刮伤炉门的密封填料，如有伤痕应即予以更换。3、 装载循环动作愈快愈好，若延迟时间会造成型壳先期受热。因蜡料比型壳热膨胀大，易造成型壳损坏。4、 适时清理蒸发桶管道，防止阻塞。输蜡管道要随时检查，确保管道在70-85 C之间畅通。每天用完后需用蒸汽清洗输蜡管。5、 操作时要载好手套。开脱蜡釜机门时，绝不能将脚放在门下，防止流出的热水烫伤人。脱蜡用蒸汽发生器蒸汽输出量 额定压力用水水500kg/h质特性要求总硬度 含油量 1.0Mpa0.03mgN/l 2mg/t碱度12-18Cl 300mg/l每天排污一次，每年除垢一次水质每天化验二次型壳焙烧一、工艺参数焙烧温度900-1100焙烧时间最少25分钟最多60分钟二、操作程序1、 仔细检查需焙烧的型壳，型壳应完好无缺陷，有缺陷的型壳必须修补好。2、 检查焙烧炉炉床是否平整干净。3、 用手套将型壳浇口杯边缘抹一下，防止砂子等进入型壳中。4、 小心地把型壳装入焙烧炉中：(1 )后浇注的放在炉后部，先浇注的放在炉前部。即后浇注的型壳先装，先浇注的型壳后 装。(2)型壳浇口向下放置在焙烧炉炉床上，型壳不要相互接触，不要滑动。(3)型壳不要与炉壁按触，不要装到火焰喷到处，并离炉门要10公分。5、 关上炉门。6、点火升温。炉内温度在900-1100之间，型壳焙烧时间最少25分钟，最多不超过60分 钟，焙烧好的型壳应为白色或蔷薇色。7、打开炉门，用叉子取出型壳，目视有无裂纹，同时翻转，将型壳浇口向上准备浇注。操作要点1、 严格控制焙烧温度和时间。如温度过高，时间过长型壳会烧过，导致型壳强度降低和变形。如温度过低、时间过短型壳烧不透，其透气性差。2、 焙烧炉各处温度应均匀。型壳放置应合理，火焰不得直接喷到型壳上。3、 防上型壳中掉入污物，装炉时型壳浇口应向下放置时，要用石棉布盖住浇口4、开关炉门动作要快，防止炉温下降过多。5、炉床至少每周用扫把或压缩空气清理一次，确保清洁。筑炉熔炼金属使用快速炼炉，使用前应修好炉衬，常称筑炉。 一、炉体构造快速熔炼炉正常使用时，炉体构造见下图。图中：1装料口，2出钢槽，3炉衬，4炉底，5石棉板，6石棉布，7为铜管感应。筑炉是完成感应圈7中间的16部分。二、筑炉程序1、筑炉材料准备(1 )炉衬耐火泥准备，用7080%耐火粘土加2030%水玻璃，搅拌成膏状待用。(2 )石棉板、石棉布或云母片若干。(3)炉衬材料，用40-45%MgO粉加55-60%MgO砂混合做炉衬材料。因它们的粒 度分布对炉体的寿命影响极大，建议粉砂粒度分布如下：砂6目8目10目14目20目28目35目%1532.7 33.8 13.54.40.40.2粉100目150目200目270目325目以下%7.77.1 6.59.29.660.3/筑炉准备(1)铜管线之间隙，应糊上耐火泥。(2)炉底铺2-3层石棉板，厚度约6-10mm3、筑炉底1)底部炉圈内侧衬以石棉布或云母片。2)炉底石棉板上，一次铺以70-80mm高的炉衬材料，用撞棒捣实成为均匀致密，厚度约60-70mm的一层。3)用叉状棒将其表面弄粗糙，再铺上70-80mm的炉料材料，用撞撞棒捣实。4)重复(3 )直至捣紧面超过最低铜管20-30mm。5)用圆形筑炉棒滚压使表面紧实，其后用耐火砖抹平，注意水平面及至炉顶的高度，将多余的筑炉材料削去(20-30mm厚)。6)用水平仪测水平，在确定到炉顶的尺寸后，再次用圆形棒滚压表面。4、 筑侧壁100kg熔炼炉侧壁壁厚指标：上部60mm下部75mm方法一(干式筑炉)(1)将烧结用型筒外侧，用砂纸擦干净，铁锈要全部去除。(2)将清洁型筒置于炉子感应内，注意必须与感应圈同心，必要时用测量工具测定以调整型筒位置，保证同心。(3 )型筒定位后，用钢料压稳并用木盖盖住。(4)使用叉状棒将石棉布或云母片与型筒之间的底部炉衬材料推弄粗糙。(5)在型筒与炉圈的环状圈内，一杯杯装入炉料，每次装料高度约20-40mm，用捣棒沿圆围顺序捣实。(6)重复(4)、(5)之动作逐层捣实，直至离炉顶50mm为止。(7 )顶端和装料口、出钢槽用同样的炉衬材料另添加5-10%的水玻璃制作。同心。方法二(湿式筑炉)：在型筒外侧卷上厚纸板，置于炉子感应圈内，注意与位后用钢料压稳，后来步骤同方法一。修好炉衬后，通电将纸烧掉，拔出型筒。为避免炉 底破裂，将炉底弄成大圆弧。并在炉壁涂上50%水玻璃溶液以防炉体崩溃，且可促进烧 结。放入炭块，干燥2-3小时。或将石墨电极放到炉衬内通电发热，进行干燥。5、 烧结(1 )在炉膛内装好金属料。干式筑炉一般加熔点较低的生铁；湿式筑炉第一次装料，不 要大粗或太细。防止太粗重，搬运不便碰坏炉壁，太细的造成搭桥，使炉壁严重侵蚀。(2)送电，缓慢升温，在700-80CTC时保温适当时间，让筑炉材料中结晶水完 全消失， 然后升温到1450左右。(3)增加电力，使最初装的料熔化，再继续投入小块，一次添加5kg左右，注意勿加入生锈和含砂材料，当金属液升到距炉顶50mm处，干式筑炉需倾动炉 体，将熔断的型筒去除。(4)再升高电力，使金属液温度达1700左右，降低电力保温，约1小时，完成烧 结。(5)失掉电，让金属液冷至15601570，除渣、脱氧、浇成分样块，再次除渣，把 金属液浇到铸锭模中。(6 )完成烧结后可加料继续开炉。也可停炉，用原2/3冷却水使炉衬冷却3-4小时。6、 炉衬的检查与修补生产中炉衬应不断检查和修补。不连续操作时，冷炉开炉前，应详细 观察炉顶，壁、底是否要修补，在连续熔化时，每出钢一次，应从炉顶观察到炉底是否需要修 补。炉衬修补分大修和小修。大修是重新筑炉，两次大修门熔化钢水次数称炉衬寿命或炉龄，一 般为80-150次。小修是每天都要进行。(1 )出水口和装料口修补。出水口和装料口易破损，开始作业前都需修补。在边续作业 中，也有边熔炼边修补的。修补是以其相同的耐火材料填补。(2)壁面龟裂。裂痕在2mm以下的不必修补，超过2mm的裂痕需修补；先除掉四周炉渣；将盛有修炉材料的纸顶在裂痕下端；使用U型铁针，将材料挤入裂口 ；用混有水 玻璃的筑炉材料将表面压挤抹平。(3)壁面破损或小范围侵蚀先去除四周炉渣；涂上水玻璃；以混有水玻璃的筑炉材料 压挤抹平；表面再涂上水玻璃。操作要点1、严格按照操作程序筑炉。2、 炉壁厚度要按规定，炉壁太厚则炉容量变小，效率差旦炉壁过薄，如偶有破裂，钢液触及感应将引起爆炸事故。3、 筑炉材料不能混入砂土、铁屑、木草屑和其它杂物。4、 筑100kg炉体约需一日，当装料口、出钢槽完全干燥后才能使用5、 刚筑好的炉衬必须先烧结。一般是让金属液保持在修补处以下100mm，经过适当时间保温后才让金属液上升，恢复正常作业炉料和配料炉料1新来的钢料必须经检查化学成分，化验合格才可使用；2、炉料高清洁干净无杂物；3、不同材质钢料应分开堆放。配料计算1、根据合金牌号、技术要求，确定其控制成分，然后计算炉料中各无素的含量（包括烧损量）， 按下式计算：K= Ko/I-S式中：K-炉料中某元素的含量（%）K。-钢液中某元素的控制含量（%）S-某元素的烧损率（%）附：快速熔炼元素烧损率（%）CSiMnCrTiAlWVMONi碱性炉5-1030-4020-305-1040-6030-503-5-505-2002、根据炉料总重量，计算出各元素应有的含量；3、计算出回炉料中各元素的重量；4、计算出新料中各元素的重量；5、将炉料总重量中各元素的重量减新、旧料中各元素的重量即为各元素的不足量，不足的元素可用铁合金补充；6、将计算结果相加，并核对是否符合配料成分要求。配料实例见下表。炉料和配料快速熔炼炉CF-8M (316)不锈钢配料计算单配料用原材料配 比结果成分种类CSiMnNiCrMo%CSiMnNiCrMoCF-8M回收料0.0781.21.59.218.22.3400.0310.480.63.687.280.92废3040.881.01.78.218053.50.0430.540.914.3879.63_纯银991.00.99铝铁0.10.9862.82.160.0020.0211.356低碳铭铁0.090.60.9567.82.50.00180.0120.0191.695低碳镒铁0.11.0800.240.00020.0020.192硅铁0.2700.60.00120.421000.07921.4751.7719.05718.6052.276烧损 率51530030烧 损 量0.0040.220.5200.5580结 果0.0751.251.29.05718.0472.276目标0.081.51.59-1218-212-3各国不锈钢牌号及化学成分美国铸造不锈钢化学（1）成分（）和组织T7ssryF卑 告一泅 寿秀号变形 钢 牌 号百伏冬11 勺金-，口B ;且只CNO MsM 口PcoO其他3 一铁 物8。2L2 O1 I-5OoLoo o4o o4O 3O1114 24 6铁物O4 O1 1cn-AooLoo o4o o4O 5O111O u铁体氏5cn5 22 cno-AooLoo o4o o4o o4u u体索1 1o1 12 Oo一 5Oo o4o o4o o3I 3Ori3 4L体素1 2 一一 2O1 12 Oo一 5Oo o4o o4o o3Q 8 T3 4体素21-1 1o1 12 OoL 5Oo o4o o4o o83 2奥E本1 2 一1 11 12 OL 5o oo oO 2-6L体索1 2 一CO 1 1 QO2 0 3O-AoL o44CO-6体素1 2 一一 29 0 315一 5o oo oo o12 -3-233OL-L素体或奥氏体0000442CF-8C347奥氏体中有铁 素体18-219.0-12.0_2.001.500.040.040.08Cb8xC-10CF-16F303奥氏体18-219.0-12.01.502.0 01.5 00.170.040.16Sc0.20-0.35CG-8M317奥氏体中有铁 素体18-219.0-13.03.-4.01.5 01.5 00.040.040.08CH-20309奥氏体22-2612.0-15.0_2.0 01.5 00.040.040.2 0CK-20310奥氏体23-2719.0-22.0_1.751.5 00.040.040.2 0CN-7M320奥氏体19-2227.5-30.52.0-3.01.501.500.040.040.07Cu3.0-4.01）除给出范围者外，均为最大值。各国不锈钢牌号及化学成分日本铸造不锈钢化学成分（%）牌号CSiMnpSNiCrMoCu其他SCS110.101.501.000.040.045.00-7.0023.00-27.001.50-2.50_ _ _SCS120.202.002.000.040.048.00-11.0018.0-21.00_ _ _ _ _SCS130.082.002.000.040.048.00-11.0018.00-21.00_ _ _ _ _一 一 _SCS13A0.082.001.500.040.048.00-11.0018.00-21.00_ _ _ _ _SCS140.082.002.000.040.0410.00-14.0017.00-20.002.00-3.00_ _ _SCS14A0.081.501.500.040.049.00-12.0018.00-21.002.00-3.00_ _ _SCS150.082.002.000.040.0410.00-14.0017.00-20.001.75-2.751.00-2.50_SCS160.031.502.000.040.0412.00-16.0017.00-20.002.00-3.00_ _ _SCS16A0.031.501.500.040.049.00-13.0017.00-21.002.00-3.00_ _ _SCS170.202.002.000.040.0412.00-15.0022.00-26.00_ _ _ _ _SCS180.202.002.000.040.0419.00-22.0023.00-27.00_ _ _ _ _ _ _SCS190.032.002.000.040.048.00-12.0017.00-21.00_ _ _ _ _SCS19A0.032.001.500.040.048.00-12.0017.00-21.00_ _ _ _ _SCS200.032.002.000.040.0412.00-16.0017.00-20.01.75-2.751.00-2.50_SCS210.082.002.000.04 10xC%1.35SCS220.082.002.000.04 10xC%1.35SCS230.072.002.000.040.0427.50-30.502 619.00-22.002.00-3.003.00-4.00_SCS240.071.001.000.048xC%G-X5CrNiMoNb18101.45810.061.51.50.0450.03018.0-20.02.0-2.510.5-12.5%Nb8xC%G-X6CrNiMo18101.44080.071.51.50.0450.03018.0-20.02.0-3.010.0-12.0_ _ _G-X3CrNiMoN171351.44390.041.51.50.0450.03016.5-18.54.0-4.512.5-14.5N0.12-0.22%各国不锈钢牌号及化学成分德国铸造不锈钢化学成分(%) 除给出范围者外，其它均最大值.Mo量可由双方商定。在难于确定条件下，如用于硝酸介质时，该钢种的允许最高含两分留可取代一分银我国铸造锈钢的牌号及化学成分(GB2100-80)（见下图）0.040% , 硅注：1、需要作拼焊件的铭银奥氏体不锈耐酸铸钢件中磷的质量分数应小于等于 的质量分数应小于等于12%。2、图样和技术文件中不得采用代号。失蜡法铸造现称熔模精密铸造，是一种少切削或无切削的铸造工艺，是铸造行业中的一项优异的工艺技术， 其应用非常广泛。它不仅适用于各种类型、各种合金的铸造，而且生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其它铸造 方法要高，甚至其它铸造方法难于铸得的复杂、耐高温、不易于加工的铸件，均可采用熔模精密铸造铸得。熔模精密铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的。作为文明古国，中国是使用这一技术较早的国家之 一，远在公元前数百年，我国古代劳动人民就创造了这种失蜡铸造技术，用来铸造带有各种精细花纹和文字的钟 鼎及器皿等制品，如春秋时的曾侯乙墓尊盘等。曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙，它们首尾相连，上下交 错，形成中间镂空的多层云纹状图案，这些图案用普通铸造工艺很难制造出来，而用失蜡法铸造工艺，可以利用 石蜡没有强度、易于雕刻的特点，用普通工具就可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺 品，然后再附加浇注系统，涂料、脱蜡、浇注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盘。现代熔模铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代。当时航空喷气发动机的发展，要求制 造象叶片、叶轮、喷嘴等形状复杂，尺寸精确以及表面光洁的耐热合金零件。由于耐热合金材料难于机械加工， 零件形状复杂，以致不能或难于用其它方法制造，因此，需要寻找一种新的精密的成型工艺，于是借鉴古代流传 下来的失蜡铸造，经过对材料和工艺的改进，现代熔模铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。所以，航 空工业的发展推动了熔模铸造的应用，而熔模铸造的不断改进和完善，也为航空工业进一步提高性能创造了有利 的条件。我国是于上世纪五、六十年代开始将熔模铸造应用于工业生产。其后这种先进的铸造工艺得到巨大的发展， 相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采 用，同时也用于工艺美术品的制造。所谓熔模铸造工艺，简单说就是用易熔材料（例如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其 上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后 把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧（如采用高强度型壳时，可 不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧），铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。熔模铸件尺寸精度较高，一般可达CT4-6 （砂型铸造为CT10-13，压铸为CT57），当然由于熔模铸造 的工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素较多，例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线 量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等，所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高，但其一致性仍 需提高（采用中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多）。压制熔模时，采用型腔表面光洁度高的压型，因此，熔模的表面光洁度也比较高。此外，型壳由耐高温的特 殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成.，与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高。所 以，熔模铸件的表面光洁度比一般铸造件的高，一般可 达Ra.1.6-3.21 m。熔模铸造最大的优点就是由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度，所以可减少机械加工工作，只 是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可，甚至某些铸件只留打磨、抛光余量，不必机械加工即可使用。 由此可见，采用熔模铸造方法可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材料。熔模铸造方法的另一优点是，它可以铸造各种合金的复杂的铸件，特别可以铸造高温合金铸件。如喷气式发 动机的叶片，其流线型外廓与冷却用内腔，用机械加工工艺几乎无法形成。用熔模铸造工艺生产不仅可以做到批 量生产，保证了铸件的一致性，而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。