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  • 熔模精密铸造的尺寸精度问题
    发布日期:2018-07-06

    1、产品介绍及试生产
    材质为3Cr13的熔模   铸造齿轮。轴孔为花键槽.单面仅0.2mm拉削余量。齿形不进行切削加工,用铸造毛坯经高频表面淬火后直接使用。尺寸精度要求达到CT4级,齿形表面粗糙度要求达到Ra3.2μm,这样的尺寸公差和表面粗糙度要求相当精车精铣水平。技术要求规定齿面和轴孔花键槽不准焊补修磨。
    生产商的模料为   蜡基中温模料射蜡机制模。以硅溶胶为粘结剂,错粉涂料为面层撒错砂,背层为莫来石粉砂。型壳焙烧采用燃柴油炉,焙烧温度   高可达1200℃钢水熔炼采用   100kg中频感应电炉。由于生产无切削齿轮是   生产,没有自己的经验。为了使压型收缩率恰当,对本单位类似铸件进行了铸造收缩率测试,平均总收缩率为2.85%,以这种收缩率制造压型。压型做好后   批试生产齿轮铸件20件,结果尺寸超差,铸件多数凹角处有金属豆,铸件表面有麻坑等缺陷。为了解决上述铸造缺陷,对生产各工序进行了试验,确定了齿轮生产的工艺参数和方法,   后使该件铸造成功。
    2、尺寸精度的措施
    试生产20件齿轮用公法线长度和齿顶圆止规与过规测量,共有6件尺寸不合格,尺寸不合格率占30%。其中有4件尺寸公差下限偏小,有2件尺寸公差上限偏大。在制造齿轮压型之前已测量了从蜡模至钢件(3Cr13)总铸造收缩率,并且铸件有的超上偏差,有的超下偏差,应该排除压型尺寸问题。那些因素与铸件尺寸有关呢?我们从蜡液开始至铸件清理结束,全过程各工序进行了试验与检测,为了铸件尺寸稳定制定了一系列措施。
    2.1模料中新蜡的加入量
    经过试验测定,反复使用的旧蜡收缩率小,新蜡收缩率大。根据历年统计结果,蜡料损耗量为1.5%。因而做出规定,在每次脱蜡后蜡搅拌桶中的蜡液中加入1.5%的新蜡,并在脱水搅拌桶中充分与所脱的旧蜡液搅拌混匀且脱水充分。以改过去隔一段时间集中投放新蜡的做法。这样就从源头上克服了新蜡比例大蜡模尺寸小的问题。这是稳定蜡模尺寸的   步。
    2.2蜡保温箱的温度与保温时间
    试验测量表明:蜡保温箱温度越高,保温时间越短,蜡件尺寸波动越大,尺寸小的蜡模越多。因此规定制作齿轮的蜡保温箱不得随意调整温度,保温温度为55℃,保温时间24h以上。
    2.3射蜡工艺参数
    射蜡机设定的射蜡温度越低,射蜡压力越大,保压时间越长,浸水水温越高,蜡模尺寸收缩越小,即蜡模尺寸越大。制作齿轮蜡模应比一般件温度低,压力大,保压时间长,规定射蜡温度60℃,压力0.6MPa,保压时间15s,蜡模浸泡水温不高于25℃。为了使压型温度一致,前三个蜡模作为废件回收。
    2.4车间环境温度
    蜡模随所在环境温度变化而膨胀或收缩,因此蜡模车间,沾浆车间须恒温,设定温度为24-26℃,严禁工人随意调整车间温度,并规定齿轮蜡模放凉24h后才允许组铸件组,组铸件组12h后才允许清洗沾浆。
    2.5脱蜡前预冷
    为了防蜡时蜡模膨胀使型壳开裂带来的尺寸增大,专门为齿轮生产准备了一个冷藏间,设定温度15℃,在脱蜡前将模壳在冷藏间放置24h预冷后再脱蜡。
    2.6脱蜡工艺参数
    脱蜡温度175-180℃,脱蜡蒸汽压力设为0.8MPa,达到0.6MPa时间小于14s,总脱蜡时间10min,脱蜡后检查型壳,凡有裂纹的型壳一律报废。
    2.7型壳焙烧与浇注
    对齿轮型壳脱蜡后4h才允许焙烧,焙烧温度1050℃,焙烧时间0.5h(与钢液熔炼相互匹配)开始浇注,浇注过程中焙烧炉不关闭,以先浇注与后浇注型壳温度一致,因型壳温度不同造成的铸件尺寸变化。浇注前逐炉检验成分合格,测定钢液温度,浇注温度规定为1630℃,浇注过程中电炉不断电,用硅酸铝岩棉覆盖炉口,以维持钢液温度稳定于1630℃,以钢液温度波动造成的铸件尺寸波动。
    2.8铸件冷却
    铸件的冷却快慢对其内应力及尺寸是有影响的。因此规定浇注后铸件不得堆积,铸件组之间距200mm左右,单独放置。(实际上为了解决麻坑缺陷铸件组浇后点燃木屑盖铁皮桶))20min后移动铸件组仍单独摆设,24h后碎壳切割。
    2.9铸件清理
    为了防止铸件磕碰造成损伤,铸件组不准投掷,要轻拿轻放。整组吊挂在抛丸清理室抛丸,抛丸钢珠<0.4mm,抛丸时间20min左右。铸件若仍有残壳切割后喷砂处理,以防止抛丸时间太长造成的铸件表面粗糙度不合格。
    经过上述一系列规定,试生产铸件20件,铸件组清理检验后全部尺寸合格。