重力鑄造模具是金屬成型領(lǐng)域的重要工具,其設(shè)計和制造質(zhì)量直接影響鑄件的精度和生產(chǎn)效率。
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那么,重力鑄造模具在制作過程中有哪些注意事項(xiàng)呢?
一、原材料與型砂制備
1. 型砂性能控制
透氣性:需確保型砂顆粒間孔隙合理,避免鑄件產(chǎn)生氣孔??赏ㄟ^調(diào)整砂粒粒度(如粗砂 + 細(xì)砂混合)或添加木屑、煤粉等增孔材料提升透氣性。
強(qiáng)度:粘結(jié)劑(如黏土、水玻璃、樹脂)比例需準(zhǔn)確,強(qiáng)度不足易導(dǎo)致砂型坍塌或沖砂,強(qiáng)度過高則影響退讓性(鑄件收縮時易產(chǎn)生裂紋)。
耐火性:針對高熔點(diǎn)金屬(如鑄鋼),需選用石英含量高(≥95%)或特種砂(如鉻鐵礦砂、鋯砂),防止型砂被金屬液沖蝕或燒結(jié)粘砂。
退讓性:鑄件凝固收縮時,型砂需能同步退讓??赏ㄟ^添加鋸末、淀粉等有機(jī)物,或控制緊實(shí)度(避免過緊實(shí))實(shí)現(xiàn)。
2. 砂型配比與混制
手工造型:黏土砂常用配比為石英砂 85%~90%+ 黏土 8%~10%+ 水 3%~5%,需反復(fù)混碾至手感 “柔軟均勻”,無結(jié)塊。
機(jī)器造型:采用混砂機(jī)批量混砂,需嚴(yán)格控制混砂時間(通常 5~15 分鐘)和加料順序(先干混砂 + 粘結(jié)劑,再加水濕混),確保砂粒均勻包覆粘結(jié)劑。
二、造型工藝要點(diǎn)(手工 / 機(jī)器造型)
1. 模樣準(zhǔn)備
尺寸精度:模樣尺寸需預(yù)留鑄造收縮量(如鑄鐵 2%、鑄鋁 1.5%),并考慮機(jī)械加工余量(通常 3~5mm)。
表面處理:模樣表面應(yīng)光滑(粗糙度 Ra≤6.3μm),轉(zhuǎn)角處倒圓(R≥2mm),避免起模時砂型破損。
拔模斜度:垂直于分型面的壁面需設(shè)置拔模斜度(木模 1°~3°,金屬模 0.5°~1.5°),便于起模。
2. 砂箱選擇與放置
砂箱尺寸:砂箱邊緣距模樣外側(cè)應(yīng)留足夠吃砂量(小型件≥30mm,大型件≥100mm),防止金屬液沖穿砂型。
定位裝置:上下砂箱需有準(zhǔn)確的定位銷或榫卯結(jié)構(gòu)(如箱耳、凸臺),避免合箱時錯型。
砂箱強(qiáng)度:對于大型砂型,需使用加固筋或金屬框架,防止填砂時砂箱變形。
3. 填砂與緊實(shí)
分層填砂:填砂時需分層進(jìn)行(每層厚度 50~100mm),避免一次填砂過厚導(dǎo)致底部緊實(shí)度不足。
緊實(shí)方法:
手工緊實(shí):用舂砂錘均勻敲擊砂箱,先邊緣后中心,避免模樣移位;
機(jī)器緊實(shí):震實(shí)式造型機(jī)需控制震擊次數(shù)(5~10 次)和壓力(0.2~0.5MPa),防止砂型過度緊實(shí)或分層。
緊實(shí)度檢測:可通過砂型硬度計測量(表面硬度≥80°,內(nèi)部硬度≥60°),或憑經(jīng)驗(yàn)判斷(緊實(shí)后砂型表面光亮、用指甲刻劃僅留淺痕)。
4. 起模與修型
起模時機(jī):黏土砂需待砂型表面稍干(“可塑狀態(tài)”)再起模,避免砂型坍塌;樹脂砂需在硬化前(根據(jù)固化時間控制)起模。
起模操作:起模前均勻涂刷脫模劑(如肥皂水、煤油),用松動針輕敲模樣四周使砂型與模樣分離,再垂直平穩(wěn)起模,避免晃動導(dǎo)致砂型破損。
砂型修補(bǔ):起模后及時用砂型修補(bǔ)工具(如鏝刀、秋葉)填補(bǔ)砂型損壞處,修補(bǔ)面需光滑并與原砂型平齊,必要時刷涂涂料(如石墨粉 + 水)增強(qiáng)表面強(qiáng)度。
三、砂芯制作與安裝
1. 砂芯強(qiáng)度與排氣
芯砂配方:砂芯需比砂型有更高的強(qiáng)度和透氣性,常添加桐油、合脂等粘結(jié)劑,或采用樹脂砂(如呋喃樹脂 + 固化劑)。
芯骨設(shè)置:在砂芯內(nèi)部埋入鐵絲、鐵釘或金屬框架(芯骨),增強(qiáng)砂芯剛度,防止吊運(yùn)或澆注時變形。
排氣通道:砂芯需開設(shè)排氣孔(如用通氣針在芯內(nèi)扎孔),或在芯頭處預(yù)留排氣縫隙,確保澆注時氣體能通過砂型排出。
2. 砂芯定位與固定
芯座與芯頭:砂型上的芯座尺寸需與砂芯芯頭匹配(公差 ±0.5mm),芯頭與芯座間留 1~2mm 間隙,便于下芯操作。
下芯檢查:下芯后需確認(rèn)砂芯位置準(zhǔn)確(如用線墜核對中心線),并用芯撐(金屬支撐件)或壓鐵固定,防止砂芯漂?。ń饘僖焊×?dǎo)致)。
四、合箱操作要點(diǎn)
1. 砂型清理
合箱前需用壓縮空氣或毛刷清除砂型型腔、澆口內(nèi)的浮砂、雜物,避免澆注時形成砂眼缺陷。
2. 分型面處理
分型面需平整干凈,合箱時均勻涂抹密封材料(如黏土泥漿、石棉繩),防止金屬液從分型面溢出(跑火)。
3. 合箱定位與鎖緊
嚴(yán)格按定位標(biāo)記(如砂箱上的刻線)合箱,確保上下砂型對準(zhǔn);大型砂型需用螺栓、卡具或壓鐵鎖緊砂箱,防止?jié)沧r砂箱抬升(抬箱缺陷)。
五、特殊注意事項(xiàng)
1. 復(fù)雜鑄件的工藝設(shè)計
對于具有深腔、薄壁或多曲面的鑄件,需設(shè)計合理的分型面和砂芯結(jié)構(gòu),避免出現(xiàn)充型不良或無法起模的情況。
可采用 “活塊?!保▽⒛泳植靠刹鹦叮┗?“三箱造型”(增加中箱)解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)造型難題。
2. 大型砂型的烘干
對于水玻璃砂、樹脂砂等大型砂型,需進(jìn)行烘干(溫度 150~300℃,時間數(shù)小時至數(shù)天),去除水分并提高砂型強(qiáng)度,防止?jié)沧r產(chǎn)生水蒸氣導(dǎo)致的氣孔。
3. 安全操作
手工造型時避免舂砂錘敲擊模樣或手指,機(jī)器造型需嚴(yán)格遵守設(shè)備操作規(guī)程,防止機(jī)械傷害。
搬運(yùn)大型砂型或砂芯時需使用專用吊具,確保重心平穩(wěn),避免滑落傷人。