大型铸件消失模铸造用涂料的研究及应用

时间:2019-12-08 15:15 编辑:澳门新葡萄京官网首页 点击:
随着澳门新葡萄京官网首页国装备制造业的迅速发展,特别是航空、航天、汽车、电子和军工等领域,对零件的结构提出了薄壁轻量化、大型精密化和结构复杂化的要求。而目前主要是采用锻坯机加工的办法来制造这种零件,从而,导致其制造成本高,生产周期长,材料消耗多,严重限制了这类产品的应用和发展。因而人们希翼能够采用近净成形的精密铸造工艺来制造这类大型、精密铸件,而被誊为21世纪较有发展前途的近净成形的铸造工艺—消失模铸造是一个选择的方案。
消失模铸造技术(Evaporative Patten Casting,简称EPC)作为一种先进的铸件近净成形方法,由于铸件尺寸形状精确,重复性好,旧砂再生回用容易等优点,特别是目前由于木材的巨大消耗,传统砂型用的木模费用昂贵,使得单件或小批量的大型铸件的生产向消失模铸造方向发展。这不但可省去昂贵的木模费用,而且便于操作,能缩短生产周期、提高生产效率。所以,近年来在世界上得到了迅速的发展和广泛的应用。但是,由于高密度的泡沫塑料高温分 解后的发气量很大,所以消失模铸造采用的模样为低密度的泡沫塑料,刚性和强度都很低。将它用于生产大型、薄壁、精密的铸件时,在操作过程中模样的变形、损坏直接影响着铸件的精度和该工艺的应用。利用高强度涂料则是有效减少模样变形的重要途径,而如何提高涂料的高温透气性和强度就成为大型铸件消失模铸造的关键技术之一。
一般来说,消失模涂料的主要作用如下。
(1)隔离作用。覆盖在泡沫模样表面的涂层,防止金属液渗入砂型而产生机械或化学粘砂,同时,防止干砂流入金属液与泡沫模样的间隙中,造成铸型“塌箱”。
(2)增强作用。提高泡沫塑料模样的强度和刚度,防止模样在运输、造型和负压紧实时的变形或损坏。
(3)排气作用。多孔的涂料层能让泡沫塑料受热分 解的大量气体或液体等产物,在负压下顺利地通过干砂排到大气中,保证浇注过程的顺利进行,并减少或防止铸件产生气孔或表面增碳等缺陷。模样表面的涂层同时起到保温作用,避免铸件产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。
因此,大型铸件消失模铸造用的涂料,与一般砂型铸造用的涂料相比,具有很多的独特性能,除了应具有一般砂型铸造涂料所要求的工艺性能外(如悬浮性、流变性、抗裂性等)还要具备良好的涂挂性、流淌性、透气性和强度等性能。所以,开发大型、复杂、薄壁、精密的消失模铸件专用涂料,对推动消失模铸造向薄壁轻量化、大型精密化和结构复杂化的铸件方向发展,有着十分重要的作用。
当生产小型消失模铸件时,涂料的涂敷方式一般为浸涂。当生产大型消失模铸件时,由于泡沫塑料模样的体积大、密度小、浮力大等原因,操作时容易变形,所以,涂料涂敷方式一般采用流涂,既能保证达到一定的涂层厚度,又能获得较高的生产效率。
重型机床超长床身导轨面的平行度要求很高,要求在全长上平行0.02mm,如何保证导轨面的高平行度,也是新加工方法中需要重点解决的问题。为了保证床身导轨的高平行度,需要先将正导轨加工至图纸要求,然后再以正导轨面为基准来修正背导轨面与正导轨面的平行度。
在保证床身导轨高平行度时有一点要特别注意,加工正导轨面和加工背导轨面一般不能用相同的程序,这是因为在加工正导轨面和背导轨面时机床的受力方向是相反的,因此加工工件正导轨面时,加工复映的是机床床身背导轨面的误差,而加工工件背导轨面时,加工复映的是机床床身的正导轨面误差。在这样的状态下,即使使用相同的程序加工,加工的切削轨迹也是难以达到高精度的平行要求。因此澳门新葡萄京官网首页在加工床身背导轨面时必须先不加任何补偿措施精铣一刀,得出机床床身正导轨的复映误差,以便于正确的确定各点的修正值。
床身背导轨面的加工采用的是反铣刀盘精铣,受主轴直径的限制,反铣刀盘的直径较小为:机床主轴直径+2x背导轨面加工宽度,机床主轴直径一般为220mm,背导轨面加工宽度一般为110mm,因此反铣刀盘较小直径应为440,按照刀盘制造标准,床身背导轨面的加工选用的是刚性好的φ500mm的可转位反铣刀盘。同时在加工中澳门新葡萄京官网首页采用相对测量方法来保证各节床身导轨尺寸的一致性,即均以一节床身导轨的厚度尺寸为基准,加工其余各节导轨时进行相对比较测量,较终保证床身导轨尺寸的一致性,从而保证导轨面高平行度的要求。
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