八、合金的铸造工艺
1. 潮模砂型铸造工艺
由于合金流动性好,如采用潮模砂型铸造,给工艺设计带来了比效有利的条件,使我们采用最简单的浇冒口系统,就能获得高质量的铸件。生产中一般采用压边浇冒口效多,因为压边浇冒口补偿能力强,挡渣去气效果好,造型简单方便,浇冒口易于除去。根据铸件大小和几何形状不同,可将压边浇冒口分为两种形式。
① 类似明冒口。如图2所示,由图2可知,此方案属顺序凝固放畴。若浇铸温度控制不当则容易产生由温度差所引起的铸件与浇口接缝处收缩变形,严重的还有可能发生裂纹现象。
② 类似暗压边浇冒口。如图3所示,由图3可知,也属顺序凝固放畴。但它比第一种形式要好,其主要原因是逐渐压边冒口接缝处收缩变形有以下两个因素:
a. 压边缝隙比铸件和冒口先凝固。即压边冒口停止补偿是由于缝隙的截死,因此加大压边缝隙的尺寸是必要的,这样可延长冒口补缩的时间。
b. 铸件凝固是由上而下,从四周(通过热节)向最后凝固部分的铸件中心上移至缝隙处,使铸件几何热节(中心)尽可能引至冒口部位。这对防止铸件中心处产生缩松裂纹等是极其重要的。而金属模和石墨模铸造基本可防止这类缺陷。
2. 金属模铸造工艺
采用全部金属模铸造,是浇铸锌基耐磨合金最理想的工艺方案。它比砂型铸造更为简单,并基本上以同时凝固的方式缩小铸件的温度差,还提高了铸件的成品率和金属模所具有永久型的特点。无需经常造型,可连续浇铸零件。金属模比砂型模冷却速度约快30倍左右。因此合金致密度高,制件美观,尺寸稳定,只要注意精心操作,基本上可实现无废品。采用金属模浇铸5公斤以下的零件,1分钟左右能达到完全凝固,即可脱模取出铸件(图4)、(图5)重新拼合又可继续浇铸。模具光洁度越高,铸件光洁度越好,表面美观,尺寸精确。新制金属模开始使用时表面不需涂料(但模型必须要放脱模斜度,这样脱模效果好)。模型在浇铸时必须预热至70~100℃。如果模具使用时间较长,表面氧化(生锈)脱模困难时,可在模面排刷涂料,金属涂料配方如下:
石墨粉或滑石粉40%、机油2%、水58%搅拌成稀糊状,冷涂模型,预热后即可浇铸零件。
金属模铸件工艺设计个方案见图4、图5。
3. 熔化、浇铸、温度的控制
使用该合金在熔化和浇铸十切忌过热,否则合金晶粒变粗,影响机械性能。特别是对韧性的影响则更为严重。一般情况下,该合金的熔化温度控制在液相线以上100~150℃为宜(480~530℃)。如熔化时合金液体温度过高,可采用随时加锭块降温的办法。浇铸温度则控制在430~470℃为宜。因浇铸温度过高会使合金收缩应力及残余应力都相应增大,而造成零件局部变形的收缩、甚至裂纹等缺陷。在实践生产过程中,我们不可能对每一零件的浇铸温度进行测试,根据我们摸索的经验是合金液太表面呈现出镜子一样的现象能清晰的照出人物时,即是金属模最佳浇铸温度。