《熔模铸造》对熔模铸造工艺进行了详细的介绍,主要内容包括熔模的制造、型壳的制造、型芯的制造、压型的制造、铸件的浇注及清理、熔模铸造工艺设计、常见缺陷分析及石膏型熔模铸造等。
《熔模铸造》主要适用于材料科学与工程专业及相近学科的教学,也可供铸造从业人员参考。
熔模铸造也称为失蜡铸造或精密铸造,其广泛使用长达几个世纪之久。熔模铸造的历史可以追溯到4000年前,用来生产人类早期的基本工具,最早使用的国家有埃及、中国和印度,然后才传到非洲和欧洲。19世纪末期,医疗领域,尤其是牙科,采用了该项技术生产更为精密的铸件,人们也开始研究影响铸件性能的因素。20世纪初期,熔模使用的材料得到了调整。
现代工业开展以来,熔模铸造技术对世界的铸造技术发展有很大的影响。第二次世界大战期间,飞机发动机叶片、涡轮等部件的精密程度要求提高,传统的工艺流程无法满足日益增长的需求,美国率先在军工领域对熔模铸造技术进行了深入研究。20世纪80年代开始,机械化、自动化的进展打破了熔模铸造不易机械化的旧观念,日本、英国和苏联开始在民用汽车零件的生产中应用熔模铸造技术。21世纪以来,航空航天领域也越来越多地采用熔模铸造技术进行钛合金的铸造成型。
我国从20世纪60年代起开始生产硅溶胶型壳,并将之用于熔模铸造,近年来我国生产的该类型壳品质日趋稳定并逐步向国际商业品类靠拢。我国已经成为世界铸造机械生产的大国,其中出口的熔模铸造模具集中在欧洲、北美、日本、韩国等地,部分企业的出口模具量已占总产值的300/0以上。
探索材料制备的新方法或赋予材料新性能是材料科学研究中一个永恒的话题。随着工业科技的不断进步和发展以及社会需求的提高,熔模铸造技术也在不断发展,从20世纪后半期的水玻璃黏结剂型壳到硅溶胶、硅酸乙酯黏结剂型壳,再到多种黏结剂复合型壳,熔模铸造技术在应对不同铸件及其性能的特殊要求下,不断发展,日趋成熟。
1 绪论
1.1 熔模铸造的发展概况
1.1.1 熔模铸造的历史
1.1.2 现代熔模铸造
1.2 熔模铸造的工艺流程及特点
1.2.1 熔模铸造的工艺流程
1.2.2 熔模铸造的特点
复习思考题
2 熔模的制造
2.1 模料
2.1.1 对模料性能的要求
2.1.2 模料的分类及组成
2.2 制模
2.2.1 模料的配制
2.2.2 制模用工艺及设备
2.2.3 熔模的组合
2.3 模料的回收复用
2.3.1 模料变质的原因
2.3.2 模料的回收与复用
复习思考题
3 型壳的制造
3.1 对型壳性能的要求
3.1.1 强度
3.1.2 透气性
3.1.3 热膨胀性
3.1.4 热震稳定性
3.1.5 高温化学稳定性
3.1.6 型壳性能测试方法
3.2 制壳用耐火材料
3.2.1 耐火材料的作用
3.2.2 对耐火材料的性能要求
3.2.3 常用的耐火材料
3.3 制壳用涂料组成及性能
3.3.1 涂料的组成
3.3.2 涂料的性能
3.4 水玻璃黏结剂及型壳
3.4.1 水玻璃黏结剂
3.4.2 水玻璃制壳工艺
3.5 硅溶胶黏结剂及型壳
3.5.1 硅溶胶黏结剂
3.5.2 硅溶胶制壳工艺
3.6 硅酸乙酯水解液及型壳
3.6.1 硅酸乙酯水解液黏结剂
3.6.2 硅酸乙酯制壳工艺
3.7 复合型壳及快速制壳
3.7.1 复合型壳制壳工艺
3.7.2 快速制壳工艺
复习思考题
4 型芯的制造
4.1 熔模铸造型芯的要求及应用
4.1.1 熔模铸造型芯的性能要求
4.1.2 型芯的工艺特点和应用范围
4.2 陶瓷型芯的制造
4.2.1 制备陶瓷型芯的材料
4.2.2 制备陶瓷型芯的方法
4.3 水溶性型芯及水玻璃砂芯的制造
4.3.1 水溶性型芯
4.3.2 水玻璃砂芯
复习思考题
5 熔模铸造铸件浇注、脱壳及后处理
5.1 铸件的浇注
5.1.1 焙烧
5.1.2 浇注
5.2 脱壳
5.2.1 机械震击脱壳
5.2.2 电液压清砂
5.2.3 高压水清洗
5.2.4 气爆脱壳
5.3 铸件的后处理
5.3.1 修整
5.3.2 清理
5.3.3 表面处理
复习思考题
6 压型的设计与制造
6.1 压型的分类与组成
6.1.1 压型的分类
6.1.2 压型的组成
6.2 压型结构的设计工艺
6.2.1 成型部分的设计
6.2.2 分型面的选择和设计
6.2.3 定位机构的设计
6.2.4 起模机构的设计
6.2.5 锁紧机构的设计
6.2.6 注蜡系统的设计
6.2.7 开合型和排气机构的设计
6.3 压型的尺寸确定及制造
6.3.1 型腔尺寸的确定
6.3.2 压型的总装和制造
7 熔模铸造铸件的工艺性分析
7.1 铸件结构的工艺性分析
7.2 工艺方案和工艺参数的确定
7.2.1 铸孔
7.2.2 基准面的选择
7.2.3 工艺筋
7.2.4 工艺孔
7.2.5 铸件精度和表面粗糙度
7.2.6 加工余量
7.2.7 铸造斜度
7.2.8 铸造圆角
7.3 浇注系统的设计
7.3.1 对浇注系统的要求
7.3.2 浇冒口系统的组成和设计
7.3.3 浇冒口系统的计算
8 熔模铸造铸件常见缺陷分析
8.1 铸件尺寸超差及变形
8.2 铸件表面缺陷
8.2.1 表面粗糙
8.2.2 黏砂
8.2.3 夹砂
8.2.4 麻点
8.2.5 毛刺(金属刺)
8.2.6 铁豆(金属珠)
8.2.7 鼓胀
8.2.8 结疤
8.2.9 橘子皮
8.3 孔洞类缺陷
8.3.1 气孔(集中性气孔)
8.3.2 弥散性气孔(析出气孔)
8.3.3 缩孔
8.3.4 缩陷
8.3.5 渣气孔
8.3.6 缩松
8.4 裂纹缺陷
8.4.1 热裂
8.4.2 冷裂
8.5 其他缺陷
8.5.1 铸件脆断(包括氢脆)
8.5.2 表面脱碳
8.5.3 冷隔
8.5.4 浇不足(欠铸)
8.5.5 砂眼
9 石膏型熔模铸造
9.1 石膏型熔模精铸的工艺特点
9.2 精密铸造用石膏的性能要求
9.2.1 流动性
9.2.2 凝结时间
9.2.3 强度
9.2.4 线膨胀率(线收缩率)
9.2.5 抗裂纹能力
9.2.6 发气性
9.3 石膏型的组成
9.3.1 石膏
9.3.2 填料
9.3.3 添加剂
9.4 石膏型的制备
9.4.1 石膏混合料浆体的制备
9.4.2 真空灌浆
9.4.3 熔模脱除和石膏型烘干
9.4.4 石膏型的焙烧
参考文献