在消失模铸造中,制作模具的材料是耐高温的石膏或陶瓷等,这种模具又被称为“蜡模”;而在熔模铸造中,制作模具的材料是耐火性好、具有较高机械强度的石膏、硅砂、陶瓷等。这些模具又被称为“外壳模”。由于消失模铸造需要制作蜡模,因此在模具材料的选择上比熔模铸造更加有限。
在消失模铸造中,模型一般是由蜡制成的,这种方法也被称为“熔蜡法”;而在熔模铸造中,模型可以使用蜡、聚、泡沫等材料制作。与消失模铸造相比,熔模铸造的模型制作更加灵活,可以根据需要进行调整和修改。
铸造材料宝珠砂自问世以来就备受铸造界的广泛关注,广泛应用于树脂砂(树脂、酚醛树脂),水玻璃砂(有机脂、CO2 硬化),覆膜砂。适用于各种铸造方式如:V法,VRH,消失模不但能大幅度提高铸件质量,而且清砂容易,配砂工艺简单方便(大型铸钢厂单件小批量局部用砂,少量用砂人工混制即可),对大多数铸件可以省去涂料,尤其适宜制作质量要求高的铸件。流动性及填充性好,能得到良好的成型性和铸模强度。溃散性好,易于清砂作业。粘结剂使用量较其他同类型砂有较大的节省。热膨胀率低 生产铸件的尺寸精度高,及表面缺陷少,铸件成品率高。少铸造生产过程中的粉尘对生产环境的污染,再生性好,减少产业废物排放,利于环境保护。耐火性好。其在消失模铸造上的应用使传统型砂造成的铸件缺陷得到明显改观。从石英砂转变到宝珠砂有一定的磨合适应期,经过尝试,国内部分企业在宝珠砂应用上获得了不少成就。影响精密铸造件尺寸精度的因素:
一般情况下,精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的,其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化,导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素:
(1)铸件结构的影响:a. 铸件壁厚,收缩率大,铸件壁薄,收缩率小。 b. 自由收缩率大,阻碍收缩率小。
(2)铸件材质的影响:a. 材料中含碳量越高,线收缩率越小,含碳量越低,线收缩率越大。 b. 常见材质的铸造收缩率如下:铸造收缩率K=(LM-LJ)/LJ×, LM为型腔尺寸,LJ为铸件尺寸。K受以下因素的影响:蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。
(3)制模对铸件线收缩率的影响:a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度明显,其次为射蜡压力,保压时间在保证熔模成型后对熔模终尺寸的影响很小。 b.蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%。 c.熔模存放时,将进一步产生收缩,其收缩值约为总收缩量的10%,但当存放12小时后,熔模尺寸基本稳定。 d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%,射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响(佳射蜡温度为57-59℃,温度越高收缩越大)。
(4)制壳材料的影响:采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉,因其膨胀系数小,仅为4.6×10-6/℃,因此可以忽略不计。
(5)型壳焙烧的影响:由于型壳的膨胀系数小,当型壳温度为1150℃时,仅为0.053%,因此也可以忽略不计。
(6)浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,因此浇注温度应适当。
批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜,虽然模具、砂箱等开始投资高,但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。 低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。条件方法应适合 例如同样是生产大型机床床身等铸件,一般采用组芯造型法,不制作模样和砂箱,在地坑中组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样。