【正文】 ④出爐前應(yīng)將澆包預(yù)熱至櫻紅色。 3）熔煉用的各種溶劑應(yīng)按工藝規(guī)程要求預(yù)先進行烘烤或脫水處理。 所以在銅合金當中，錫青銅的物理性能 `化學(xué)性能 `力學(xué)性能和工藝性能各個方面都適用于管類閥體，且優(yōu)于其他銅合金。 因為現(xiàn)今所選用的是管類閥體，所以選用銅合金。 2）黑心可鍛鑄鐵，適用于工作溫度在 15~+250℃之間，公稱壓力 PN≤ 的中低壓閥門。 ⑵ 脫蠟的工藝過程 1） 清理澆口杯涂料及浮砂， 2） 加熱脫蠟槽的水溫，控制在 90～ 98℃， 3） 將模組裝入框架內(nèi)，通過升降機構(gòu)，把模組降到熱水中， 4） 待模料熔盡后，提起框架取下型殼， 5） 為了增加凝膠的穩(wěn)定性和補充硬化，再脫蠟的熱水中，加入 1%～ 3%的氯化銨，鹽酸。 ③ 在操作中，應(yīng)調(diào)整，以水不黃，蠟液清澈為準，水黃加水，蠟液渾濁，加鹽酸。 ② 具體方法：將干燥好的涂掛好用水玻璃涂料和撒砂后的型殼，浸泡在溫度為 28℃～32℃的飽和濃度（質(zhì)量濃度為 25%）的氯化銨溶液中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從黏結(jié)劑中析出硅膠，硅膠凝聚，涂料硬化，型殼在硬化劑中浸泡硬化時間為幾分鐘。 1） 硅溶膠型殼的干燥和硬化 ： ① 放入有通熱風(fēng)的箱中進行干燥，控制氣流相對濕度為 20%～ 60%風(fēng)溫為 20℃～ 30℃，風(fēng)速小于 3m／ s。 配制過程見水玻璃涂料配制工序卡。 熔模鑄造常用水玻璃模數(shù) 為 ～ ，密度為 ～ （ g／ cm3） ，選用GB420984 中的 13 類。一般配合其他黏結(jié)劑作型殼的加固層涂料使用） 28 ⑵ 硅溶膠 涂料的配制 1） 硅溶膠涂料的 選用 ① 硅溶膠涂料的特性： 制造型殼的強度高，可長期存放，穩(wěn)定性好。 ② 化學(xué)穩(wěn)定性好，熱膨脹性低且均勻。 本次設(shè)計的模組 26 五 、型殼的制造 型殼服役性能的要求 將模組浸涂耐火涂料后，撒上料狀耐火材料，再經(jīng)干燥、硬化，如此反復(fù)多次，使耐火涂掛層達到需要的厚度為止，這樣便在模組上形成了多層型殼，通常將近其停放一段時間，使其充分硬化，然后熔失模組，便得到多層型殼。上蓋板后，用焊刀將蓋 板與澆道間縫隙焊嚴。 2） 機械 組裝法 在大量生產(chǎn)小型熔模精密鑄件時，國外已廣泛采有機械組裝法組合模組，采用此種模組可使模組組合和效率大大提高，工作條件也得到了改善 。 ⑷ 制模設(shè)備的選擇 （制模聯(lián)動線裝置）常用于大批量小件的蠟基模。 ②將石蠟，硬脂酸放入干凈的鋁制坩堝內(nèi)通電熔化，熔化溫度不超過 90℃。 2） 模料的 選用原則性能要求 ： ①熔點適中，熱穩(wěn)定性好，收縮率小。 為得到上述高質(zhì)量要求的熔模， 除了應(yīng)有好的壓型（壓制熔模的模具）外，還必須選擇合適的制模材料 。壓型的加工精度和表面粗糙度見表 31和 32取 . 18 表 31 壓型加工精度 壓型部位 尺寸精度 型腔及型芯的成形部位 IT6～ IT10 活塊、鑲塊頂干等的配合部位 IT6～ IT9 影響鑄件尺寸的自有尺寸 12～ IT14 表 32 壓型各部分的表面粗糙度 壓型部位 表面粗糙度 Rα (181。曾有人將這三方面的影響分別考慮，然后疊加并用下式表示： [3] 321 KKKK ??? 式中 K—— 總收縮率； K1—— 合金的收縮率； K2—— 模料的收縮率； K1—— 型殼的膨脹和變形 但是，實踐證明這種計算方法不全面。為了拔芯方便，型芯上均作出手柄部分。 圖 35 圖 4 下型體剖面圖 15 ⑶ 型體鎖緊 型體鎖緊機構(gòu)是為了在壓蠟前，將壓型所有組成塊牢固的鎖緊成一體，保證壓蠟時不漲開，不錯位，不跑蠟。因此我們選擇中心線處為分型面。 經(jīng)計算得內(nèi)澆道直徑 gd =， ,內(nèi)澆道截面積 gF =。因此澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證排除模料通暢。 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差按表 24進行選用。 確定工藝方案和工藝參數(shù) ⑴ 鑄孔 熔模鑄件上細而長的孔，由于制殼時的內(nèi)部不易上涂料和撒砂，所以一般孔徑 d＜ ～ mm、孔高與孔徑比 h/d＞ 5的通孔和 h/d＞ ～ 的不通孔不予鑄出。 由上表得銅合金熔模鑄造 最小壁厚 為 。 4 二、熔模工藝設(shè)計 零件圖 圖 21為管接頭零件圖，材料為錫青銅，牌號 ZCuSn6Zn6Pb3，錫青銅 具有較高的耐磨性 、耐蝕性及良好的 切削性， 廣泛的 使用于閥體管件的制造。中國傳統(tǒng)的熔模鑄造技術(shù)對世界的冶金發(fā)展有很大的影 響。用這種方法鑄出的銅器既無范痕，又無墊片的痕跡，用它鑄造鏤空的器物更佳。一經(jīng)焙燒，臘模全部熔化流失，只剩陶模。 壓制熔模時，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。 2） 可鑄造形狀復(fù)雜的鑄件。 二、技術(shù)指標： 1．生產(chǎn)類型：大批大量生產(chǎn) 2．生產(chǎn)及質(zhì)量要求：滿足產(chǎn)品圖紙的各項技術(shù)要求；工藝出品率較高，廢品率 5％以下；生產(chǎn)效率高；對工人技術(shù)水平要求較低，操作簡便。 ： 熔模 鑄造；所用 熔模 模具自行設(shè)計； ：盡量采用先進技術(shù)，創(chuàng)新項目應(yīng)符合國家環(huán)保及安全生產(chǎn)要求。鑄件壁厚最小可達 ,鑄出最小孔徑為 。此外，型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入銅液，冷卻后，所需的器物就制成了。中國傳統(tǒng)的熔模鑄造技術(shù)對世界的冶金發(fā)展有很大的影響。 應(yīng)用范圍 熔模鑄造適用于形狀復(fù)雜、難以用其他方法加工的成形的精密鑄件的生產(chǎn)，如航空發(fā)動機的葉片、葉輪，復(fù)雜的薄壁框架，雷達天線，帶有很多散熱薄片、柱、銷軸的框架，齒套等。 圖 21 零件圖 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 熔模鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指，從熔模鑄造生產(chǎn)工 藝角度出發(fā)，對零件結(jié)構(gòu)提出的要求。根據(jù)此結(jié)論和實際要求得出最佳壁厚為 10mm。對于特殊要求的小而復(fù)雜的孔和內(nèi)腔，可采用陶瓷型芯或石英玻璃管型芯鑄出。 表 24 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 CT 鑄造工藝方法 鑄鋼 灰鑄鐵 銅合金 鋅合金 砂型手工造型 11~13 11~13 10~12 — 砂型機器造型級殼型 8~10 8~10 8~10 — 金屬型 — 7~9 7~9 7~9 低壓鑄造 — 7~9 7~9 7~9 壓力鑄造 — — 6~8 4~6 熔模鑄造 5~7 — 4~6 — 由于此次設(shè)計的鑄造方法為熔模鑄造，合金種類為銅合金，所以 選用鑄件的公差等級為 4～ 6。 5）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡化壓型結(jié)構(gòu)，并使制模、組焊、制殼、切割等工序操作簡便?？紤]到組焊后內(nèi)澆道的強度問題，我們將內(nèi)澆道熱節(jié)圓直徑取為 20mm,并且我們選擇易割長方形內(nèi)澆道，并且將其一邊設(shè)計為圓弧形，隨鑄件熱節(jié)圓處形狀，這樣可以提高內(nèi)澆道的強度。如圖 32 所示 。型體 鎖緊有固定式和活動式兩種，其中中最常見的活節(jié)螺栓鎖緊。型芯可分為金屬型芯、尿素型芯、陶瓷型芯和石英玻璃型芯 [2]。因為這三方面的因素都首先與鑄件結(jié)構(gòu)有關(guān)，同時它們之間也相互制約，而且每個因素都受具體的工藝操作過程的影響，當壓型和模料確定后，他們還取決于壓注工藝參數(shù)以及取模后的環(huán)境和處置情況等 [4] 。m) 型腔表面 ～ 芯銷、活塊、鑲塊的配合面、定位面 ～ 分型面 ～ 澆注系統(tǒng)表面 ～ 非工作部分表面 ～ （ 3) 組和件的配合 壓型由許多部件組合而成，這些組合件相互間的配合，應(yīng)根據(jù)易熔模的動作要求確定 ，見裝配圖。 模料的選取和配制 制模材料的性能不單應(yīng)保證方便地制得尺寸精確和表面光潔度高，強度好，重量輕的熔模，它還應(yīng)為型殼的制造和獲得良 好鑄件創(chuàng)造條件。 ②具有良好的流動性。 ③待其模料全 部熔化后，攪拌均勻。 ⑸ 制型殼的模樣時，主要有兩種將模料注入壓型 1） 自由澆注 2） 加壓注入 由于本次設(shè)計的熔模件為蠟基模料，所以選擇加壓注入， 壓制熔之前，需先在壓型表面涂 薄層分型劑，以便從壓型中取出熔模。 根據(jù)以上比較，結(jié)合此次設(shè)計的要求，大批量小鑄件的蠟基溶模組裝，選用焊接法。在澆口杯外側(cè)面打上鋼號。 在熔失熔模時，型殼會受到體積正在增大的熔融模料的壓力；在焙燒和注時，型殼各部分會產(chǎn)生相互牽制而又不均的膨脹的收縮，因此，金屬還可能與型殼材料發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)。 27 ③ 強度特性好，抗熱沖擊性好。 ② 硅溶膠涂料的配制及制殼工藝 硅溶膠的稀釋處理 D=G[(a／ b)－ 1] （ 52） D:需加入水量（㎏） G：硅溶膠用量（㎏） a：原硅溶膠中 SiO2 的質(zhì)量 含量 b：稀釋后硅溶膠要求 SiO2 的質(zhì)量含量 2）硅溶膠 涂料的配比 見表 53 表 53 硅溶膠涂料的配比表 硅溶膠（ ml） 粉料種類 潤濕劑 消泡劑 涂料密度 用途 1000 ～ ㎏ — ～ 表面涂料層 3）硅溶膠的配料過程： ① 準備好專用的不銹鋼涂料筒，加入 1000mL 的硅溶膠和大約 500mL 的水 。一類降低模數(shù)后使用，二類用水稀釋使用，三類提高模數(shù)后使用。 制殼工藝 ⑴ 涂掛涂料及撒砂 1） 涂 掛涂料 的方法： 一般用浸漬法，把帶有型殼層的模組浸入涂料中轉(zhuǎn)動，使涂料充分潤濕被涂模組表面，去除可能加入的氣泡，然后自涂料中取出。 ② 每層涂料的干燥時間超過 3 小時。 33 硬化后的型殼需在空氣中干燥 10～ 30 分鐘，使型殼表面干燥一些，氨味散凈，再涂掛下一層。 34 六 、脫蠟與焙燒 脫蠟 型殼完全硬化后，需自型殼中熔去模組，常用加熱的方法熔失熔模 ⑴ 常用的方法 表 61 脫蠟方法 脫蠟方法 適用范圍 特點 熱水脫蠟 適用于熔點在 80℃以下的低溫蠟和中溫蠟。 35 焙燒 ⑴ 焙燒的目 的 1） 提高型殼在高溫澆注時抵抗金屬液破壞的能力。 3）球墨鑄鐵，適用于工作溫度在 30~+350℃之間，公稱壓力 PN≤ 的中低壓閥門。 (2) 選擇材料的原因 1）錫青銅具有較高的耐磨性，且耐蝕性比 黃銅 ． ． 好。表 71為錫青銅在各種介質(zhì)中的腐蝕速度 表 71 鑄造錫青銅在介質(zhì)中的腐蝕速度 37 合金牌號 腐蝕介質(zhì) 腐蝕速度 ZCuSn5Pb5Zn5 海水 H2SO410% ZCuSn6Zn6Pb3 海水 H2SO410% ZCuSn10P1 HCl 1% H2SO410% ZCuSn10Zn2 海水 H2SO410% 海霧 200℃過熱蒸汽 NaCl 20% NaCl 30% HCl 15% (100℃ ) HCl 30% (100℃ ) ZCuSn10Pb5 H3PO4 5% H2SO4 5% HCl 6% 注：有％的均為質(zhì)量分數(shù) 由上表可知牌號 ZCuSn6Zn6Pb3 的耐腐蝕性比較好，且該牌號銅合金應(yīng)用廣泛，故選用牌號為ZCuSn6Zn6Pb3的銅合金 。 4）爐料在裝料之前應(yīng)進行預(yù)熱，一般放在爐旁預(yù)熱至 200~300℃或更高。 (4) 工具 1) 熔化用工具 : 鋼桿、樣勺、渣勺、攪拌耙子、鉗子等。 40 ②新澆包要使用前應(yīng)經(jīng) 24h 緩慢烘烤至 600～ 700℃，使用前還應(yīng)檢查吊包架、吊軸等 是否完好 . ③舊澆包要清除殘留的金屬和熔渣，損壞的部分用粒度為 3～ 4mm 的焦炭末和耐火泥 的混合料修補、陰干并烘烤后才能使用。 2）根據(jù)熔爐大小，將爐料切成合適的尺寸。 6）鑄造錫青銅有優(yōu)良的切削加工性能。 9）鑄銅合金，主要適用于工作溫度在 273~+200℃之間的氧氣管路用閥門。 36 七、熔煉與澆注 材料的選擇 （ 1）閥體的常用材料 1）灰鑄鐵，適用于工作溫度在 15~+200℃之間，公稱壓力 PN≤ 的低壓閥門。 根據(jù)以上的比較，此次設(shè)計選用熱水脫蠟。 ② 在 70℃ ～ 80℃ 保溫靜置后，再將蠟液到入 75℃ ～ 85℃ 熱水中，不斷攪拌。用氯化銨硬化水玻 璃型殼的優(yōu)點為速度快，型殼和鑄件表面質(zhì)量優(yōu)于其他硬化劑。 ⑵ 型殼的干燥和硬化 每涂好，撒好一層型殼層以后，就要對這一型殼進行干燥和硬化，促使其中的黏結(jié)劑轉(zhuǎn)變成凝膠，把耐火材料牢固的鏈接在一起，使型殼層具有一定的濕度。 對于購進的水玻璃需按表 59求進行調(diào)整或處理才能用作配制涂