熔模精密铸造过程疑难问题解答

熔模精密铸造过程疑难问题解答前言三百六十行，行行出人才。

各行各业都有自己的特长。

各从业人员必须熟练地掌握本行业、本岗位的职业技能，具备一定的包括职业技能在内的职业素质，才能胜任工作，把工作做好，为本行业做出应有的贡献，实现自己的人生价值。

熔模铸造业是技术密集型的行业。

本行业对其职工职业素质的要求比较高。

在科学技术迅速发展的今天，更是这样。

精铸业的职工队伍中，大部分是技术员工。

他们是企业的主力军，是振兴和发展本企业的技术力量。

技术人员素质如何，直接关系到本企业的生存和发展。

在市场经济条件下，企业之间的竞争，是质量之竞争；价格之竞争；也是技术之竞争；归根结底是人才的竞争。

优秀的技术员工是企业各类人才中重要的组成部分。

企业必须有这样一支高素质的技术工人队伍，有这样一批技术过硬、技艺精湛的能工巧匠，才能保证产品质量，提高生产效率，降低物料消耗，使企业获得经济效益；才能支持企业不断生产出高难度的产品，去发掘市场、占领市场；才能在激烈的市场竞争中立于不败之地！由于本人水平有限，加之时间仓促，难免存在不足和错误，诚恳希望专家，工程师和同仁批评指正。

吴光来第一章熔模铸件工艺设计与模具设计§1、熔模铸件工艺设计1.1、熔模铸件的尺寸精度受到哪些因素的影响？答：铸件尺寸精度受铸件结构、材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多种因素的影响。

1)、铸件结构的影响：（1）、铸件壁厚，收缩率大；铸件壁薄，收缩率小；（2）、自由收缩率大，阻碍收缩率小。

2）、材质的影响：（1）、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；（2）常见材质的铸造收缩率如下：铸造收缩率K＝（LM-LJ）/LJ×100%LM—型腔尺寸；LJ—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。

合金种类收缩率自由收缩受阻收缩铸铁件 0.8% 0.7%碳钢及低合金钢 1.6－2.0% 1.3－1.7%不锈钢 2.0－2.3% 1.7－2.0%3)、制模对铸件线收缩率的影响：（1）蜡（模）料的线收缩率约为0.9－1.1%；（2）蜡模径向（受阻）收缩率仅为长度方向（自由）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。

（最佳射蜡温度为57－59℃，温度越高收缩越大。

）（3）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最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。

（4）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。

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4.6×10－1/℃，因此，可以或略不计。

5）型壳的焙烧：由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.05%，因此，也可以或略不计。

6）浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大；浇注温度低，收缩率小，因此浇注温度应适当。

1.2、铸造工艺设计的内容是什么？其设计程序是怎么样的？答：铸造工艺设计的内容为：绘制铸造工艺图、铸件图、型腔装配图和编制填写铸造工艺卡等。

其设计程序为：①对产品（零件）图进行铸造工艺性分析；②选择铸造方法；③选择分型面；④选择工艺参数；⑤设计浇注系统；⑥绘制精铸图；⑦设计工装图。

1.3、简述内浇口设计原则？答：（1）应有利于模具生产，注蜡时便于起模、组模时便于焊接；（2）制壳时便于浸涂和干燥；脱蜡时便于将蜡液流净（因为凡是脱蜡不净的部位，都存在着铸造缺陷，只不过有的缺陷明显――宏观缺陷，有的缺陷不明显――微观缺陷；因此，在设计内浇口或蜡模组装时应充分考虑，以便将残留蜡控制在最少程度）；（3）焙烧时便于进出摆放；浇注时便于合金液充型；浇铸后能形成顺序凝固的原则；（4）后道工序应便于切割与打磨等,应有利于提高铸件的外观质量；(5)在保证铸件质量的前提下，应尽量小。

(6)尽可能将内浇口设置在加工面。

1.4、什么是铸造收缩率？其影响因素有哪些？怎样计算？答：铸造收缩率是指：铸件在凝固冷却过程中，因产生线收缩而造成铸件实际尺寸与模样尺寸之间的缩小率。

铸造收缩率的大小主要取决于：合金成分、铸件结构、大小、模料的收缩、制壳耐火材料、合金液的浇铸温度等。

铸造收缩率ε＝（L－L1）/L1×100% 式中L为模样尺寸；L1为铸件尺寸。

1.5、铸件的工艺出品率过高或过低说明什么问题？铸钢件出品率的大小，决定于哪些因素？答：铸件的工艺出品率过高，说明浇注系统补缩铸件的金属液可能不够，应适当增加浇注系统尺寸。

如过低，则说明浇注系统尺寸太大，金属液未被充分利用，应适当减少，选择合理的浇注系统。

铸钢件出品率的大小，决定于铸件的结构、大小、复杂程度等等。

1.6、设计工艺筋的作用是什么？答：1）防止铸件变形；2）防止铸件产生裂纹；3）减少大平面面积，防止型壳变形；4）作为补缩通道（补缩肋保证了铸件内部热节部位的补缩，防止产生缩孔）；5）改善薄壁件充型、排气条件，防止产生浇不到、冷隔。

§2、熔模铸件模具设计2.1、熔模铸件模具设计有哪些要求？答：2.1.1 模具表面光洁度高；其生产的蜡模应外形美观，没有明显的披缝、变形和凹陷等；2.1.2 模具尺寸精度、形位公差符合要求；2.1.3 型腔内浇口位置及大小合适，流道设计合理，能够满足铸造工艺要求，能够保证蜡模完整充型。

2.1.4 模具操作方便、灵活，起模劳动强度低，起模效率高；2.1.5 小件一型多件，以提高生产率；2.1.6 模具使用寿命长，易于修改及维护。

要达到以上要求，设计者必须精通熔模铸造的相关工艺过程，熟悉模具加工的相关手段。

只有这样，才能设计出尺寸符合要求、操作方便、灵活与制作费用合理的精铸模具。

2.2、模具的设计要考虑哪些因素？答：模具设计首先是一个铸件产品的工艺设计过程。

需要将铸件的毛坯尺寸按适当的缩水比例转化成模具型腔尺寸。

这是一个经验性很强的工作，因为影响铸件收缩的因素很多。

除蜡模及铸件凝固收缩外，铸件在冷却过程中型壳阻碍还会导致收缩受阻及变形。

分型方式、内浇口位置及组模方式也直接影响到铸件的尺寸精度与形位公差。

设计者必须了解熔模铸造的相关工艺过程，在设计模具之前综合考虑，并在设计中确保有可修改模具的可能性。

2.3、模具的常用顶出机构(取模方法)有哪些？答：模具设计中，顶出结构设计是非常关键的。

仅仅是做到蜡模成型，模具设计会很简单。

但我们必须仔细考虑怎样易于将蜡模从模具中不变形地取出，以及怎样合理设计模具顶出机构和抽芯结构，从而提高模具起模效率。

蜡模从模具中取出的方式有以下几种：2.3.1直接用手取出；2.3.2用压缩空气吹出；2.3.3用顶出机构将蜡模顶出。

前两种取出方法易使蜡模在取出时变形，而顶模机构可防止蜡模变形。

所以，对于精度要求较高的机械零件和易变形的零件只能采用顶出机构将蜡模顶出。

2.4、模具总装技术要求有哪些？答：2.4.1分型面配合间隙不大于0.05mm。

2.4.2各组合块及上下型错位不大于0.05mm。

2.4.3顶杆不高出型腔表面，可低于型腔表面0.05mm以内；复位杆不高出分型面，可低于分型面0.05mm以内。

2.4.4型腔表面应无凹凸不平及毛刺等缺陷，型腔边缘应保持锐边；非型腔边缘倒钝。

2.4.5总装后经压蜡试模，取模时无阻卡现象，蜡模飞边厚度不大于0.05mm。

2.4.6模具外表面应刻上模具编号、铸件图号、和其它标记。

2.4.7相同零件或模具大小差不多的模具，注蜡口高度应相等h±0.2mm。

以便同时压蜡。

2.4.8注蜡口大小为：小件Φ6，大件Φ8；注蜡口位置尽可能放在内浇口处。

§3模具制造（详见模具制造工艺守则）第二章蜡模制作1、蜡模尺寸检验标准。

1.1蜡模尺寸检验规定有检验员进行首检。

检验员根据铸件的要求尺寸，去判断蜡模的尺寸是否符合要求；蜡模尺寸的收缩与铸件凝固的收缩不一定完全相同。

例：带槽铸件的蜡模，在未起模之前属于受阻收缩，但起模后的冷却收缩又属于自由收缩；当制壳浇铸后，合金液冷却（即铸件收缩）又属于半阻碍或阻碍收缩。

因此，蜡模尺寸的检验非常重要；如果蜡模的尺寸都不符合要求，那么制壳与浇铸，岂不是枉费心机。

1.2影响蜡模尺寸的因素主要有以下几个方面：1.2.1压蜡温度对熔模尺寸的影响：在54℃-58℃之间影响不大,当大于59℃时,每增加2℃,线收缩率约增加0.1%。

1.2.2压注压力对蜡模尺寸的影响不大；而这种影响在压力较小时较明显。

1.2.3压蜡（充型）时间对蜡模尺寸的影响：时间越短、收缩越大，时间越长、收缩越小，但超过一定的时间，收缩又无明显区别。

1.2.4保压时间对蜡模尺寸的影响:保压时间越短、收缩越大，时间越长、收缩越小，蜡模越厚、影响越大。

1.2.5压型（模具）温度对蜡模尺寸的影响：模具温度越高，蜡模收缩率越大。

1.2.6注蜡工艺蜡缸保温时间射蜡温度/℃保压时间/s 存放时间/h 铸件重量＞24h(在54±2℃的条件下) 小件:55±2 6-8 >4-12 ＜100g中件:57±2 8-10 >12-16 100-200大件:59±2 10-12 >12-24 >200g蜡模尺寸公差蜡模基本尺寸（mm）一般公差（mm）特别公差（mm）≤10 ±0.10 ±0.075>10-25 ±0.15 ±0.10>25-50 ±0.25 ±0.20>50-100 ±0.35 ±0.30>100-150 ±0.40 ±0.35>150-200 ±0.45 ±0.40>200-250 ±0.50 ±0.45>250 ±0.50% ±0.30%备注：当铸件没有特别的要求时，就按照一般公差要求进行抽检；当铸件有特殊尺寸要求,但又无法采用加工来保障时，就必须严格控制每道工序的每个环节,以确保铸件的质量。

2、蜡模组装原则(蜡模在组装时应考虑哪些问题？)答：(1)、检查浇口棒，将浇口棒模上的气泡、裂纹等缺陷修补平整。

（2）、按工艺规定选用合适的浇口棒模，并确定组焊方式、数量和距离（应根据铸件的大小、复杂程度等，合理选择的浇注系统。

）(3)、检查焊接处不应有缝隙；蜡模上不允许有蜡滴、蜡屑。

(4)、在保证铸件质量的前提下，尽可能多组装，以提高工艺出品率。

(5)、组装好的模组，应方便后道工序的生产。

(即便于制壳操作、便于脱蜡、焙烧时便于摆放与进出、壳模浇铸时便于充型、后处理工序应便于震壳、切割)3、蜡模生产工艺（详见蜡模生产工艺守则）第三章型壳制作1、制壳干燥间干湿度控制、型壳干燥时间的确定原理。