(3)直接水冷:在金屬型的背面或局部直接制出水套,在水套內通水進行冷卻,這主要用于澆注鋼件或其它合金鑄件,鑄型要求強烈冷卻的部位。因其成本較高,只適用于大批量生產。
如果鑄件壁厚薄懸殊,在采用金屬型生產時,也常在金屬型的一部分采用加溫,另一部分采用冷卻的方法來調節型壁的溫度分布。
4.3.5金屬型的涂料
在金屬型鑄造過程中,常需在金屬型的工作表面噴刷涂料。涂料的作用是:調節鑄件的冷卻速度;保護金屬型,防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊;利用涂料層蓄氣排氣。
根據不同合金,涂料可能有多種配方,涂料基本由三類物質組成:1.粉狀耐火材料(如氧化鋅,滑石粉,鋯砂粉、硅藻土粉等);2.粘結劑(常用水玻璃,糖漿或紙漿廢液等);3.溶劑(水)。具體配方可參考有關手冊。
涂料應符合下列技術要求:要有一定粘度,便于噴涂,在金屬型表面上能形成均勻的薄層;涂料干后不發生龜裂或脫落,且易于清除;具有高的耐火度;高溫時不會產生大量氣體;不與合金發生化學反應(特殊要求者除外)等。
4.3.6復砂金屬型(鐵模復砂)
涂料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度,但采用刷涂料的金屬型生產球墨鑄鐵件(例如曲軸),仍有一定困難,因為鑄件的冷速仍然過大,鑄件易出現白口。若采用砂型,鑄件冷速雖低,但在熱節處又易產生縮松或縮孔,在金屬型表面復以4-8mm的砂層,就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。
復砂層有效地調節了鑄件的冷卻速度,一方面使鑄鐵體不出白口,另一方面又使冷速大于砂型鑄造。金屬型無潰散性,但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性,有效地限制球鐵石墨化膨脹,實現了無冒口鑄造,消除疏松,提高了鑄件的致密度。如金屬型的復砂層為樹脂砂,一般可用射砂工藝復砂,金屬型的溫度要求在180~200℃之間。復砂金屬型可用于生產球鐵,灰鐵或鑄鋼件,其技術效果顯著。
4.3.7 金屬型的壽命
提高金屬型壽命的途徑為:
1.選用導熱系數大,熱膨脹系數小,而且強度較高的材料制造金屬型;
2.合理的涂料工藝,嚴格遵守工藝規范;
3.金屬型結構合理,制造毛坯過程中應注意消除殘余應力;
4.金屬型材料的晶粒要細小。
4.4 金屬型鑄件的工藝設計
根據金屬型鑄造工藝的一些特點,為了保證鑄件質量,簡化金屬型結構,充分發揮它的技術經濟效益,首先必須對鑄件的結構進行分析,并制訂合理的鑄件工藝。
4.4.1鑄件結構的工藝性分析
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