1、铸造原理
铁模覆砂铸造是以金属型铸造为基础,在金属型内腔覆盖一层型砂(型砂通过射砂机射入型腔内壁,并加热固化)。该工艺的砂层厚度对整个工艺至关重要,通过覆砂层厚度的调整能够改变铸件的充型、散热及凝固等成型条件,从而获得合理的工艺设计,很大程度上削减了铸造生产缺陷,使球墨铸件整体质量有所提高。
覆砂层的厚度调整有一区间值,砂型是与球铁铸件结构直接接触,其温度值接近铸件温度,而铁型与球墨铸件结构间隔着一层型砂,加之金属型传热效果比砂型要好的多,所以金属型温度值很低,这种阶梯式的温度分布非常有利于铸件的凝固和冷却成型。但是,当型砂厚度过大,超过某一数值后,该优点将不再明显,成型工艺可视为砂型铸造;反之,若覆砂层厚度过小,该工艺的凝固冷却条件可视为金属型铸造。
2、主要特点
铁模覆砂铸造导热性处在砂型与金属型之间具有良好的冷却效果,通常铁模覆砂铸造的冷却速率比砂型铸造快3~5倍左右,但比金属型铸造慢的多,能够显著提高铸件的机械性能;可明显消除型壁膨胀,保障尺寸精度,节约金属液,减小机加工余量,降低成本;能够避免白口组织缺陷的产生;能够为金属型提供一定的保护作用,延长使用寿命:易于实现机械化和自动化生产,生产效率较高,适用于批量生产;能够极大改善球墨铸铁件质量,获得使用性能较为稳定的铸件。
铁模覆砂铸造成本比普通砂型铸造低20%~30%,节约型砂80%以上;覆砂层还能起着保护铁型的作用,提高金属铸型使用寿命,降低生产制造成本,铁模覆砂铸造不仅能获得质量优异的铸件,还能降低材料及制造成本,显著提高生产经济效益。
3、发展及应用
在铁模覆砂铸造研发和应用上我国基本与国际同步进行,铁模覆砂铸造生产成本低、能耗小、环保效果好、球墨铸件质量水平高,在国内相关科研机构与企业的共同努力下,这项新型的铸造生产技术在我国取得了快速的发展与广泛的推广。随着该项工艺的不断发展和自动化生产线研发水平的不断提高,部分研究院和企业成功研制出自动化程度较高和具有智能化功能的铁模覆砂铸造生产线,应用产品种类也在不断丰富,主要包括:磨球、阀体、飞轮、凸轮轴、控制臂、曲轴等球墨铸铁铸件。国内现有铁模覆砂生产线主要有两类:一种是简单的机械化生产线,适用于小型铸造企业;另一种是自动化智能生产线,这类生产线具有效率高、铸件质量稳定、低能耗、环保、投资成本高等特点,适用于大型铸造企业,也是未来铸造企业的首选。
泊头市东建铸造有限责任公司(http://www.dongjianzhuzao.com)是以合金铸件、高铬合金铸件、合金铸铁件、为主的大型铸造、加工生产企业,对产品质量高标准严要求。
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