铁模亦称机器模。最早出现在20世纪50年代中期,铁模的紧压度较高,相对陈化速度较慢,但材质较易保存。曾采用过对开式铁模,制造麻烦,操作不方便,后来提出改为整铸式。经过一段时期的使用,整铸式铁模优于对开式。而且操作简便,对提高生产效率、保证铸件质量都有好处。铁模内壁尽量为直线,有折线部分,其折线应当修正,不然在折线断面处容易产生裂纹。
简介
锡青铜铜套的铁模铸造是应用较广泛的
工艺方法之一。除有条件的工厂采用离心铸造、真空吸铸等以外,一般均采用铁模铸造法来解决锡青铜铜套的气孔、缩松、漏水等质量问题。实践经验证明,锡青铜铜套采用铁模铸造是可以满足质量要求的。但是,如果工艺设计不合理(铁模壁厚、铸件加工余量、浇注系统等设计不合理),操作不当,也将会出现大小缺陷,使铸件报废。
铁模壁厚与铜套壁厚的关系
铁模壁厚与铜套壁厚的关系问题,往往不容易引起设计工作者的注意。对于铸件出现缺陷时,不大去考虑铁模壁厚的影响,我们在这方面曾走了一段弯路。后来,我们在生产实践过程中,反复进行试验,发现铁模壁厚对铸件质量影响很大。当铁模壁厚/铸件壁厚(加工余量在内)≤1时,铜套容易出现气孔、缩松、漏水等缺陷,其中尤以含有铅和磷的锡青铜。当铁模壁厚/铸件壁厚=1.5-2.0时,则效果甚佳。根据我们生产铜套的经验,直径>250毫米以上的铜套,还需在芯子上放冷铁,其厚度为铁模壁厚的1/3左右。由于采取了这一措施,在锡青铜铜套内外壁表面,很少发现缩松情况。由此,对锡青铜铜套铁模铸造来说,铁模壁厚至少应为铸件壁厚的1.5倍,否则是容易出现问题的。
铁模结构
铁模结构形式一般有二种:对开式和整铸式,结构如图2所示。
过曾采用过对开式铁模,制造麻烦,操作不方便,后来提出改为整铸式。经过一段时期的使用,整铸式铁模优于对开式。而且操作简便,对提高生产效率、保证铸件质量都有好处。铁模内壁尽量为直线,有折线部分,其折线应当修正,不然在折线断面处容易产生裂纹。
雨淋浇口
根据锡青铜铜套的铸造特点,我们采用雨淋浇口,满足了铸件的顺序凝固,对保证耐压性铸件质量有更突出的作用。设计雨淋浇口浇注系统,必须注意下列两点:
1.雨淋浇口眼要做到垂直于水平面,不准有任何偏斜。为此我们采取了各方面的措施。首先是把浇口眼做成上小下大(一般下面水口眼直径比上面大1-3毫米为佳),其次是设计专用浇口箱和定位圈。
2.控制铜水浇注速度,也就是选择适当的雨淋内浇口面积,因为它是关系到铸件质量好坏的重要因素之一,要保证气体顺利排出,并使铜液达到顺序凝固。所以在计算内浇口面积时,必须选择合理的工艺参数。
雨淋浇口浇注系统除考虑上述问题外,还要考虑雨淋浇口眼的直径大小和浇口眼之间的距离。为了保持温度的均匀性,又能使气体和杂质有排出的机会和空隙,我们采取内浇口眼直径7-8毫米,间距为35-45毫米。
铁模浇注工艺
要得到完善的铸件,在浇注工艺上必须做到下列几点:
1.铁模准备:铁模使用前必须把工作表面清刷干净,并进行预热至300℃以上,浇注时其模温应保持在40-60℃左右,过低过高都容易引起气孔的出现。
2.铁模涂料:由于锡青铜不像黄铜和铝青铜那样,表面有一层牢固的外壳薄膜,能阻止与气体的作用,因此铁模铸造时,必须刷涂一层涂料。涂料是用饱和的松香酒精溶液,均匀涂一层即可。
3.浇注温度:锡青铜浇注温度的高低对机械性能及金相组织有很大影响。根据有关资料介绍和工作实践,不含磷的锡青铜,在高温浇注时,能得到完全的柱状组织,铸件致密性高。当用低于1150℃以下的浇注温度时,则容易得到等轴晶粒组织,产生分散性缩孔,铸件致密性差,机械性能显著降低。因此锡青铜铁模铸造,我们推荐高温浇注,快速熔化,对铸件质量是有好处的。一般不含磷的锡青铜,熔化温度最高可达到1250℃、再高则不适宜了。
磷青铜为了减少含气量和防止偏析上涨,在生产实践中采用二次熔化,尽量缩短熔化时间。其熔化温度控制在1200℃左右,浇注温度一般在980-1060℃范围,效果良好。