淺談精密鑄鋼件精度影響因素與批量生產(chǎn)的可行性

鑄鋼件的鑄造是相對(duì)于傳統(tǒng)的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。它能獲得相對(duì)準(zhǔn)確地形狀和較高的鑄造精度。較普遍的做法是：首先根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)制作（可留余量非常小或者不留余量）的模具，用澆鑄的方法鑄蠟，獲得原始的蠟?zāi)?；在蠟?zāi)Ｉ现貜?fù)涂料與撒砂工序，硬化型殼及干燥；再將內(nèi)部的蠟?zāi)Ｈ芑?，是為脫蠟，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強(qiáng)度；澆鑄所需要的金屬材料；脫殼后清沙，從而獲得的成品。根據(jù)產(chǎn)品需要或進(jìn)行熱處理與冷加工。下面講解鑄鋼件鑄造時(shí)爐火如何控制。

影響鑄鋼件精度的原因有很多，主要有以下幾點(diǎn)：

1、鑄件結(jié)構(gòu)的影響：

（1）鑄件壁厚，收縮率大，鑄件壁薄，收縮率小。

（2）自由收縮率大，阻礙收縮率小。

2、鑄件材質(zhì)的影響：

（1）材料中含碳量越高，線收縮率越小，含碳量越低，線收縮率越大。

（2）常見(jiàn)材質(zhì)的鑄造收縮率如下：鑄造收縮率K=（LM-LJ）/LJ×100%，LM為型腔尺寸，LJ為鑄件尺寸。K受以下因素的影響：蠟?zāi)1、鑄件結(jié)構(gòu)K2、合金種類K3、澆注溫度K4。

3、制模對(duì)鑄件線收縮率的影響：

（1）射蠟溫度、射蠟壓力、保壓時(shí)間對(duì)熔模尺寸的影響以射蠟溫度至明顯，其次為射蠟壓力，保壓時(shí)間在熔模成型后對(duì)熔模之后尺寸的影響很小。

（2）蠟（模）料的線收縮率約為0.9-1.1%。

（3）熔模存放時(shí)，將進(jìn)一步產(chǎn)生收縮，其收縮值約為總收縮量的10%，但當(dāng)存放12小時(shí)后，熔模尺寸基本穩(wěn)定。

（4）蠟?zāi)较蚴湛s率僅為長(zhǎng)度方向收縮率的30-40%，射蠟溫度對(duì)自由收縮率的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)受阻收縮率的影響（合理射蠟溫度為57-59℃，溫度越高收縮越大）。

4、制殼材料的影響：采用鋯英砂、鋯英粉、上店砂、上店粉，因其膨脹系數(shù)小，僅為4.6×10-6/℃，因此可以忽略不計(jì)。

5、型殼焙燒的影響：由于型殼的膨脹系數(shù)小，當(dāng)型殼溫度為1150℃時(shí)，僅為0.053%，因此也可以忽略不計(jì)。

金屬型鍛造是用耐熱合金鋼制作鍛造用中空鑄型模具的現(xiàn)代工藝。金屬型既可采用重力鍛造，也可采用壓力鍛造。金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長(zhǎng)，出產(chǎn)效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強(qiáng)度要比砂型的，更不輕易損壞。

適當(dāng)提高澆鑄溫度是的，雖然澆鑄溫度提高后液態(tài)收縮加大，需要加強(qiáng)補(bǔ)澆補(bǔ)縮，但有利夾渣與氣孔。表-26為日本企業(yè)的澆鑄溫度。鑄造前后的三角白口控制，雖很傳統(tǒng)，但實(shí)用、方便，對(duì)爐前的操作技術(shù)人員與工人的判斷有利。如果將三角白口大小與孕育效果，全相組織，熱分析曲線及力學(xué)性能等相聯(lián)系則有利于鑄鐵質(zhì)量的在線控制。熱分析曲線分析，用孕育前后的過(guò)冷度比控制孕育效果，該方法已在德國(guó)應(yīng)用，并與冶金質(zhì)量指標(biāo)、共晶團(tuán)數(shù)、彈性模數(shù)建立關(guān)系。

目前機(jī)床鑄件的熱分析工作，一些技術(shù)團(tuán)隊(duì)都作了大量工作，希望能盡快在工廠中應(yīng)用。彈性模量與殘余應(yīng)力的測(cè)試工作；高碳當(dāng)量、、高剛度、低應(yīng)力是數(shù)控機(jī)床鑄件材質(zhì)的核心要求。采用機(jī)床鑄件生產(chǎn)的成套技術(shù)，是可以達(dá)到高碳當(dāng)量、、高剛度、低應(yīng)力的質(zhì)量指標(biāo)的。

因此，在大批量出產(chǎn)有色金屬的中、小鑄鋼件的時(shí)，只要鑄鋼件的材料的熔點(diǎn)不外高，一般都優(yōu)先選用金屬型鍛造。但是，金屬型鍛造也有一些不足之處：由于耐熱合金鋼和在它上面做出中空型腔的加工都比較昂貴，所以金屬型的模具用度不菲，不外總體和壓鑄模具用度比起來(lái)則便宜多了。對(duì)小批量出產(chǎn)而言，分?jǐn)偟矫考a(chǎn)品上的模具用度顯著過(guò)高，一般不易接受。又由于金屬型的模具受模具材料尺寸和型腔加工設(shè)備、鍛造設(shè)備能力的限制，所以對(duì)特別大的鑄件也顯得無(wú)能為力。因而在小批量及大件出產(chǎn)中，很少使用金屬型鍛造。此外，金屬型模具固然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鍛造，在銅合金鍛造中已較少應(yīng)用，而用于玄色金屬鍛造就更少了。金屬型模具全部是自行設(shè)計(jì)、自行制造，因而能更及時(shí)地為客戶提供、合用的模具。