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想了解是啥原因 造成外表的材質 跟內部的材質

有這樣的差異

 

該工件 採用離心鑄造法
應該內徑 跟外徑 表面應該相同
可以只有外徑會有這樣的情形
因為工件是球型閥體

 

鑄件是由高溫液態冷卻到室溫,因此有一半的原因是由於冷卻速度快所造成的。
不過並非鑄件就一定是如此。
通常鑄件的表面軟硬與鑄造的方式有很大的關聯性。
若粗略分為砂模鑄造、永久模鑄造、殼模鑄造等來討論的話,以下有幾種造成外皮脆硬的原因:

 

溫度的影響:砂模的溫度是在室溫,而鐵水至少1200度(鋼鐵)以上。
因此這個溫度差就造成了鐵水在流入模穴後會形成一個薄薄的鐵殼(通常組織幾乎為白口組織,約1mm厚以內),之後由於砂的熱傳慢,因此在這鐵殼內的鐵水冷卻因為需要透過鐵殼及鑄砂,因此傳導熱的路徑的關係,所以內部的材料就會比較慢冷卻,冷卻速度影響材料的軟硬。
外層鐵殼的冷卻速度幾乎為水淬的速度。因此會比較硬。

而就永久模(金屬模)來說的話,模子被控制在一定的溫度中,因此溫度差沒有砂模那麼大(通常模子會被預熱),所以表面的白口層較薄,甚至沒有感覺(有的甚至壓鑄的關係,少部分的白口層會被沖掉打入鑄件當中)。
而殼模鑄造的話,由於鑄件很精密,因此為了讓鐵水順利充滿,殼模預熱的溫度都相常高,鐵水倒入後到冷卻的速度很慢(因為外層砂模熱傳慢,同時又被加熱),所以表面與內部的組織變化不大。

 

鑄模材料的影響:若為一般溼砂模,鐵水澆鑄之後與表面的砂模接觸,鐵水遇水就馬上冷卻,因此鑄件表面就會比較硬,同時這類的鑄造廠會計算時間,在鑄件溫度約在共析變態溫度以下(727度)拆模,所以表面的冷卻也會受到影響。
而在砂模鑄造中,還有呋喃樹脂模、co2模,呋喃樹脂模由硬化劑與樹脂反應硬化,好處在於高溫可以燒解,因此在鐵水流入之後,約可以持續到鑄件表面固化,在這當中,接觸鐵水的砂模約有10mm的厚度會被燒解還原成白砂,而在這過程當中,樹脂燃燒產生的氣體及一些化合物就會夾雜在鑄鐵表面或與鐵水中的成分反應,形成氮化物,而使材料表面因些這些雜質的影響而有表面硬化的情形。

 

co2模為水玻璃與co2反應,亦有這個情形。
不過比較不明顯。
金屬模的話在這邊除了在噴覆離形劑有可能影響外,其他影響較不大。殼模則不會有這個情形,最接觸鐵水的砂為極細的石英砂粉。

 

表面鑄疵的影響:這邊以砂模影響最劇。
一般溼砂模若製作完成,沒有在一定的時間澆鑄時,砂模表面的水分散失,容易產生落砂或是模子表面的不平整。
這時候鐵水流入之後,砂模的一些不平整的地方就容易讓鐵水滲入,而落砂則容易被捲入鐵水之中。
在鑄件拆模噴砂後,會發現鑄件表面有砂子的痕,意味著已經夾砂了,夾入的厚度與砂模的品質有關。
這又以手工造模時最容易發生。
永久模在這邊就沒有夾砂的問題,不過對於離形劑若噴覆太厚、厚薄不均亦有可能發現離形劑被夾入鐵水中的問題。
至於殼模鑄造,模型為蠟模,除非有蠟模沒有脫掉,不然應該是沒問題的(精密鑄造的良率至少是95~99%,不然就賠錢了)

 

一般來說,鑄件要加工的話,初期進刀要深一些,至少1mm以上,可以避過上述可能造成的冷激、夾砂等影響,可以減少刀具的磨耗。
就以我自已鑄造、車製拉伸試棒的經驗,如果允許的話我會先以砂輪機磨一下表面,看看表面是否看得到砂粒,若有的話,通常第一刀的進刀至少就1mm或2mm,進刀量在初期太少反而影響到你刀具日後的精度。
若沒有看到砂粒的痕(看得到表面有粗粗、有顆粒的感覺),就可能剩下溫度及夾雜物的問題,通常可用退火來減輕溫度的問題。
不然就是一樣第一刀進刀量大一些。這樣子或也可以減低刀具的磨耗。

 

資料來源:http://blog.xuite.net/work777/blog/31764367

 

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