求助铁型覆膜砂铸造工艺

Question

如题所述

Answer 1

铁型覆砂铸造工艺是一种先进的铸造技术，它通过在金属型（铁型）内腔覆上一层薄薄的型砂来形成铸型。这种工艺的经济合理性在于它使用了高质量的造型材料，并且在应用中取得了显著的成效，如提高铸件质量、减少废品率、提升尺寸精度和致密性。德国、前苏联等国家的企业在60年代开始了这项技术的应用，主要用于生产球铁曲轴、刹车鼓、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等30余种铸件。我国从70年代初开始研究和应用这项技术，到1979年，浙江省机电设计研究院和永康拖拉机厂合作，首次将该工艺用于S195曲轴毛坯的批量生产，并对球铁曲轴的性能进行了评估。实验对比表明，铁型覆砂铸造在疲劳强度、断裂强度和使用寿命等方面均优于砂型铸造。
在20世纪90年代初，我国已有7家企业应用了铁型覆砂铸造工艺，尤其是单缸曲轴和四缸曲轴的生产取得了显著成功。永康拖拉机厂、上虞动力机厂、望都曲轴连杆厂、皖北曲轴厂、金华内燃机配件厂、常州柴油机厂等都是这一时期的代表企业。1991年，国家计委将铁型覆砂铸造批准为国家“八五”重点新技术推广项目，并指定浙江省机电设计研究院为技术依托单位，这对我国铁型覆砂铸造技术的发展起到了重要的推动作用。
在推广应用过程中，铁型覆砂铸造工艺设计及实际生产主要解决了覆砂造型机的设计和定型、标准铁型覆砂铸造生产线的定型、铁型覆砂铸造应用扩大到铸造工艺难度较大的铸件、引入覆膜砂以提高覆砂造型质量、工艺参数的确定、批量生产的实现等问题。至2013年，全国已有近百家企业应用了这项工艺，估计年产铸件在10×10^4t左右。
然而，由于企业引入铁型覆砂铸造工艺的方式不同，导致对工艺的掌握程度存在差异。一些企业因未完全掌握设计和生产要领，以及疏于生产管理，铁型覆砂铸造的废品率高达20%，严重影响了经济效益。
铁型覆砂铸造的热交换特点涉及铸件、覆砂层和铁型之间的热交换。液态金属浇入铁型覆砂铸型后，铸件、覆砂层和铁型构成一个不稳定的热交换系统。铸件的冷却速度会随覆砂层厚度的减少而增大，当覆砂层厚度超过某一值后，铁型对铸件的冷却已不产生影响，这时相当于普通的砂型铸造或树脂砂铸造。如果覆砂层太薄，则相当于金属型铸造。
在实际生产中，铸件壁厚、铸件材质、浇注温度、覆砂层厚度、覆砂层材料、铁型厚度、铁型材质和铸型温度等因素都会影响铸件的冷却速度。铁型覆砂铸造用于各种不同铸件的生产时，通过试验或经验类比，以确定不同的覆砂层厚度和铁型厚度来控制铸件的凝固速度。
尽管一些企业因工艺设计不当导致废品率居高不下，但铁型覆砂铸造技术仍在不断改进和完善中。例如，通过铁型覆砂铸造球铁件凝固过程的计算机数值模拟，进行多种工艺方案的优化对比。此外，铁型覆砂铸造的机械化和自动化水平也在不断提高，如缸套的铁型覆砂铸造，国外已有多工位转盘式铁型覆砂造型机，效率很高。