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①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。其制作過(guò)程是先將模樣固定于型板上,外套砂箱,再將調(diào)好的陶瓷漿料倒入砂箱,待結(jié)膠硬化后起模,經(jīng)高溫焙燒即成為鑄型。

②采用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料制造鑄型。襯套可用砂型,也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節(jié)省大量陶瓷漿料,在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。陶瓷型鑄件表面粗糙度可達(dá)Ra10~1.25微米,尺寸精度高達(dá)3~5級(jí),能達(dá)到少無(wú)切削加工的目的。陶瓷型鑄造生產(chǎn)周期短,金屬利用率高。最大鑄件可達(dá)十幾噸,主要用于鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的沖模、鍛模、塑料模、金屬模、壓鑄模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機(jī)械加工方法制成的模具相媲美,而制造成本則比用機(jī)械加工方法制成的模具低。

采用這種鑄造方法澆出的鑄件,具有較高的尺寸精度和表面光潔度,所以這種方法又叫陶瓷型精密鑄造。

陶瓷型的制造方法可分為兩大類:一類是全部采用陶瓷漿料制造鑄型法;另一類就是采用底套(相當(dāng)于砂型的背砂層)表面再灌陶瓷漿料以制陶瓷型的方法。底套又分砂套和金屬底套兩種;即

小型陶瓷型鑄件,常采用全部以陶瓷漿料制造的陶瓷型,其造型過(guò)程如圖所示。首先將模型固定于模板上

a、再套上砂箱

b、然后將預(yù)先調(diào)好的陶瓷漿料倒入砂箱

c、將上表面刮平,等待結(jié)膠硬化

d、待漿料一旦出現(xiàn)彈性即可進(jìn)行起模

e、隨即點(diǎn)火噴燒(吹壓縮空氣助燃)

f、待火熄滅后,移入高溫爐中噴燒即成所需的陶瓷型。

另一類就是帶底套的陶瓷型。生產(chǎn)中常采用帶底套的復(fù)會(huì)鑄型,即與液體金屬直接接觸的面層,灌注陶瓷漿料,而其余部分用砂套或金屬套代替。

1、鑄件的表面光潔度高;

2、鑄件的尺寸精度高;

3、可以鑄出大型精密鑄件

熔模鑄造雖能鑄出尺寸精確、光潔度高的鑄件,但由于本身工藝的限制,澆注的鑄件重量一般都較小,最大件只有幾十公斤;而陶瓷型鑄件最大可達(dá)十幾噸。

4、投資少,投產(chǎn)快,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。

缺點(diǎn)是原材料價(jià)格昂貴,由于有灌漿工序,不適于澆注批量大,重量輕,形狀較復(fù)雜的鑄件,且生產(chǎn)工藝過(guò)程難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

陶瓷型所用的造型材料包括耐火材料、粘結(jié)劑、催化劑、脫模劑、透氣劑等。

1、耐火材料,陶瓷型所用的耐火材料要求雜質(zhì)少,熔點(diǎn)高和高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)小。可作陶瓷型的耐火材料有剛玉粉、鋁礬土、碳化硅及鋯砂粉等。

2、粘結(jié)劑,陶瓷型常用的粘結(jié)劑是硅酸乙酯水解液。

3、催化劑,陶瓷漿料所用的催化劑有氫氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉以及氧化鈣等。

4、脫膜劑,常用的脫模劑有上光臘,變壓器油,機(jī)油、有機(jī)硅油及凡士林等。

5、透氣劑,在陶瓷漿料中加入透氣劑以改善陶瓷型的透氣性。常用的透氣劑是雙氧水,其加入量為耐火粉料重量的0.2~0.3%。

二、陶瓷漿料的配制及灌漿

1、耐火材料的選擇

在鑄造尺寸和光潔度要求高的合金鋼鍛模、壓鑄型、玻璃器皿模具時(shí),應(yīng)采用耐高溫的、熱穩(wěn)定性好的剛玉粉、鉆砂粉或碳化硅作為陶瓷型漿料的耐火材料。對(duì)于鑄鐵件或鋁鑄件可采用價(jià)格較便宜的鋁礬土或石英粉作為耐火材料,并正確選擇耐火材料的粒度組成。

2、漿料的配制與灌漿

耐火材料與硅酸乙醇水解液的配比要適當(dāng),不同耐火材料所需水解液的比例也不同。開(kāi)始結(jié)膠的時(shí)間與灌漿的時(shí)間對(duì)陶瓷型質(zhì)量有很大的影響。催化劑含量和室溫對(duì)結(jié)膠時(shí)間也有影響。灌漿過(guò)遲過(guò)早都不好。開(kāi)始結(jié)膠的時(shí)間可通過(guò)預(yù)配小樣測(cè)定。

灌漿時(shí),漿料倒入速度不應(yīng)過(guò)快,以防卷入空氣,最好邊灌漿邊振動(dòng),以排除漿料中的氣體。

三、起模

灌漿后的陶瓷型經(jīng)結(jié)膠,固化等階段。但在結(jié)膠開(kāi)始后尚不能立即起模,一般在結(jié)膠后5~15min,待陶瓷層消有彈性時(shí),起模效果最好。起模時(shí)先將澆注系統(tǒng)、通氣棒取出,然后垂直取出母模(不可敲動(dòng)),起模后應(yīng)立即進(jìn)行點(diǎn)火噴燒,否則易產(chǎn)生裂紋。

四、噴燒

起模后應(yīng)立刻點(diǎn)火并吹壓縮空氣進(jìn)行噴燒,而使陶瓷型的表面有一定的強(qiáng)度和硬度。

五、焙燒

焙燒的目的是使陶瓷型內(nèi)殘存的乙醇、水分和少量的有機(jī)物燒去,并使陶瓷層的強(qiáng)度增加。

全部由陶瓷漿料灌制的陶瓷型,焙燒溫度可高達(dá)800℃,焙燒時(shí)間2~3h,出爐溫度應(yīng)在250℃以下,以防止產(chǎn)生裂紋。

帶有水玻璃套的陶瓷型,焙燒溫度(烘干)在350~550℃。

六、澆注與清理

陶瓷型澆注時(shí)一定要注意擋渣。澆注溫度與澆注速度可比同類型的砂型鑄件稍高。陶瓷型鑄件最好待冷卻至室溫時(shí)再打箱,這樣可防止鑄件裂紋與變形。