CN106734918B - 一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于主要包括以下步骤：设计模具、制造辅助工具、制造产品模型、涂耐高温涂层、干燥、合模、开模、干燥、烧制成型、内部缺陷检测和外形尺寸检测。通过采用本工艺，从而能制作出高精度的铸造模具，提高铸件的精度，能够铸造出结构复杂的金属工件，且加工效率大大提高；模具可以多次重复使用，能对高温金属材料进行加工，提高精度的同时降低了铸造成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域和模具加工领域，具体是指一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺。
背景技术
铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80％，汽车占25％，拖拉机占50～60％。传统的铸造模型只能进行一次加工，在进行大批量加工时，不但成本高昂，且每个零件的质量不稳定，波动和误差很大且不能进行多次加工的。
这样，存在加工效率低下，加工成本高昂，产品质量无法精确保障，且不能对耐高温材料进行铸造加工，尺寸波动大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，通过采用本工艺，从而能制作出高精度的铸造模具，提高铸件的精度，能够铸造出结构复杂的金属工件，且加工效率大大提高；模具可以多次重复使用，能对高温金属材料进行加工，提高精度的同时降低了铸造成本没提高了经济效益。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)设计模具：根据产品图纸设计出模具，并画出模具的结构图纸和加工中需要的夹具；
(2)制造辅助工具：根据设计，制造出模具所需的夹具；
(3)制造产品模型：采用铝加工出产品模型，并预留好脱模线；
(4)涂耐高温涂层：首先在铝质模型上涂上一层塑料薄膜，然后在铝质模型上涂上1mm厚的耐高温陶土；
(5)一次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为15—25min；
(6)合模：采用设备和步骤(2)所述夹具将涂有耐高温陶土的铝质模型、上模和下模定位准确，将涂有耐高温陶土的铝质模型放入到填满陶土的上模和下模之间，压实后静置1小时；
(7)开模：首先对铝质模型通电加热，当铝质模型温度达到塑料薄膜融化的温度后，分开上模和下模；
(8)二次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为10—15小时；
(9)烧制成型：将干燥好的陶胚放入烧制炉中，进行烧制，烧制成型温度为2355℃—2420℃；
(10)内部缺陷检测：烧制成型后采用超声检测仪检测内部是否有缺陷和裂缝；
(11)外形尺寸检测：采用激光测距仪测量产品的几何尺寸，采用光学成像设备检测外观。
在工艺(1)设计模具中，对产品进行设计时，不但要考虑到加工的边界性，尺寸精度，还需考虑加工材料的伸缩率和材料在自身重量下可能产生的形变，好的加工设计不但能提高产品的质量，还能降低加工成本，提高加工效率。模具在前期的制造过程中，模型还很软，搬动比较麻烦，在整个加工过程中采用夹具进行固定，搬动和加工都非常的方便；这样不但能保证加工精度和加工效率，还能提高模具的质量。
在工艺(3)制造产品模型中，采用铝材制作模型，不但刚性好，加工精度高，质地软加工方便，降低加工成本的同时提高了加工精度。
在工艺(4)涂耐高温涂层中，采用塑料做拔模涂层，在上陶土的时候不但不易掉，且厚度均匀，拔模方便快速。
在工艺(6)合模中，通过此种方发能快速的制造出上下模具，上下模具与耐高温陶层完全啮合。
在工艺(7)开模中，通电加热后，塑料膜完全融化，金属模型与陶瓷模具之间的结合力大大减小，能快速地将金属模型从陶瓷模具中拔出，不会对模具的尺寸精度产生影响。
在工艺(8)干燥中，风速和温度很重要，温度过高或者风速很大，都可能造成模具的开裂或者局部收缩过大，导致模具报废或者出现加工误差过大的情况；如果风速过小或者温度过低会导致加工时间过长，效率大大降低；且模具可能在自身重量的作用下和产生形变，导致几何尺寸误差变大，降低模具的质量。
在工艺(9)烧制成型中，时间和温度的把握很重要，温度过低，内部成分化学反应不完全，导致产品的结构强度低下，温度过高会导致产品的几何尺寸变化剧烈。
在工艺(10)内部缺陷检测中，通过超声检测以够检测出模具内部存在的肉眼不可见的裂缝，防止残次品进入下步加工工序，浪费加工成本。
进一步地，本发明公开了一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺的优选方法，即：所述工艺(2)制造辅助工具中，辅助工具的加工精度高于产品精度一个等级。
进一步地，所述工艺(4)涂耐高温涂层中，塑料薄膜的成分为有机溶剂丁烷溶解聚乙烯制成，丁烷和聚乙烯的配方比例为13:5。
进一步地，所述工艺(5)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
进一步地，所述工艺(8)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
进一步地，所述工艺(9)烧制成型中，烧制温度为2380℃。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果为：
(1)通过采用本工艺，从而能制作出高精度的铸造模具，模具可以重复使用，能对高温金属材料进行加工，提高铸件的精度。
(2)通过采用本工艺，能够铸造出结构复杂的金属工件，且加工效率大大提高；提高精度的同时降低了铸造成本，提高了经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)设计模具：根据产品图纸设计出模具，并画出模具的结构图纸和加工中需要的夹具；
(2)制造辅助工具：根据设计，制造出模具所需的夹具；
(3)制造产品模型：采用铝加工出产品模型，并预留好脱模线；
(4)涂耐高温涂层：首先在铝质模型上涂上一层塑料薄膜，然后在铝质模型上涂上1mm厚的耐高温陶土；
(5)一次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为15—25min；
(6)合模：采用设备和步骤(2)所述夹具将涂有耐高温陶土的铝质模型、上模和下模定位准确，将涂有耐高温陶土的铝质模型放入到填满陶土的上模和下模之间，压实后静置1小时；
(7)开模：首先对铝质模型通电加热，当铝质模型温度达到塑料薄膜融化的温度后，分开上模和下模；
(8)二次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为10—15小时；
(9)烧制成型：将干燥好的陶胚放入烧制炉中，进行烧制，烧制成型温度为2355℃—2420℃；
(10)内部缺陷检测：烧制成型后采用超声检测仪检测内部是否有缺陷和裂缝；
(11)外形尺寸检测：采用激光测距仪测量产品的几何尺寸，采用光学成像设备检测外观。
在工艺(1)设计模具中，对产品进行设计时，不但要考虑到加工的边界性，尺寸精度，还需考虑加工材料的伸缩率和材料在自身重量下可能产生的形变，好的加工设计不但能提高产品的质量，还能降低加工成本，提高加工效率。模具在前期的制造过程中，模型还很软，搬动比较麻烦，在整个加工过程中采用夹具进行固定，搬动和加工都非常的方便；这样不但能保证加工精度和加工效率，还能提高模具的质量。
在工艺(3)制造产品模型中，采用铝材制作模型，不但刚性好，加工精度高，质地软加工方便，降低加工成本的同时提高了加工精度。
在工艺(4)涂耐高温涂层中，采用塑料做拔模涂层，在上陶土的时候不但不易掉，且厚度均匀，拔模方便快速。
在工艺(6)合模中，通过此种方发能快速的制造出上下模具，上下模具与耐高温陶层完全啮合。
在工艺(7)开模中，通电加热后，塑料膜完全融化，金属模型与陶瓷模具之间的结合力大大减小，能快速地将金属模型从陶瓷模具中拔出，不会对模具的尺寸精度产生影响。
在工艺(8)干燥中，风速和温度很重要，温度过高或者风速很大，都可能造成模具的开裂或者局部收缩过大，导致模具报废或者出现加工误差过大的情况；如果风速过小或者温度过低会导致加工时间过长，效率大大降低；且模具可能在自身重量的作用下和产生形变，导致几何尺寸误差变大，降低模具的质量。
在工艺(9)烧制成型中，时间和温度的把握很重要，温度过低，内部成分化学反应不完全，导致产品的结构强度低下，温度过高会导致产品的几何尺寸变化剧烈。
在工艺(10)内部缺陷检测中，通过超声检测以够检测出模具内部存在的肉眼不可见的裂缝，防止残次品进入下步加工工序，浪费加工成本。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，公开了一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺的优选方法，即：所述工艺(2)制造辅助工具中，辅助工具的加工精度高于产品精度一个等级。
进一步地，所述工艺(4)涂耐高温涂层中，塑料薄膜的成分为有机溶剂丁烷溶解聚乙烯制成，丁烷和聚乙烯的配方比例为13:5。
进一步地，所述工艺(5)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
进一步地，所述工艺(8)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
进一步地，所述工艺(9)烧制成型中，烧制温度为2380℃。本实施例的其他部分与实施例1相同，不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)设计模具：根据产品图纸设计出模具，并画出模具的结构图纸和加工中需要的夹具；
(2)制造辅助工具：根据设计，制造出模具所需的夹具；
(3)制造产品模型：采用铝加工出产品模型，并预留好脱模线；
(4)涂耐高温涂层：首先在铝质模型上涂上一层塑料薄膜，然后在铝质模型上涂上1mm厚的耐高温陶土；
(5)一次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为15—25min；
(6)合模：采用设备和步骤(2)所述夹具将涂有耐高温陶土的铝质模型、上模和下模定位准确，将涂有耐高温陶土的铝质模型放入到填满陶土的上模和下模之间，压实后静置1小时；
(7)开模：首先对铝质模型通电加热，当铝质模型温度达到塑料薄膜融化的温度后，分开上模和下模；
(8)二次干燥：将铝质模放入风干机中进行干燥，干燥时间为10—15小时；
(9)烧制成型：将干燥好的陶胚放入烧制炉中，进行烧制，烧制成型温度为2355℃—2420℃；
(10)内部缺陷检测：烧制成型后采用超声检测仪检测内部是否有缺陷和裂缝；
(11)外形尺寸检测：采用激光测距仪测量产品的几何尺寸，采用光学成像设备检测外观。
2.根据权利要求1所述的一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于：所述工艺(2)制造辅助工具中，辅助工具的加工精度高于产品精度一个等级。
3.根据权利要求1所述的一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于：所述工艺(4)涂耐高温涂层中，塑料薄膜的成分为有机溶剂丁烷溶解聚乙烯制成，丁烷和聚乙烯的配方比例为13:5。
4.根据权利要求1所述的一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于：所述工艺(5)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于：所述工艺(8)干燥中，干燥时风速为0.8—1.1m/s，空气温度为35℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于铸造超高温金属件铸造模具生产工艺，其特征在于：所述工艺(9)烧制成型中，烧制温度为2380℃。
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Effective date of registration: 20200305 Address after: 314511 East floor, 143 lianhuabang, Wufeng village, Chongfu Town, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Jiaxing Deji Machinery Design Co., Ltd Address before: 401520 Chongqing Hechuan East Office West Village four Patentee before: Chongqing Hechuan silver nest Casting Factory |
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Effective date of registration: 20200601 Address after: 215400 Zhongyan industrial community, Xijing, Fuqiao Town, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou worrell Machinery Industry Co., Ltd Address before: 314511 East floor, 143 lianhuabang, Wufeng village, Chongfu Town, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee before: Jiaxing Deji Machinery Design Co.,Ltd. |
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