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    精密铸造对市场的适应能力和竞争

    作者:高新铸业 日期:2019-02-10
    内容摘要:现阶段,国内精密铸造行业内使用的制壳工艺主要有以下4种:硅溶胶一低温蜡型壳、复合型壳、水玻璃型壳以及硅溶胶一中温蜡型壳。

    现阶段,国内精密铸造行业内使用的制壳工艺主要有以下4种:硅溶胶一低温蜡型壳、复合型壳、水玻璃型壳以及硅溶胶一中温蜡型壳。其中,前3种制壳工艺均采用低温蜡模,第4种采用中温蜡模。为了满足市场及客户对精密铸造产品质量和价位方面的不同需求,需对各制壳工艺进行分析并逐步改善,从而提高产品对市场的适应能力和竞争力。

    1水玻璃型壳

    水玻璃型壳工艺所需成本低廉、生产周期短、脱壳性优良并且具有高的透气性,以上也是其它工艺遥不能及的优点。近年来,由于耐火材料的改进以及新型硬化剂的广泛应用,该工艺制得的型壳强度、尺寸精度、铸件表面质量和成品率得到了大幅度提高。但是,相比其他3种工艺来说,水玻璃型壳工艺得到铸件的质量仍然较差。

    1.1存在的问题

    (1)水玻璃粘结剂由于有较高的Na2O含量,因此,在高温下的型壳强度以及抗蠕变仅为硅溶剂型壳的1/30~1/50。同时,由于面层的耐火材料选用的石英砂(粉)硬化剂选用氯化铰,这就导致精铸件的质量等级较差。

    (2)该工艺型壳的生产条件较差,很难控制生产过程及其参数,而影响精铸件质量的操作工序的操作规范也不能严格执行。因此,该工艺现仍停留在手工工作阶段,这就使得产品质量很难保证,废品率和返修率一直较高。

    1.2改进方法及成本优化

    (1)耐火材料选用高纯度硅微粉代替石英砂粉,并采用圆形石英粉制成面层涂料。表2即为硅微粉技术参数。这可以提高面层的化学稳定性,也可得到高粉液比涂料。

    (2)加强对生产现场的管理,按照标准进行操作,并改善生产环境,从而保障型壳质量。

    (3)选用石英一硅溶胶型壳替代石英一水玻璃型壳,这就可以取消水玻璃和氯化铰硬化剂的使用。通过计算成本,发现该方法在保证生产周期不变的情况下仅使生产成本增加了0。46元/kg。

    2复合型壳

    由于水玻璃型壳工艺具有上述缺点,因此,目前许多厂家多采用复合型壳工艺,也就是第 一、二层选用错英石/莫来石一硅溶胶型壳,而背层仍为水玻璃型壳。该方法结合了硅胶型壳和水玻璃型壳的优点,极大提高了铸件表面质量,并较低了表面粗糙度,并使返修率下降。

    2。1存在的问题

    (1)由于背层仍选择水玻璃型壳,因此,符合型壳的高温强度以及抗蠕变能力仍低于硅溶胶型壳。较终得到的产品的尺寸精度均低于硅溶胶型壳。

    (2)当型壳前两层由水玻璃变成硅溶胶后,其整体透气能力大大降低。当烧培温度低、保温时间短时,铸件会产生冷隔等缺陷,这就导致复合型壳工艺不能用于薄壁件、小件以及特小件。

    (3)采用复合型壳技术得到的铸件质量其稳定性明显低于硅溶胶型壳。这仍然与背层采用质量不稳定的水玻璃粘结剂有关。

    (4)复合型壳技术若采用错英石,其成本为水玻璃型壳的4.5倍,如表1;而采用莫来石作面层,其成本与硅溶胶型壳也差别不大。由此可见,复合型壳技术的低成本优越并不十分明显。

    2。2改进方法及成本优化

    (1)面层型壳的耐火材料选用石英代替错英砂,实践也证明了这种方法现实可行。采用该方法可使每吨型壳成本下降了3000元左右,仅比水玻璃型壳增加460元。

    (2)背层耐火材料需要具有稳定的质量,优良的高温性能并且相对便宜,同时还要保证与面层耐火材料的膨胀率匹配。推荐两种背层材料,分别为石英粉涂料一耐火粘土(体积比1:1)和颗粒粉涂料一耐火粘土(体积比7:3)。

    (3)加强生产工序的质量管理,改善生产环境。

    3硅溶胶(低温蜡)型壳

    硅溶胶(低温蜡)型壳工艺在制造大件时具有其独特的优越性和适应性。低温蜡型壳工艺相比中温蜡设备简单,并且成型容易,较终得到的表面粗糙度也相差不大,这就能符合中大铸件对尺寸、精度等较低的要求。与复合型壳相比,其尺寸精度高、高温性能好、抗蠕变能力强。该工艺既能生产薄壁件、中小件,也可生产特大件,并能得到较高的成品率。

    3。1存在的问题

    (1)型壳多在水中脱蜡,铸件表面易产生夹杂,因此该方法返修率较高。

    (2)硅溶胶(低温蜡)型壳的生产周期较长。如若有死角未干透,水中脱蜡时容易使硅溶胶回溶,较终导致型壳产生裂纹。

    (3)该方法成本较高,约为水玻璃型壳的5倍,较复合型壳多17%。

    3.2改进方法及成本优化

    (1)针对该方法在水中脱蜡不彻底而产生夹杂缺陷,多采用蒸汽脱蜡方法保证铸件质量。如果采用热水脱蜡,需在水中加入少量工业盐 酸(体积分数1%~3%。在回收蜡的过程中,可以选用含盐 酸3%~5%的酸化水,并保证足够的沸腾时间和沉淀时间。(2)采用日渐成熟的“快干硅溶胶”制壳,从而缩短生产周期。快干硅溶胶市场价仅高出普通硅溶胶的20%~30%,该成本提高可通过提高生产率、减少电耗来弥补。

    (3)采用石英粉作为面层耐火材料可以有效降低该型壳工艺的成本,相比采用错英石其成本可下降55.8%。


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