淺談精密鑄鋼件精度影響因素與批量生產的可行性

鑄鋼件的鑄造是相對于傳統的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。它能獲得相對準確地形狀和較高的鑄造精度。較普遍的做法是：首先根據產品要求設計制作（可留余量非常小或者不留余量）的模具，用澆鑄的方法鑄蠟，獲得原始的蠟模；在蠟模上重復涂料與撒砂工序，硬化型殼及干燥；再將內部的蠟模溶化掉，是為脫蠟，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強度；澆鑄所需要的金屬材料；脫殼后清沙，從而獲得的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工。下面講解鑄鋼件鑄造時爐火如何控制。

影響鑄鋼件精度的原因有很多，主要有以下幾點：

1、鑄件結構的影響：

（1）鑄件壁厚，收縮率大，鑄件壁薄，收縮率小。

（2）自由收縮率大，阻礙收縮率小。

2、鑄件材質的影響：

（1）材料中含碳量越高，線收縮率越小，含碳量越低，線收縮率越大。

（2）常見材質的鑄造收縮率如下：鑄造收縮率K=（LM-LJ）/LJ×100%，LM為型腔尺寸，LJ為鑄件尺寸。K受以下因素的影響：蠟模K1、鑄件結構K2、合金種類K3、澆注溫度K4。

3、制模對鑄件線收縮率的影響：

（1）射蠟溫度、射蠟壓力、保壓時間對熔模尺寸的影響以射蠟溫度至明顯，其次為射蠟壓力，保壓時間在熔模成型后對熔模之后尺寸的影響很小。

（2）蠟（模）料的線收縮率約為0.9-1.1%。

（3）熔模存放時，將進一步產生收縮，其收縮值約為總收縮量的10%，但當存放12小時后，熔模尺寸基本穩定。

（4）蠟模徑向收縮率僅為長度方向收縮率的30-40%，射蠟溫度對自由收縮率的影響遠遠大于對受阻收縮率的影響（合理射蠟溫度為57-59℃，溫度越高收縮越大）。

4、制殼材料的影響：采用鋯英砂、鋯英粉、上店砂、上店粉，因其膨脹系數小，僅為4.6×10-6/℃，因此可以忽略不計。

5、型殼焙燒的影響：由于型殼的膨脹系數小，當型殼溫度為1150℃時，僅為0.053%，因此也可以忽略不計。

金屬型鍛造是用耐熱合金鋼制作鍛造用中空鑄型模具的現代工藝。金屬型既可采用重力鍛造，也可采用壓力鍛造。金屬型的鑄型模具能反復多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長，出產效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強度要比砂型的，更不輕易損壞。

適當提高澆鑄溫度是的，雖然澆鑄溫度提高后液態收縮加大，需要加強補澆補縮，但有利夾渣與氣孔。表-26為日本企業的澆鑄溫度。鑄造前后的三角白口控制，雖很傳統，但實用、方便，對爐前的操作技術人員與工人的判斷有利。如果將三角白口大小與孕育效果，全相組織，熱分析曲線及力學性能等相聯系則有利于鑄鐵質量的在線控制。熱分析曲線分析，用孕育前后的過冷度比控制孕育效果，該方法已在德國應用，并與冶金質量指標、共晶團數、彈性模數建立關系。

目前機床鑄件的熱分析工作，一些技術團隊都作了大量工作，希望能盡快在工廠中應用。彈性模量與殘余應力的測試工作；高碳當量、、高剛度、低應力是數控機床鑄件材質的核心要求。采用機床鑄件生產的成套技術，是可以達到高碳當量、、高剛度、低應力的質量指標的。

因此，在大批量出產有色金屬的中、小鑄鋼件的時，只要鑄鋼件的材料的熔點不外高，一般都優先選用金屬型鍛造。但是，金屬型鍛造也有一些不足之處：由于耐熱合金鋼和在它上面做出中空型腔的加工都比較昂貴，所以金屬型的模具用度不菲，不外總體和壓鑄模具用度比起來則便宜多了。對小批量出產而言，分攤到每件產品上的模具用度顯著過高，一般不易接受。又由于金屬型的模具受模具材料尺寸和型腔加工設備、鍛造設備能力的限制，所以對特別大的鑄件也顯得無能為力。因而在小批量及大件出產中，很少使用金屬型鍛造。此外，金屬型模具固然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鍛造，在銅合金鍛造中已較少應用，而用于玄色金屬鍛造就更少了。金屬型模具全部是自行設計、自行制造，因而能更及時地為客戶提供、合用的模具。