浅谈铜铸造件浇注过程的细节

1.精铸件过程本钱的构成

全硅溶胶熔模精密铸造过程可分为蜡模制造、制壳、熔炼浇注和后处理四个阶段,我们把为这四个过程效劳的检验、设备维护等用度归集为辅助生产用度。在四个生产过程中蜡模制造、制壳、熔炼浇注三个阶段所爆发的用度与工艺出品率密切相关,用浇注重量核算本钱比直接用铸件重量核算更准确。例如,如果根据铸件重量核算蜡模制造本钱,小件与大件的本钱关系就明显不契合实际。因此比较合理的办法是蜡模制造、制壳、熔炼浇注过程的本钱(本文称之为前段本钱)按浇注钢水重量(本文称之为浇注重量)核算,然后处理及辅助生产本钱(本文称之为后段本钱)按铸件重量核算。按浇注钢水重量与按铸件重量测算的制造本钱及其构偏见表1,其散布结构比例见图1和图2。由此可见,制壳和熔炼阶段的本钱占过程本钱的比例超越了60%。

2.影响精铸件本钱差别的主要因素

严格来讲,差别铸件在每个工序的制造本钱是不完全相同的,但有的环节差别很小可以依照平均水平核算,我们所要关注的是那些对铸件本钱影响比较大的因素。导致铸件过程本钱差别的主要因素有以下几个方面:

(1)工艺出品率

工艺出品率也叫收得率,是实际取得的铸件重量占浇注重量的百分比,对具体铸件来说工艺出品率等于同一棵树上的铸件总重量占树重的百分比,它与铸件结构和组树计划有关,可能在30%至60%的范畴内变革,一般多在40-50%之间。前段本钱与工艺出品率的关系为

每公斤铸件前段本钱=每公斤浇注重量前段本钱工艺出品率

每公斤铸件的前段本钱与工艺出品率成反比,工艺出品率越低单位重量的铸件前段本钱就越高,并且工艺出品率越低影响的水平越显著。浇注每公斤钢水的前段本钱为6元,当工艺出品率为45%时,每公斤铸件的前段本钱为13.33元;工艺出品率为30%时铸件前段本钱为20元/公斤,比平均水平高6.7元,使过程本钱上升37.6%,对304不锈钢铸件总本钱的影响幅度大约为17%;当工艺出品率为60%时铸件前段本钱为10元/公斤,比平均水平低3.3元,使过程本钱降低18.5%,对304不锈钢铸件而言相当于总本钱降低约7%;

将铸件前段本钱对工艺出品率求导数可得出:工艺出品率对每公斤铸件的前段本钱的影响水平与工艺出品率的平方成反比,当工艺出品率为45%时,每降低一个百分点每公斤铸件的前段本钱增加0.3元,当工艺出品率为30%时,每降低一个百分点每公斤铸件的前段本钱大约增加0.67元

由此可见工艺出品率对本钱的影响是十分显著的。好比电工学上的功率因素,降低工艺出品率相当于增加了无功消耗。当然工艺出品率也不是越高越好,也不是想高就高得了,过高的工艺出品率会降低浇注系统的补缩能力,导致补缩缺乏而爆发缩松或缩孔缺陷;另一方面,有些铸件尤其是形状不规则的薄壁铸件由于受铸件结构和组树计划的限制工艺出品率很难提高,在核定铸件价格时应考虑到这一重要因素。

(2)制壳层数

由于铸件形状和结构的差别,制壳层数会有差别。例如有细长孔或狭槽的铸件需要做两次甚至三次面层;一般铸件做两次背层就够了,而比较大的铸件可能需要做三次甚至更多层数。每公斤铸件的制壳本钱约为5.9元,其中资料费占67.8%,燃料和动力占23.9%,工资占13.3%。在4元/公斤的制壳资料费中,锆砂锆粉的消耗约占63%,占整个制壳本钱的42.7%,硅溶胶的本钱约占制壳本钱的12.2%。尽管锆砂锆粉只是用于面层。

目前不少工厂将第一、二层改用锆英粉及莫来石粉,硅溶胶型壳。背层仍要用原有水玻璃型壳工艺。它是结合硅溶胶型壳的优良外表质量和水玻璃低本钱、短周期的优点的一种改进计划。与水玻璃型壳相比,其铸件外表质量有了很大提高,外表粗糙度降低、外表缺陷减少、返修率下降。生产周期与水玻璃型壳相近。

保存的主要问题

(1)由于背层保存了水玻璃粘结剂,故其型壳整体高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳低,浇注的铸件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳。

(2)透气性不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳,型壳高温强度缺乏硅溶胶型壳,易造成废品。

(3)复合型壳铸件质量稳定性比水玻璃好,但远不如硅溶胶型壳。

(4)复合型壳由于采用价高的锆英粉作面层,其型壳本钱是水玻璃型壳的4.5倍,若背层采用莫来石砂粉,其型壳本钱与硅溶胶型壳本钱相差无几,其本钱低的优势并不明显。

(5)复合型壳不可使用中温蜡料。中温蜡不可使用热水脱蜡。在高压釜中脱蜡时,由于高温、高压,中温蜡液会与背层中的水玻璃及残留硬化剂爆发剧烈的皂化反响,不经回收处理无法回用。

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