浅谈精密铸钢件精度影响因素与批量生产的可行性

铸钢件的铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一种铸造方法。它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。较普遍的做法是：首先根据产品要求设计制作（可留余量非常小或者不留余量）的模具，用浇铸的方法铸蜡，获得原始的蜡模；在蜡模上重复涂料与撒砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的蜡模溶化掉，是为脱蜡，获得型腔；焙烧型壳以获得足够的强度；浇铸所需要的金属材料；脱壳后清沙，从而获得的成品。根据产品需要或进行热处理与冷加工。下面讲解铸钢件铸造时炉火如何控制。

影响铸钢件精度的原因有很多，主要有以下几点：

1、铸件结构的影响：

（1）铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小。

（2）自由收缩率大，阻碍收缩率小。

2、铸件材质的影响：

（1）材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大。

（2）常见材质的铸造收缩率如下：铸造收缩率K=（LM-LJ）/LJ×100%，LM为型腔尺寸，LJ为铸件尺寸。K受以下因素的影响：蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。

3、制模对铸件线收缩率的影响：

（1）射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度至明显，其次为射蜡压力，保压时间在熔模成型后对熔模之后尺寸的影响很小。

（2）蜡（模）料的线收缩率约为0.9-1.1%。

（3）熔模存放时，将进一步产生收缩，其收缩值约为总收缩量的10%，但当存放12小时后，熔模尺寸基本稳定。

（4）蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%，射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响（合理射蜡温度为57-59℃，温度越高收缩越大）。

4、制壳材料的影响：采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，因其膨胀系数小，仅为4.6×10-6/℃，因此可以忽略不计。

5、型壳焙烧的影响：由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.053%，因此也可以忽略不计。

金属型锻造是用耐热合金钢制作锻造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力锻造，也可采用压力锻造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，出产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的，更不轻易损坏。

适当提高浇铸温度是的，虽然浇铸温度提高后液态收缩加大，需要加强补浇补缩，但有利夹渣与气孔。表-26为日本企业的浇铸温度。铸造前后的三角白口控制，虽很传统，但实用、方便，对炉前的操作技术人员与工人的判断有利。如果将三角白口大小与孕育效果，全相组织，热分析曲线及力学性能等相联系则有利于铸铁质量的在线控制。热分析曲线分析，用孕育前后的过冷度比控制孕育效果，该方法已在德国应用，并与冶金质量指标、共晶团数、弹性模数建立关系。

目前机床铸件的热分析工作，一些技术团队都作了大量工作，希望能尽快在工厂中应用。弹性模量与残余应力的测试工作；高碳当量、、高刚度、低应力是数控机床铸件材质的核心要求。采用机床铸件生产的成套技术，是可以达到高碳当量、、高刚度、低应力的质量指标的。

因此，在大批量出产有色金属的中、小铸钢件的时，只要铸钢件的材料的熔点不外高，一般都优先选用金属型锻造。但是，金属型锻造也有一些不足之处：由于耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具用度不菲，不外总体和压铸模具用度比起来则便宜多了。对小批量出产而言，分摊到每件产品上的模具用度显著过高，一般不易接受。又由于金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、锻造设备能力的限制，所以对特别大的铸件也显得无能为力。因而在小批量及大件出产中，很少使用金属型锻造。此外，金属型模具固然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的锻造，在铜合金锻造中已较少应用，而用于玄色金属锻造就更少了。金属型模具全部是自行设计、自行制造，因而能更及时地为客户提供、合用的模具。