精密锻造是指零件锻造成形后,只需少量加工或不再加工即符合零件尺寸精度要求的成形技术。实现精锻成形的途径主要有两种:精化毛坯,即直接锻造出满足精密机加要求的毛坯。精锻件,整个或零件一些部分直接采用精锻工艺加工而成,从而减少机加量。目前应用于生产的精密锻造工艺很多。按成形温度不同可以分为热精锻、冷精锻、温精锻、复合精锻等。
1、热精锻工艺
热精锻是指在再结晶温度以上进行锻造的精锻工艺。因为变形温度高,在进行锻造时材料的变形抗力低,塑性好,所以易于成形几何形状复杂的零件。
2、冷精锻工艺
冷精锻工艺是在室温下进行锻造的一种精锻成形技术。由于室温成形,避免由于热胀冷缩带来的尺寸误差,所以冷精锻的工件形状和尺寸较易控制,同时锻件表面不产生氧化和烧损等,具有较高的表面质量,因此热精锻与温精锻的锻造精度均比冷精锻要低。
3、温精锻工艺
温锻是把金属加热到再结晶温度以下适合的温度进行锻造的一种精锻技术。它同时具有热锻、冷锻的优点而避免了它们的缺陷,有效地降低了设备与模具的载荷,提高了金属的塑性和流动性,不需锻退火。
4、复合精锻工艺
复合精锻工艺将冷、温、热锻工艺进行组合共同完成一个工件锻造的一种锻造技术,它能发挥冷、温、热锻的优点,避免了冷、温、热锻的缺点。同时采用复合精锻工艺生产的零件其机械性能、尺寸精度、表面质量较采用单一锻造技术生产的零件都有所提高。目前常用的复合精锻工艺主要有温锻- 冷精整、热锻- 冷锻、温挤压- 冷摆辗、温热精锻- 冷挤压、热精锻- 冷摆辗等。
一般情况下,精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的,其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化,导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素:
(1)铸件结构的影响:a. 铸件壁厚,收缩率大,铸件壁薄,收缩率小。 b. 自由收缩率大,阻碍收缩率小。
(2)铸件材质的影响:a. 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。 b. 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:a.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最明显,其次为射蜡压力,保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。 b.蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%。 c.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。 d.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(最佳射蜡温度为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。
(6)浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,因此浇注温度应适当。
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