不銹鋼鑄造熔模鑄造的特點:
(1)熔模鑄件的尺寸,表面粗糙度小
由于熔模鑄造采用了尺寸 、表面光滑的可熔性模,而獲得了無分型面的整體型殼,且避免了一般鑄造方法中的起模、下芯、合型等工序所帶來的尺寸誤差。熔模鑄件的棱角清晰、尺寸精度可達到±005cm/cm,表面粗糙度可達Ra1.25μm相當于▽7)。因此采用熔模鑄件可大量減少金屬切削加工工作量及切削機床,并節(jié)省金屬材料的消耗,或?qū)崿F(xiàn)無余量鑄造。
(2)適用于鑄造某些結(jié)構(gòu)、形狀復雜的鑄件
熔模鑄造可鑄出結(jié)構(gòu)形狀復雜,并難于用其他方法加工的鑄件,如葉輪、空心葉片等,也能鑄造壁厚僅為0.5mm、鑄出孔 小直徑達1mm以下,重量小至1g的薄壁鑄件及小鑄件,還可將原來由許多零件組合、焊接的部件,進行整鑄。
(3)合金材料不受限制各種合金材料,如碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鑄鐵、銅、鋁合金等,均可應(yīng)用熔模鑄造方法加工為鑄件,特別是對于難以切削加工或鍛壓加工的合金材料,則 適用于熔模鑄造工藝。
(4)大批量生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)均可適用
熔模鑄造工藝由于普遍采用金屬壓型來制造熔模,故適用于大批貴生產(chǎn);但若應(yīng)用廉的石音壓型或易熔合金壓型制模,則也可適用于小批量生產(chǎn)或試生產(chǎn)。
熔模鑄造工藝的局限性:
(1)熔模鑄造工藝過程復雜、工序多、影響鑄件質(zhì)量的工藝因素多,故 嚴格控制各種原材料及各項工藝操作,才能穩(wěn)定生產(chǎn)。
(2) 適宜生產(chǎn)中、小鑄件。熔模鑄件的重量大多為幾克到十幾公斤,近年來生產(chǎn)的熔模鑄件已向較大重量發(fā)展( 大重量已接近1000kg),但重請畢竟不能任意增大,有的限制。
(3)生產(chǎn)周期長。
(4)鑄件的冷卻速度較慢,易引起鑄件晶粒粗大,碳鋼精鑄件還容易形成表面脫碳層。
不銹鋼鑄造熔鑄涂層:
將一高放熱量反應(yīng)原料迓于基體(如鋼)的表面,之后點火,混合物燃燒出現(xiàn)熔體,冷卻后SHS-熔儔涂層,涂層與基體間通過過渡區(qū)形成冶金結(jié)合。
要成功地進行熔鑄表面涂層,應(yīng)滿足如下條件;
(1)可燃的SHS混合物;
(2)燃燒產(chǎn)物為高溫熔體;
(3)燃燒溫度高于基體的熔點;
(4)涂層與基體間能形成冶金結(jié)合。
在進行熔濤涂層時,同樣可加離心力。離心力不僅加速相分離過程,還對涂層的成分產(chǎn)生影響。涂層也可在氣體壓力下進行,氣體壓力的影響與熔鑄相似。
熔鑄涂層的主要技術(shù)參數(shù)有:SHS混合物的燃燒溫度,產(chǎn)物的熔化坩以及基體的厚度。適當?shù)幕w厚度對獲得 的涂層同樣重要。過薄的基體在SHS混合物燃燒時熔化,而基體過厚,燃燒產(chǎn)物熱量損失過多,涂層與基體不能達到結(jié)合。
涂層與基體間的過渡區(qū)使它們之間有較強的結(jié)合力,過渡區(qū)的成分呈梯度變化。圖7-17為一鉻、鈦碳化物涂層、過渡區(qū)及基體的成分和硬度分布圖,過渡區(qū)厙度為0.5-1.1mm,過渡區(qū)的主要成分為鈦、鉻碳化物。
中科院蘭州化學物理研究所用SHS熔鑄技術(shù)在鋼的表面涂覆了一層梯度分布的碳化鉻涂層1其厚度為1.8mm,表面硬9.3GPa,涂層與基體間有較強的結(jié)合強度。研究中發(fā)現(xiàn),提高預熱溫度和增加環(huán)境壓力可使燃燒溫度提高。采用與鐵有良好互溶能力的鉻作為中間層可使?jié)駶櫺悦黠@增加。此外,高的環(huán)境壓力還可燃燒合成過程的噴濺現(xiàn)象。
SHS熔鑄涂層較傳統(tǒng)S合金,P合金,(前蘇聯(lián)鋼號)要高,用這種涂層來制造攪拌葉片、破碎機頭、鉆頭和葉片等構(gòu)件非常方便。SHS涂層可增加工件的使用壽命, 高可使壽命提高20倍,Ti、Cr涂層提高的效果 為明顯,可用于犁、鉆頭等切削工具。農(nóng)業(yè)實驗表明,這些涂層構(gòu)件較傳統(tǒng)工藝制造的工件提高壽命2-5倍。用SHS涂層的冷凍機閥門,涂層厚度達100nm,其壽命較傳統(tǒng)不銹鋼提高3倍以上。管道內(nèi)表面及外表面的硬質(zhì)合金及金域陶瓷涂層可用于冶金、粉末及氣體傳輸?shù)炔块T。