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精密脫臘鑄造網路教學影片

精密脫臘鑄造網路教學影片. 脫臘鑄造法. 目 錄. 第一章 前言 第二章 精密脫臘鑄造法 第三章 脫臘鑄造法製作 第四章 鑄件的後處理 第五章 出貨 第六章 鑄造工廠之安全守則. 第一章 前言. 第一節 脫臘鑄造史 脫臘鑄造法遠在我國殷商時代 , 就已用此 技術製造鐘鼎及青銅藝術品。. 第一章 前言.

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Presentation Transcript

  1. 精密脫臘鑄造網路教學影片 脫臘鑄造法

  2. 目 錄 第一章 前言 第二章 精密脫臘鑄造法 第三章 脫臘鑄造法製作 第四章 鑄件的後處理 第五章 出貨 第六章 鑄造工廠之安全守則

  3. 第一章 前言 第一節脫臘鑄造史 脫臘鑄造法遠在我國殷商時代,就已用此 技術製造鐘鼎及青銅藝術品。

  4. 第一章 前言 西元1897年美國愛華州的華利浦醫生,以此鑄造法製造鑲牙配件,第二次世界大戰期間,美國軍方亦以此鑄造法製造輕兵器,以及噴射引擎的發明,其中有許多形狀複雜,材料特殊及加工困難的零件,除了脫臘鑄造法外,別無它法可達到要求,於是工業界開始在這方面大量投資研究。

  5. 第一章 前言 此種鑄造方法在鑄模材料、臘模材料、製 程及尺寸精確度上有相當程度進步,因此,目前 有許多電子零件、汽車零件、醫學用品、運動 器材等...都利用此種技術生產。

  6. 第一章 前言 我國於1970年軍方兵工廠才開始應用 此項技術生產小量的武器零件,民間工廠則 以生產高爾夫球桿頭、錶殼、手工具及遊 艇零件等低級產品,而大部份產品材料均以 鋼料為主,由於此類產品品質要求不高,因此 近十餘年來技術水準進步緩慢,為提昇我國 精密鑄造水準,國人必須配合政府推行精密 工業及國防工業之發展,積極研究改進生產 技術,提高產品品質,降低生產成本,才能提 高精密鑄造水準。

  7. 第二章 精密脫臘鑄造法 第一節 精密鑄造法 所謂{精密鑄造法}(precision casting) 係指利用各種特殊的鑄造法,鑄造出表面 光滑、尺寸精確、形狀複雜之鑄件的鑄造 方法。

  8. 第二章 精密脫臘鑄造法 一般所謂的精密鑄造法,包括殼模 法(shell mold process)、壓鑄法(die cast process)、包模或脫臘法(inestment or lost wax process) 、陶模法(cermic mold process)和石膏模法(plaster mold process) 等,而脫臘鑄造法又分為兩大類：一為實心 模(Solid Mold)法、二為陶殼模(Ceramic Shell Mold)法，後者為前者的改良法。

  9. 第二章 精密脫臘鑄造法 (一) 實心模法 實心模法係在考慮臘型的冷凝收縮量,鑄 模的加熱膨脹量和熔融金屬的冷凝收縮量, 之後製作與最終鑄件尺寸近似的模具。將融 化的臘質押灌注入此以金屬或矽膠做成之模 具內,取出臘型後,浸入微粉耐火材料與粘結 劑混泡而成之漿液。

  10. 第二章 精密脫臘鑄造法 (一) 實心模法 滴淨之後，撒佈粗粒耐火材料，使之乾 燥。放入鑄框,將混練有粘結劑的耐火物粒填 滿之,然後乾燥。接著加熱使臘質熔化流出來, 作成之鑄模並以高溫加熱,燒除少量殘餘之臘 質並提高其強度,接著注入金屬熔液。

  11. 第二章 精密脫臘鑄造法 (二) 陶殼模法 陶殼模法直到臘型的製作都跟實心模 法相同,只是在一次沾漿和淋砂（或敷砂） 之後,並不進行包模作業,而是反覆多次地進 行沾漿和淋砂,直至獲得預定的外殼厚度。

  12. 第二章 精密脫臘鑄造法 (二) 陶殼模法 之後再進行乾燥、加熱、熔融,使臘質 流出,再以高溫加熱後再行澆注,這種方法為 目前的脫臘精密鑄造業者所廣泛採用,而本 專題便以此為討論方向。

  13. 實心模法與陶殼模法的不同

  14. 第二章 精密脫臘鑄造法 第二節 脫臘鑄造之用途 脫臘鑄造件廣用於噴射引擎、燃氣輪機 、蒸汽渦輪、飛機構件、內燃機、車輛、 食品機械、印刷機械、壓縮機、各種閥 件、幫浦、計測儀、縫紉機、船泊用件、 武器、醫療、運動器材,如(圖2-1)及其它機 械零件。 圖2-1 高爾夫球桿頭

  15. 精 密 脫鑄造技術的製造程序如下 臘 第三節 重要!!!

  16. 脫臘鑄造之流程圖

  17. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 1-- 鑄模較輕,處置容易,易於搬運、處理、 因此容易作成較大的鑄模,鑄件的最大界 限長度為700mm,易作之長度在200mm以 下。鑄件之最大重量約100公斤,一般常 為10公斤以下。

  18. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 2--鑄件之尺寸公差20mm ±0.13mm,100mm ±0.30mm,200mm ±0.43mm,而小件之尺寸 精度不易達到±0.10mm以內,也就是說:尺寸 精度高,每吋分差可達0.010“或 ±0.13mm。 角度公差為 ±0.5~±2.0度,鑄件最小厚度 0.5~1.5mm。

  19. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 3--鑄件表面粗糙度達Rmax 4S~12S.尺寸變 動減半。 4--可適應各種可能設計出的形狀,尺寸精度 良好,切削加工少,相對的發生鑄屑也較少。 可降低機械加工費用及節省高貴材料費用, 節省材料的浪費,並可大量生產。

  20. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 5-- 鑄件材質幾無任何限制,任何可鑄造的金屬, 皆可適用,如鋁合金、鎂合金、鈦合金、銅 合金,各種鋼材、鈷基和鎳基耐熱合金、硬 材料。尤其是加工困難的超硬合金是可能 大量生產的唯一方法。 6--模具可半永久使用。

  21. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 7--生產數量不受限制,少至幾十件,多至數萬 件,皆可承製,價格影響不大。 8--陶殼模較薄,澆注後鑄件的冷卻速率較高 而均勻,利用方向性凝固,等軸結晶和單晶 之方法,可強化鑄件的品質,能夠獲得組織 健全的鑄件,故其機械性質較佳。

  22. 第四節 脫臘鑄造法的特徵與優點 9----鑄件可以不用推拔斜度。 10--造模法為反覆作業,可局部機械自動化, 增加生產速度,以節省人力,尤其沾漿及 淋砂作業。 11--耐火物料使用量少,降低材料費用,製造 成本低。

  23. 第五節 脫臘鑄造設備簡介   一、蠟溫冷熱交換系統   可搭配任何射臘機，且出臘溫度均勻，不必往復提臘缸、減少人力、財力及時間之損耗。低故障、高效率之蠟溫冷熱交換器。

  24. 第五節 脫臘鑄造設備簡介 二、浮砂桶   風室及擴散板特殊之設計，讓浮砂均勻且柔軟。   三、沾漿桶  

  25. 第五節 脫臘鑄造設備簡介 四、蠟水快速分離機 

  26. 第五節 脫臘鑄造設備簡介 五、高壓單頭液態射蠟機  

  27. 第三章 脫臘鑄造法製作 首先需要和所需鑄件形狀相同的原始 模型（master pattern）。依據所欲鑄造之 物件形狀做成金屬模型, 此原始模型使用鋼 或黃銅製造,也可用木質材料或塑膠材料製 造。

  28. 第三章 脫臘鑄造法製作 然後用射臘機將熔融的臘射入金屬模內, 待臘凝固後,從金屬模中取出,即為臘模型,臘 模型上再裝上臘製的澆冒口組成為臘簇(wax cluster),再將此臘簇浸入一個由黏結劑及耐 火材料混合而成的泥漿中,沾漿後在未乾前,撒 佈耐火物,然後令其乾燥。

  29. 第三章 脫臘鑄造法製作 如此作業重覆數次至達到所需的模殼厚度 時,再提高溫度進行脫臘使臘從模中流出,而鑄 模內即形成與原來臘模相同形狀的模穴,完成 脫臘後即可澆鑄金屬液,待金屬熔液凝固後,將 鑄模破壞取出鑄件。

  30. 第三章 脫臘鑄造法製作 脫臘鑄造法幾乎所有的金屬都可鑄造, 如碳鋼、合金鋼、不銹鋼、工具鋼、鋁合 金、銅合金、鎂合金等....

  31. 第一節 包模鑄件的設計 欲設計一個優良的包模鑄件,如(圖3-1), 除了應具備有機構上所需的形狀,尺寸及機 械性質外,尚須考慮射臘模的製作是否容易, 以及金屬澆鑄冷卻過程所產生的方向性凝 固和補給等因素。 圖3-1 包模鑄件的設計

  32. 第一小節包模鑄件的設計基本原則 1~~鑄件斷面厚度儘可能均勻化。 2~~當鑄件斷面變化不可避免時,其變化 必須徐緩。 3~~利用適當的圓角,以避免尖銳交接,並 避免尖銳的外緣。 4~~當鑄件斷面有變化時,必須要有適當 的倒角或推拔斜度,讓倒角均衡,以避 免造成斷面的不平衡而產生收縮缺陷。

  33. 第一小節包模鑄件的設計基本原則 5~~鑄件上須加工部份,應依加工程度預留 適當的加工裕量。 6~~應避免數斷面相交於一點。如圖。

  34. 模具製作

  35. 第二節 射臘 常用的臘質係凝固溫度範圍大者,以半 固狀態押入裝於射臘機的模具內部,押射壓 力常為7~12kg/cm²,有時為50 kg/cm²,製作臘 型時,須注意金屬模溫度,臘的押入溫度、押 入壓力、離模時間、臘型的溫度以獲得尺 寸安定性。因此射臘室須保持恒溫。

  36. 第一小節 射臘模具的準備 射臘模具的準備工作包括清淨,作用面 的潤滑(離型劑的使用)合模和預熱等工作 一、模具的清淨 模具內的模穴、凹部、及孔徑內經常會 殘留灰塵或蠟屑,因此在射臘前需用壓縮空 氣吹除,或用木製鏟刀刮除臘屑。然後再以 紗布或綿布擦拭乾淨,以確保臘模型的品質。

  37. 第一小節 射臘模具的準備 二、模具的潤滑 模具的潤滑目的是避免臘 黏附著於模穴內,造成脫模困 難,因此在射臘前,必須在模具 表面噴上一些離型劑,噴塗時 必須保持薄而均勻,才能製出 完美的臘模型。如圖

  38. 第一小節 射臘模具的準備 三、模具的組合 一個臘模具至少是由兩個部份組成,因此射臘前必須把模具正確的組合,才能作出優良的臘模型。如圖

  39. 第一小節 射臘模具的準備 四、模具的預熱 射臘模的溫度對臘模型的品質有重要的 影響,因此在射臘前,先將臘模型材料注入模 具內,用以預熱,故最初成型的臘模型,前面 1~2件作為不良品處理。一般射臘模具最適 當溫度為22~28°C之間。

  40. 第二小節 理想的射臘溫度 臘從完全熔融狀態降溫時,流動性驟降, 達某溫度時,降低量會減少,而形成曲折點, 而其塑性黏度的曲線相反,也發生曲折點,適 正的射出溫度為曲折 點的溫度,適正的射出 溫度與臘的融點有密 切關係。如圖所示。

  41. 第三小節 射臘機的作業程序 1~~將準備好的射臘模具安置於射臘機上。 2~~將填滿熔臘的保溫筒安置於射臘機上。 3~~預熱射臘機的射出器本體與缸體。 4~~調整所需的射出壓力及速度。 5~~依臘模型尺寸,調整射臘時間。 6~~開始射臘。 7~~臘模凝固,打開模具取出臘模形。

  42. 第一小節 射臘機的種類 • .依射臘機的射口方向分有: (1)臥式射臘機(2)立式射臘機 。 • . 依射臘機的加壓方式分有: (1)空氣壓射臘機(2)油壓射臘機 。 • . 依操作方式分有: (1)手動式射臘機(2)半自動射臘機 (3)全自動射臘機 。 • . 依射臘機的射口數量分有: (1)單口射臘機(2)雙口射臘機 。

  43. 射 臘

  44. 第三節 臘簇的組合方法 小工件的臘型須以人工的方式逐件地 焊粘於澆流道上面,組裝成臘樹,這是脫臘鑄 造對全工程中最耗費時間的一項步驟,熔接 組樹是使用加熱的刀片或有溫度控制的電 烙鐵,加熱的刀片是在瓦斯火燄上加熱,此種 接合方式沒有導線懸垂在工具上,不會干擾 操作者的自由活動 ;

  45. 第三節 臘簇的組合方法 電烙鐵的加熱係採用 50~150w的電烙鐵, 將銅焊頭更換成長而薄的紫銅刀片,組合時先 將臘模型與澆道系間的臘熔解,然後接合,同時 用手穩定挾持直到臘完全凝固為止。

  46. 第三節 臘簇的組合方法 裝配時應注意的事項如下： (1) 盡量將多個臘型組裝成一群。 (2) 組裝時應使臘型於熔融時易於沿著樹 幹或基座流出。 (3) 裝配成品部份應最先凝固,澆池最後凝 固。 (4) 澆注、凝固後,工件易於從樹幹或基座上 切斷。

  47. 組 樹

  48. 第四節 耐火材料 耐火材料,如(圖4-1),是 由調拌泥漿(slurry)用的填 充材(filler)即耐火粉和敷砂 (stucco)用之耐火砂粒,在 選用耐火材料時,必須考慮 下列各種性質: 圖4-1 耐火材料

  49. 第四節 耐火材料 1~~必須能耐金屬熔液之急熱衝刷。 2~~必須有最小的熱膨脹性,以確保包模尺 寸的穩定。 3~~必須要有良好的高溫強度。 4~~在高溫下不產生分解 作用或產生結晶變 態。 5~~必須要很容易自鑄件上清除。

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