殼型鑄造是砂型鑄造的一種形式,它特別適用于高生產率和機械化生產,用這種方法加工生產的不銹鋼鑄件較常用的砂型及型芯所達到的表面光潔度高,尺寸更精確。殼型鑄造不銹鋼用的是酚醛樹脂與砂的混合料。具有代表性的型砂組成為石英砂63%、鉻砂30%、石英粉2%及酚醛樹脂5%。模板常由金屬制成,最好是鑄鐵。使用精加工的模板可以加工制造出精度較高的鑄件。
樹脂及砂混合料用吹入或傾倒的方法覆蓋在加熱到200~260℃的模板上。多余的混合料被抖落以便回用。所結成的殼體(厚度0.3~0.6cm)在完全硬化之后從模板上脫下。將兩半殼型進行裝配,使凸出部分與凹處配合定位,然后膠合或夾緊組成一個整體鑄型。最后將鑄型放在一個金屬桶內,周圍用填料春實后,進行澆注。完全自動化殼型機每30s可生產一個樹脂砂半殼型。這種設備與殼型合型機配合使用,使兩個半殼組合成一個整體殼型。
兩個半型殼之間保持高精度的公差,因此鑄件很少產生飛翅缺陷。型殼在裝配好之后,鑄型可以一直貯存到使用。鑄型分型面可以是垂直的,當鑄件尺寸較小時,也可采用水平的分型面。
當金屬澆入殼型時,光滑的殼型表面有利于液態金屬的流動,由于多孔性的殼型很容易使氣體逸出,因此不會因氣體壓力而阻止金屬的流動。殼型的舊砂如不采用氣動或熱法再生便無法回用,因此殼型法相對來說價格較貴。從模板費用及硬化所需設備的觀點看,對于小批量生產,殼型法的主要缺點是不經濟。但是殼型鑄造比一般濕砂型鑄造具有如下優點:
①. 生產率高于常規的砂型鑄造。
②. 可以鑄造薄壁鑄件(壁厚0.025cm以下)。
③. 可以減少鑄件的加工余量,在某些鑄件表面精度要求不高的情況下,甚至可以不用加工。
④. 鑄件清理的工作量大大減少,通常不需要進行噴丸清理。
⑤. 節約澆冒口系統所消耗的金屬,提高金屬利用率。
⑥. 節約工作面積、材料的儲運以及通過所用造型材料少于90%而減少儲藏庫。
⑦. 樹脂硬化后不返潮,因此延長殼型的儲存時間。
⑧. 可獲得精度較高的尺寸,每一半型的精度可達0.2cm/m,分型面處的精度可達0.025cm/m.
⑨. 表面光潔度較好,可達Ra1.6~3.2μm.
⑩. 殼型特別適用于小型鋼鑄件(50kg以下)。
?. 特別引起注意的是殼芯可以大大減少型芯重量且不需要型芯烘爐。
用殼型生產鑄件是常需要型芯,因此常使用殼芯。事實上殼芯有時也用于普通砂型。
在所有砂芯中,尺寸的控制,殼芯是最好的。對于鋼鑄件,殼芯的允許間隙為±0.8cm/m,一般烘干砂芯為±3cm/m.但是用殼芯生產不銹鋼鑄件時,鑄件將會從樹脂中吸收碳,結果使鑄件表面碳化。除非型芯形成的表面被加工掉或采取預防措施,如對型芯上涂料,否則在鑄造生產上應避免采用殼芯。
殼芯較采用其他黏結劑的型芯,具有更好的潰散性。當鋼液包圍殼芯并開始凝固時,殼芯對凝固收縮時產生的阻力小,因此可防止由于金屬在凝固時容易出現的裂紋。同樣,當生產某些薄壁鑄件時,由于型芯受到限制而遇到難題時,也可采用殼芯。
殼芯可提高鋼液的流動性。鑄件的壁厚小至0.4cm時,采用殼芯也容易生產;而采用其他類型的型芯,鑄件的壁厚最小通常只能達到0.6cm。