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1、《热加工工艺》2001年第6期工艺技术23模料流变性能及其在注蜡工艺制定中的应用122柴增田,周铁涛,韩昌仁(1.承德石油高等专科学校,河北承德067000;2.北京航空航天大学一系,北京100083)摘要:分析了模料流变性能的重要性和测试方法,利用Instron-3211流变仪测试了3-3-3-1模料的流变曲线,根据流变曲线分析了流变性能在注蜡工艺制定中的应用。关键词:模料;流变性能;剪切速率中图分类号:TG386文献标识码:A文章编号:1001-3814(2000)06-0023-02WaxRh
2、eologyandApplicationsinTechniquesDrawinginInjection1,ZHOUTie-tao2,HANChang-ren2CHAIZeng-tian(1.ChengdePetroleumCollege;2.BeijingUniversityofAero.&Astro.)Abstract:Theimportanceofwaxrheologyandtestingmethodshavebeenanalyzed.UsingInstron-3211,rheologiccur
3、veofwax3-3-3-1hasbeenmeasured.Accordingtotherheologiccurve,Applicationsofwaxrheologyintechniquesdrawingininjectionareanalyzed.Keywords:wax;rheology;shearingvelocity现实生产中,压型的设计、注蜡系统工艺和压蜡作,因此在测定高粘度物质时应用最广泛。工艺参数的确定,主要依靠现场工艺技术人员的经验、采用lnstrall-3211可变压力型的毛细
4、管流变仪,大量的工艺试验以及反复修改压型等来解决,其工艺对石蜡30%-硬脂酸30%-松香30%-地蜡10%(简称优劣完全依工艺技术人员个人经验积累,缺乏严格的3-3-3-1模料)的流变性能进行了测试,得到流变曲线科学及理论基础。随着熔模精密铸件结构的大型化、复见图1。可看出,模料3-3-3-1属于假塑性流体,随着剪杂化和薄壁化以及尺寸的精确化,传统的依靠“经验+切速率的增加,粘度下降。试验”方法设计压型和确定压蜡工艺参数的方法,造成铸件的研制周期长、研制成本高以及质量难以控制等问题,已不适应现代工业
5、的要求。1模料的流变性能熔模铸件质量的好坏与熔模本身流变特性有很密切的关系,制造熔模的过程就是模料流动充填压型的图1模料剪切速率-粘度曲线过程。模料的流动呈现非牛顿流体的特性,模料组成的不同,模料会表现出不同的流变特性;同一模料在不同3流变性能在工艺制定中的应用外力的作用下,也会表现出不同的流动性能,其粘度受3.1剪切速率的选择温度及剪切速率的影响。模料本身的流动变形性能会模料粘度与剪切速率之间不是线性关系,粘度的对压力的传递、模料在压型型腔中的流动状态、注蜡机变化幅度与剪切速率所在范围有关。以模料
6、3-3-3-1为的工作性能要求、压型内浇道的设计、熔模本身的质量2-1例(见图1),当注射温度为48℃时,剪切速率从10s(如尺寸精度、表面粗糙度、变形等)、压型的结构、脱模3-1-1增至10s(即仅增加900s),粘度则从14.545Pa·s能力、铸件质量等具有重要的影响。因此研究模料的流变性,可以指导压型设计和注蜡工艺的制定。降至2.956Pa·s,即降低11.589Pa·s;而剪切速率从3-14-1-110s增至10s时(即增加9000s),粘度则从2.2流变曲线956Pa·s降至0.984P
7、a·s,即仅降低1.972Pa·s即流变性能常用流变曲线来表述。其测试方法包括:(lgn/lg)低速>(lgn/lg)高速[1～4]细管法、重力法、旋转法、平板法。毛细管粘度计与其它测定熔体粘度的仪器相比,优点是设计精确,可以收稿日期:2001-04-12在较宽的范围调节剪切速率和温度,得到十分接近于基金项目:国家自然科学基金资助项目(59975004)加工条件的流变学物理量,而且仪器结构简单,易于操作者简介:柴增田(1962-),男,河北高邑人,高工,硕士。24TECHNOLOG
8、YHotWorkingTechnology2001No.6因此,在较低剪切速率范围内,由于剪切速率的微量Q下降。因此,注射口尺寸的增大有个极限值,故注小变化会引起粘度的巨大变化,这将使注射成型困难,射口尺寸越大越容易充型是错误的。相反,小浇口使模料流速增快,表观粘度下降,利于充模,流量Q也增难于控制,使蜡模出现表面不良、充模不均、内应力高、大。而且,由于模料高速流过小注射口时,部分动能因收缩不均等问题。所以,要在流变曲线上选择这样一段高速摩擦而转变为热能,注射口局部温
