基于无模铸造精密成形技术的型砂切削性能研究.pdf

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1、Dec．2016V01．65NO．12垂篙帅冀·1167·p‘-、●u■，、●‘■^●u■，k“、●4■^●o叫{新材料·新m艺}基于无模铸造精密成形技术的型砂切削性能研究刘丽敏，单忠德，兰盾，刘丰(机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室，北京100083)摘要：基于无模铸造精密成形技术的复合铸型工艺可为复杂铸件高质量铸造提供解决方案。本文通过对复合铸型工艺用各种型砂(包括硅砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英砂以及钢丸混砂等)的力学性能及切削性能进行深入研究，得知：型砂的抗拉强度随着树脂和固化剂含量的增加而增大，达到一定值后下降；砂型切削力与型砂抗拉强度

2、呈正比关系，砂型表面尺寸相对误差随着抗拉强度的增加呈现先减小后增大的趋势，抗拉强度值在0．8～1．5MPa时其切削性能较好。同时，研究获得了复合铸型用型砂最优配比范围。本文研究成果可为复杂金属件高质量铸造提供技术保障。关键词：无模铸造精密成形技术；复合铸型工艺；力学性能；切削性能；抗拉强度中图分类号：TG249．5文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)12—1167—05ResearchofCuttingPropertiesofMoldSandBasedonthePrecisionFOrmingTechnologyWithoutPatter

3、nLIULi—min，SHANZhong—de，LANDun，LIUFeng(StateKeyLaboratoryofAdvancedFormingTechnologyandEquipment，Beijing100083，China)Abstract：Thecompoundmoldprocess，basedonthedigitalprecisionformingtechnologywithoutpattemcasting,providesasolutionofcomplexcastings’manufacturingwithhighquality．Byre

4、searchingthecuttingpropertiesofcompoundmoldprocessmoldsand,includingsilicasand,ceramicfoundrysand,ironoresand,zirconsand,steelshotsand,etc．theresultshavebeenobtainedasfollows．Thetensilestrengthofsandmoldincreasesfirstly,andthendecreases．withtheincreasingoftheresinandthehardenercon

5、tent．ThecuttingforceofsandmoldiSproportionaltoitstensilestrength．Thesurfacedimensionalrelativeerrorincreasesfirstly,andthendecreases．withtheincreasingofthetensilestrength．Whenthevalueofthetensilestrengthofsandmoldis0．8．1．5MPa,itscuttingpropertyiSgood．Theoptimalratioofmoldsandincom

6、poundmoldhasbeengotten．Theresultswillprovidethetechnicalsupportofcomplexcastings’manufacturingwithhighquality．Keywords：precisionformingtechnologywithoutpattern；compoundmoldprocess；mechanicalproperty；cuttingproperty；tensilestrength复杂金属零件的铸造对于砂型质量有着较高的要求，而砂型质量是由型砂种类和型砂配方决定的。基于无模铸造精密

7、成形技术(砂型切削加工而成)的砂型质量可由型砂铸造工艺性能、型砂切削性能以及型砂力学性能等共同表征，且后两者对砂型质量影响尤为重要。如砂型强度较低则导致加工复杂薄壁砂型时容易出现塌型、砂型尺寸精度以及表面质量较差等现象“-2]。另外，传统铸造工艺条件下，复杂铸件往往会因结构设计不合理以及局部导热系数、界面换热系数、收缩率等的不同而导致铸件出现废品，而基于无模铸造精密成形技术的复合铸型工艺可通过对各铸型单元设置不同的型砂材料以及收缩率等措施解决这一难题【3]。为实现复杂金属件高质量制造，必须从生产实际出发，针对每种铸件的结构特点，结合各类铸造常用型砂(图1)

8、的铸造工艺性能【4]，合理地选择型砂种类、正确的粘结剂及固化剂配比