不銹鋼鑄造是一個較為復雜的過程,以下是主要的加工步驟:
1. 模具制作
設計模具:根據(jù)所需鑄造的不銹鋼零件的形狀、尺寸、精度要求和批量等因素進行模具設計。設計過程中要考慮分型面的位置、澆口和冒口的設置等諸多細節(jié)。例如,如果要鑄造一個具有復雜內(nèi)腔的不銹鋼閥門,模具設計就要確保能夠完整地形成內(nèi)腔結(jié)構。
制作模具材料選擇:可以使用多種材料制作模具。對于小批量生產(chǎn)或形狀簡單的鑄件,常用的材料有木材、石膏等;對于大量生產(chǎn)且精度要求較高的鑄件,一般會采用金屬模具,如鑄鐵、鋼等。比如,采用鑄鐵模具可以承受較高的壓力和溫度,保證模具在多次使用后仍能保持形狀精度。
加工模具:通過機械加工(如車削、銑削、磨削等)方法將模具材料加工成設計好的形狀。對于復雜形狀的模具,還可能需要采用電火花加工、數(shù)控加工等先進技術,以確保模具的精度和表面質(zhì)量。
2. 熔煉不銹鋼
原料準備:選用合適的不銹鋼原材料,如不銹鋼廢料、不銹鋼錠等。原材料的質(zhì)量直接影響鑄件的性能,所以要嚴格控制原材料中的雜質(zhì)含量。
熔煉設備選擇:常用的熔煉設備有中頻感應電爐、電弧爐等。中頻感應電爐加熱速度快、熱效率高,適合熔煉中小批量的不銹鋼;電弧爐則適用于大型鑄件的熔煉。
熔煉過程控制:在熔煉過程中,需要控制好溫度、時間和爐內(nèi)氣氛等因素。一般不銹鋼的熔煉溫度在 1500 - 1600°C 左右。同時,為了防止不銹鋼在熔煉過程中氧化和吸氣,需要采用合適的覆蓋劑和精煉劑。例如,使用螢石 - 石灰石覆蓋劑可以有效地隔離空氣,減少氧化。
3. 澆注
澆注前準備:在澆注前,需要對模具進行預熱,以減少鑄件的冷卻速度,防止出現(xiàn)冷隔、澆不足等缺陷。預熱溫度一般在 200 - 400°C 左右。同時,要確保澆注系統(tǒng)(包括澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道)暢通無阻。
澆注:將熔煉好的不銹鋼液通過澆注系統(tǒng)緩慢而平穩(wěn)地注入模具型腔中。澆注速度要適中,過快可能會導致卷氣、沖砂等缺陷,過慢則可能出現(xiàn)澆不足的情況。例如,對于薄壁不銹鋼鑄件,澆注速度應適當加快,以保證不銹鋼液能夠充滿型腔。
4. 凝固與冷卻
凝固控制:在不銹鋼液注入模具后,要控制其凝固過程。根據(jù)鑄件的形狀和尺寸,可以采用不同的凝固方式,如順序凝固或同時凝固。順序凝固適合于壁厚差異較大的鑄件,通過合理設置冒口和冷鐵,使鑄件按照一定的順序凝固,從而有效地防止縮孔和縮松等缺陷。
冷卻過程:鑄件凝固后,要進行適當?shù)睦鋮s。一般采用自然冷卻或控制冷卻速度的方式。對于形狀復雜或尺寸較大的鑄件,控制冷卻速度尤為重要,避免因冷卻過快而產(chǎn)生內(nèi)應力和裂紋。
5. 脫模與清理
脫模:當鑄件冷卻到一定溫度后,就可以進行脫模。脫模方式根據(jù)模具的類型和鑄件的形狀而定。對于簡單的模具,可以通過敲擊、頂出等方式脫模;對于復雜的模具,可能需要采用專用的脫模設備。
清理鑄件:脫模后的鑄件表面會帶有一些澆口、冒口殘余、粘砂等缺陷。需要采用切割、打磨、噴砂等方法進行清理。例如,采用氣割方法去除澆口和冒口殘余,用噴砂方法清理鑄件表面的粘砂,以獲得表面光潔的鑄件。
6. 后處理
熱處理:為了改善不銹鋼鑄件的力學性能和耐蝕性能,通常需要進行熱處理。常見的熱處理方式有固溶處理、時效處理等。固溶處理可以使不銹鋼中的合金元素溶解,提高其耐蝕性和韌性;時效處理則可以進一步提高鑄件的強度。
表面處理:根據(jù)具體的使用要求,可以對不銹鋼鑄件進行表面處理,如拋光、鈍化、電鍍等。拋光可以提高鑄件的表面光潔度,增強其外觀質(zhì)量;鈍化可以在鑄件表面形成一層致密的氧化膜,提高其耐蝕性;電鍍則可以賦予鑄件其他特殊的性能,如耐磨性、裝飾性等。