印染機(jī)滾筒鑄造過(guò)程中,如何進(jìn)行工藝參數(shù)的控制?
印染機(jī)滾筒的鑄造工藝參數(shù)控制直接決定了產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量(如致密度、無(wú)氣孔)和外在精度(如壁厚均勻性、尺寸公差)。由于印染滾筒多采用離心鑄造工藝,以下針對(duì)該工藝的關(guān)鍵參數(shù)控制進(jìn)行詳細(xì)解析:
1. 轉(zhuǎn)速控制(最核心參數(shù))
轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了離心力的大小,是保證滾筒壁厚均勻和組織致密的關(guān)鍵。
- 控制原則:轉(zhuǎn)速過(guò)低,金屬液無(wú)法緊貼模具內(nèi)壁,會(huì)產(chǎn)生 “雨淋” 現(xiàn)象,導(dǎo)致夾渣、分層;轉(zhuǎn)速過(guò)高,會(huì)加劇比重偏析(重的金屬跑到外層,輕的跑到內(nèi)層),并增加模具磨損。
-
計(jì)算公式:通常根據(jù)滾筒內(nèi)徑(,單位 cm)和鑄件比重()來(lái)計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速。
- 經(jīng)驗(yàn)公式:
- 其中 為轉(zhuǎn)速(rpm), 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(通常取 550-700)。
-
實(shí)際操作:
- 起步階段:在澆注前,模具應(yīng)達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速。
- 澆注階段:轉(zhuǎn)速應(yīng)保持恒定,避免波動(dòng)。
- 補(bǔ)縮階段:對(duì)于長(zhǎng)滾筒,有時(shí)在澆注后期適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速,有利于液體向末端流動(dòng)補(bǔ)縮,防止末端縮孔。
2. 澆注溫度與速度控制
-
澆注溫度:
- 銅輥:一般控制在 1150℃ - 1200℃。溫度過(guò)高易導(dǎo)致模具涂料燒損、晶粒粗大;溫度過(guò)低流動(dòng)性差,易產(chǎn)生冷隔。
- 鑄鐵輥:一般控制在 1380℃ - 1420℃。
-
澆注速度(流量):
- 要求:必須連續(xù)、平穩(wěn),不可中斷。
-
分段控制:
- 起步:略慢,防止金屬液飛濺。
- 中間:均勻快速,保證金屬液在模具內(nèi)形成連續(xù)的液流層。
- 收尾:略慢,防止最后一滴金屬液飛濺。
- 長(zhǎng)度控制:對(duì)于長(zhǎng)滾筒(如 1.5 米以上),澆注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致先進(jìn)入的金屬已經(jīng)凝固,后進(jìn)入的無(wú)法熔合,因此需控制在 30-60 秒 內(nèi)完成澆注。
3. 模具(鑄型)工藝參數(shù)
-
模具溫度:
- 預(yù)熱:澆注前模具必須預(yù)熱至 150℃ - 250℃。冷模具會(huì)導(dǎo)致鑄件表面激冷產(chǎn)生白口(硬點(diǎn))或裂紋。
- 連續(xù)作業(yè):在連續(xù)生產(chǎn)時(shí),需通過(guò)風(fēng)冷或水冷控制模具溫度不超過(guò)上限(通常 < 350℃),防止變形。
-
涂料層(關(guān)鍵):
- 厚度:涂料層厚度直接決定了滾筒的內(nèi)徑尺寸。必須嚴(yán)格控制厚度均勻(通常 0.5mm - 1.5mm),否則滾筒會(huì)出現(xiàn) “一頭大一頭小” 或壁厚不均。
- 成分:銅輥常用石墨涂料(潤(rùn)滑、防粘),鑄鐵輥常用石英粉或鋯英粉涂料。
4. 冷卻制度控制
冷卻速度決定了鑄件的金相組織和內(nèi)應(yīng)力。
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銅輥(防反偏析):
- 銅合金凝固時(shí)容易出現(xiàn)表面 “出汗”(鋅偏析)。
- 工藝控制:通常采用緩慢冷卻。在離心機(jī)停止后,不要立即噴水或強(qiáng)制冷卻,而是利用模具余熱進(jìn)行保溫緩冷,或者在鑄造后立即進(jìn)行水韌處理(高溫入水)來(lái)打斷偏析過(guò)程。
-
鑄鐵輥(防白口與裂紋):
- 需控制冷卻速度適中。若冷卻太快,表層會(huì)形成硬脆的白口組織,難以加工;若冷卻太慢,晶粒粗大。
- 通常在出模后立即放入保溫坑或覆蓋保溫材料。
5. 澆注位置與液面控制
- 澆注管位置:澆注槽(溜槽)必須對(duì)準(zhǔn)模具中心,且距離模具端面有一定距離(通常 10-20mm),既不能插入太深(防止干擾液流),也不能太遠(yuǎn)(防止飛濺)。
- 擋渣板:澆注系統(tǒng)中必須設(shè)置有效的擋渣板,防止熔渣進(jìn)入滾筒內(nèi)壁,這對(duì)后續(xù)的雕刻和鍍鉻是致命的缺陷。
6. 典型工藝參數(shù)表(參考)
| 參數(shù)項(xiàng)目 | 印花銅輥(離心鑄造) | 鑄鐵導(dǎo)布輥(離心鑄造) |
|---|---|---|
| 澆注溫度 | 1160℃ - 1180℃ | 1380℃ - 1400℃ |
| 模具預(yù)熱溫度 | 200℃ - 250℃ | 150℃ - 200℃ |
| 離心機(jī)轉(zhuǎn)速 | 500 - 800 rpm (視直徑而定) | 400 - 600 rpm (視直徑而定) |
| 澆注時(shí)間 | <40 秒 (針對(duì) L=1000mm) | <60 秒 (針對(duì) L=2000mm) |
| 冷卻方式 | 隨爐緩冷或噴霧冷卻 | 空冷或風(fēng)冷 |
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