铝合金工艺品装饰镀金前的预处理包括哪些工序?
1.铝硅合金压铸件的材料成分
2.清洗除油
3.浸蚀和活化
4.镀前的浸镀处理
5.中性预镀镍
6.光亮镀铜和光亮镀镍
7.光亮镀硬金工艺
铝博士网示。
在铝电解槽中电解冰晶石-氧化铝-氧化锰熔体制取铝锰合金的过程。属铝锰合金生产新工艺,为熔盐电解法生产铝基母合金的一种方法。
工业上应用的铝锰合金一般含锰在2%以下,铝锰母合金含锰10%左右。铝锰合金的焊接性能好,强度和耐腐蚀性也比工业纯铝好,可塑性较好,可轧制成板、棒、带、线和箔多种型材,广泛应用于各工业部门。
对掺法生产铝锰合金是传统的方法,包括制备铝锰母合金、熔化工业纯铝、加母合金、均质和净化、除渣、铸锭等过程。与对掺法相比,电解法生产铝锰合金具有的工艺简单、合金成分均匀、生产成本低等优点,电解法生产铝锰合金的技术条件,包括生产过程所采用的工艺参数、加料制度和铝锰合金的锰含量。
工艺参数是指电解过程中所控制的技术数据。在60KA电解槽进行电解时,电解槽的工作电压采用4.3~4.4V,冰晶石比为2.6~2.8,电解温度控制在1233K左右。
加料制度是指向铝电解槽中添加氧化锰的方法。电解法生产铝锰合金用的含锰原料是二氧化锰,一般含锰48%。二氧化锰添加到电解质壳面上,待铝电解槽打壳加工时进入电解质中。每2~3h添加一次,添加的数量根据合金中的锰含量计取。二氧化锰中锰的回收率为90%。
铝锰合金的锰含量是电解法生产铝锰合金需要控制的技术条件之一。这种方法适宜生产含锰量在2%以下的低铝锰合金,因为当合金中的锰含量超过5%时,铝电解槽便不能正常工作。
还有一种方法是熔炼法制取铝锰合金。
铝锰合金属压铸铝合金的后兴产物,在国内压铸行业,所知较少;铝锰合金导热性佳、耐腐蚀、韧性好,尤其可以通过硫酸阳极氧化上色,填补了国内压铸业的空白,从而在装饰性外壳、车模、玩具、工艺品、渔具、门把等领域得以应用。
较之常用压铸铝合金,此材料具备纯度高、成分简单严格的特点,因此,在熔炼及压铸、后加工及表面处理等方面,均与常规压铸铝合金有所区别,熔炼是其中的一个重要环节,其主要注意事项如下:
1、选用导热性好的石墨(碳化硅)坩埚,如摩根、维苏威等,忌用稳定性差的金属类产品,如生铁锅,通常铝锰合金中,铁的含量不超过0.2%,硅的含量在0.06%左右,而生铁锅会严重破坏其成分,影响压铸及氧化效果
2、因产品熔点较高,温度低于740度时,铝液会变的粘稠,所以打渣精炼温度以保持在740-760度(常规是700-720度)之间为佳,精炼后静置20分钟后使用;
3、保温、熔炼要确保加热均匀,忌温度忽高忽低,易导致成分燃烧,造成流失;最好选用电阻式坩埚炉或电阻式反射炉,宜于控制温度;
4、做好铝液打渣除气及化验,熔炼时如发现成分流失超出比例,应及时予以补充;注意铝含量保持在96%以上,锰含量不得低于1.2%;
5、因材料流动性差,保温温度要控制在750度以上,否则生产时易产生冷隔、料充实不满等缺陷;
6、涂料可用滑石粉(20-30%)与水玻璃(3-6%)加水调配制成,如从市场中采购,忌选氧化锌类涂料;涂涮要均匀,比常规用量稍大;
7、注意废材及下脚料的存放,存放地要保持清洁(可选用油漆或地板置于表面),忌砂土、铁屑或油污混入;
8、下脚料要分级使用;一级废料,如压铸废件或粗大浇道,用量可控制在60以下;二级废料,如飞边、集渣包等,必须经过重熔打渣除气后方可使用,但注意使用比例在40%以下;三级废件如铝屑、碎末等,加工新铝锭时,按20%比例混入,并重新调配到标准后方可使用。
以上要求为与普通压铸铝合金区别之处,熔炼谨记。
锰锭:电解锰片由于比表面大,比重轻,作为合金添加剂用途时烧损严重,因此,一般把电解锰片重溶、铸锭,使其添加容易,烧损小。 主要用于生产特殊钢(不锈钢、高锰钢),有色金属合金(Cu、Al合金等)以及作为生产软磁材料(高纯MnCo3、Mn3Co4)的原材料及电焊条药皮、金钢石触煤等。
1、 化学蚀刻法—用强酸或强碱溶液直接对工件未被保护部位进行化学腐蚀,这也是目前使用最多的一种方法,优点是蚀刻深度可深可浅,蚀刻速度很快,缺点是腐蚀液对环境有很大的污染,特别是蚀刻液不易回收。并且在生产过程中对操作工人的身体健康有害。
2、 电化学蚀刻—这是一种把工件做阳极,使用电解质通电,阳极溶解,从而达到蚀刻目的的方法,其优点在于环保方面,对环境污染很小,对操作工人的身体健康无害,缺点是蚀刻深度较小,大面积蚀刻时,电流分布不均匀,深度不易控制。
3、 激光蚀刻法—优点是线性边沿整齐无侧蚀现象,但成本很高,约为化学蚀刻法的一倍。印刷电路板行业印刷锡膏时,所用的不锈钢丝网大多是用激光蚀刻法制作的。
工艺流程
基板的清洗与表面处理
涂布
热风预烘干
曝光
显影
补光固化
干燥
蚀刻
脱墨
后制作
对于较小的平面工件,可直接采用丝印的方式完成涂布的工序,但对于大面积,丝印无法进行的产品只能采用直接在工件表面涂布显影。
1.原料准备:包括河南大山有色金属原料外观检查,化学成分分析,配料和按配料计算结果称量各种原料。另外,还包括精炼剂、变质剂的烘干和称量。
2.熔炼:按一定的加料顺序把原料加入炉内,将河南大山有色金属其熔化成化学成分均匀的合金。
3.炉前化验:合金河南大山有色金属熔化均匀后,取样化验,检查各种化学成分是否符合技术标准要求。
4.调整成分:经化验,如果河南大山有色金属发现合金中某种或几种化学成分超出技术标准的规定,则要进行调整,使化学成分达到技术标准。
5.精炼:化学成分复合要求后,要用精炼剂清除合金中溶解的气体和夹带的固体颗粒。
6.细化变质:向铝合金液中添加适量的细化剂和变质剂,改善河南大山有色金属合金力学性能和机械切削加工性能等。
表面处理:它是通过机械和化学的方法处理后,能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态,增加机体的抗蚀性和增加产品的美观,从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济价值也是考虑的核心所在。
表面处理的流程包括前处理,成膜,膜后处理。包装,入库。出货等工序,其中前处理包括机械处理,化学处理。
机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象。 化学处理使产品表面的油污锈迹去除,工业铝型材并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层的结合力,从而达到保护机体的作用。
铝材表面处理
铝材常见的化学处理有铬化,喷漆, 电镀,阳极氧化,电泳等工艺。其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨等工艺。
工业铝型材
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第一节铬化
铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在 0.5-4um,这层转化膜吸附性好,主要作为涂装底层。外观有金黄色,铝本色,绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电条,磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软,不耐磨,因此不利于做产品外部件利用。
铬化工艺流程:
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库
铬化适合于铝及铝合金,镁及镁合金产品。
品质要求:
1)颜色均匀,膜层细致,不可有碰伤,刮伤,用手触摸,不能有粗糙,掉灰等现象。
2 )膜层厚度0.3-4um 。
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第二节,阳极氧化
阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达 400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺。
另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色工作台,装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024 等,其中,2024 相对效果要差一些, 由于材质中CU 的含量不同,因此7075 硬质氧化呈黄色,6061,6063 呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075 没多大的差别,但2024 就容易出现很多金斑。
一,常见工艺
常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮面染色,抛光雾面染色。喷吵亮面本色,喷吵雾面本色,喷沙染色。 以上镀种均可用在灯饰器材上。
二,阳极氧化工艺流程
除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和
阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三,常见品质异常判断
A 表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至,处理办法,重新热处理。或更换材质。
B 表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。,上挂时松动,造成产品导电不良。,处理办法,退电重新阳极处理。
C,表面碰伤,刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中,作业大意所致,处理办法,退电,打磨再电。
D,染色时表面出现白点。,这种异常一般是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致。
四,品质标准
1) 膜厚5-25um ,硬度在200HV 以上,封孔实验色变率小于5%
2 ) 盐雾实验在36 小时以上,且能达到9 级以上CNS 标准
3 ) 外观不能有碰伤,刮伤,彩云等现象。表面不能有挂点,发黄等不良现象
四,压铸铝,如A380,A365,A382 等均不能做阳极氧化
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第三节,铝材电镀工艺
一,铝及铝合金材料的优点
具有导电性好,传热快,比重轻,易于成型等优点,但铝及铝合金有硬度低,不耐磨,易发生晶间腐蚀,不易焊接,等缺点,影响到使用范围。故为了扬长避短,现代工业中,利用电镀解决了这一问题。
二,铝材电镀的优点
1) 改善装饰性,
2 ) 提高表面硬度与耐磨性
3 ) 降低摩擦系数,改善润滑性。
4 ) 提高表面导电性能。
5 ) 提高耐蚀性(包括与其它金属组合)
6 ) 易于焊接
7 ) 提高与橡胶热压合时的结合力。
8 ) 提高反光率
9 ) 修复尺寸公差
由于铝是一个比较活泼的金属,被电镀物均比铝材活泼性强,因此,电镀前,必须做相应的化学转化,如浸锌,锌铁合金,锌镍合金,而使锌及锌合金底层有良好的结合力的中间层氰化镀铜层。压铸铝由于机体结构疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则出现针孔,吐酸,脱皮等现象。
三,铝材电镀的工艺流程为
脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀(如镍,锌,铜等)—>镀铬或钝化—>烘干。
1、常见的铝材电镀镀种有
镀镍(珍珠镍,沙镍,黑镍),镀银(面银,厚银),镀金,镀锌(彩锌,黑锌,蓝锌),镀铜(青鼓铜,白锡铜,碱铜,焦铜,酸铜),镀铬(白铬,硬铬,黑铬)等。
2、常见镀种的用途
1) 镀黑色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗器械上。
2 ) 镀金,银是电子产品的最好导体,同时也能提高产品的高等装饰性,但价格比较昂贵,一般均用在电子产品导电方面,如高精电线端子等的电镀。
3 ) 铜,镍,铬是现代科学领域中最普及的混合镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前世界上最普及的镀种。价格低廉,可用在运动器材,灯饰,大部份电子行业中。
4 ) 铜系镀种中,白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种,白色亮丽,是首饰行业的首选。青铜(铅锡铜可做仿金,因而是比较好的装饰性镀种)但铜的防变色性比较差,因而发展比较慢。
5 ) 锌系电镀:镀锌层呈青白色,易溶于酸,碱。由于锌的标准电位比铁负,对钢铁而言,可提供可靠的电化学保护。在工业大气,海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层。
6 ) 硬铬,在一定的条件下沉积的铬镀层有很高的硬度和耐磨性,硬度达到HV900-1200kg/mm ,铬是常用镀层中硬度最高的镀层,可提高零件的耐磨性,延长使用寿命。如工,模,量,卡具,等。因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可缺少的处理方式。
3、常见异常及改善措施
1) 脱皮:a 锌置换不好,时间过长或太短,改善措施,重新确定置换时间,槽液温度,槽液浓度等作业参数。
b ,活化不够,改善措施,改变活化方式。
c 前处理不彻底,工件表面有油,改善措施,加强前处理。
2 ) 表面粗糙:a,电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调整助剂数量。
b 机体表面本身粗糙,重新打磨后再电镀。
3 ) 表面发黄属低电位走势不正,改变装挂方式。加适量的走位剂。
4 ) 表面起毛齿:电镀液太脏,加强过滤,作适当的槽液处理。
4、品质要求
1) 外观无发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良现象。
2 ) 膜厚 15um 以上,盐雾实验48 小时,达美军标9 级以上,电位差130-150mv 区间。
3 ) 结合力能通过60 度弯曲实验。
4 ) 特殊环境的产品,可做相应的变动。
5、铝及铝合金电镀操作注意事项
1) 铝零件电镀宜用铝合金作挂具;
2 ) 铝及铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行,机柜铝型材工序之间的间歇时间越短越好,以免重新氧化;
3 ) 第二次浸锌时间不能过长,以免造成过腐蚀;
4 ) 水洗必须洗干净;
5 ) 电镀过程中要防止中途断电。
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第四节,铝材的涂装
涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,其中以浸涂和喷涂为主,浸涂也就是电泳涂装,它采用电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上,形成透明或各种色系的有机涂层。其中,阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。优点耐蚀性好,抗变色性能强,结合力好的特点。喷涂分为粉体涂装和液体涂装,其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺。
一,涂装工艺范围
由于涂装抗蚀性好,价格低廉,色系多(可以做任何不同颜色)它适合于所有铝件材质,但素材结构太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差。
1、静电涂装的工作原理
在泵浦的作用下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电。在雾化气压的作用下,使涂料变的更细和均匀然后在工作气压的作用下,涂料在旋杯或喷嘴的作用下,均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上,喷枪和工件的距离是相等的,同一界面电场强度也是一样的,因此正负电荷相吸,工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层。然后在高温烘烤的条件下,树脂达到流平和固化的状态。牢固的镶嵌在工件的表面上,达到保护工件的作用。
2、铝材涂装工艺流程
机械打磨—>脱脂—>除氧化膜—>铬化—>喷粉或液—>烘烤—>下挂—>全检—>包装—>入库
1)粉液体作业常见异常及处理办法
第五节,铝材化学镀
一,化学镀原理
化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的,可控制的,自催化的化学还原过程,其反应通式为:
二,化学镀的特点
随着工业的发展,化学镀己成为一种具有很大发展前途的工艺技术,同其它镀覆方法比较,化学镀具有如下特点:
1) 可以在由金属,半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。
2 ) 无论零件的几何形状如何复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。
3 ) 对于自催化的化学镀来说,可以获得较大厚度的镀层,甚至可以电铸。
4 ) 无需电流。
5 ) 镀层致密,孔隙少。
6 ) 镀层往往具有特殊的化学,机械性能。
由于化学镀有很多的优点,因此化学镀越来越在工业,电子业界中发展速度较快。下面以化学镀镍为例做如下介绍:
1)化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂,因此一般获得的镀层为镍磷合金。依含磷量不同可以分为低磷(1%-4% )中磷(4%-10%)和高磷(10%-12%)。从不同的PH 值的镀液中可获得不同含磷量的镀层,在PH=4-5 时,可获得中磷和高磷合金。从弱碱性液中PH=8-10 中可获得低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI-P 合金是非晶态镀层,因无晶界所以抗腐性能特别优良。通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态的混合物时硬度可达HV=1150 ,化学镀热处理后硬度接近硬铬的硬度,是替代硬铬层的理想镀层,又是可在铝上施镀的好镀种(可适合所有铝及铝合金产品,包括锻造,压铸,铝型材等)。缺点:该镀种脆性大,但经热处理后的产品可塑性大大提高。(一般经400 度以上的热处理四小时,其可塑性改善好多)
2)铝材化学镀镍工艺流程:
超声波除油—>除氧化膜—>第一次锌置换—>和化—>第二次锌置换—>化学镀镍—>钝化—>超声清洗—>烘烤—>全检—>包装
3 ) 不合格镀层的退除:
钢,铝,铜,塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除。但零件要经干燥后入槽,若带入水分将导致基体金属过腐蚀。工作温度在35 度以下。
4 ) 品质要求:
a 、膜厚在5-30um区间
b、盐雾实验达到24小时以上,达CNS标准9 级以上。
c、通过60 度弯曲实验,无脱皮现象
d 、外观无碰伤,刮伤,水迹等不良现象。
e、膜层均匀,不能有雾状,白点,露镀现象
第六节,镀层使用条件的分类及选用
从防腐蚀的要求来看,表面处理的设计应做如下考虑:
1) 贵金属(金,铂),含铬在18%以上的不锈钢,磁性合金材料,以及镍铜合金等,一般不需要再加防护层。
2) 碳钢,低合金钢和铸铁制造的零件,在大气中容易腐蚀,应加保护层。
3) 铜和铜合金制造的零件,根据不同的使用条件,采用光亮酸洗,钝化,电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理。
4) 铝和铝合金制造的零件,可以采用阳极氧化和封闭处理。不适于阳极氧化的小零件,可采用化学氧化处理。铸造铝合金可采用涂漆防护。
5) 锌合金制造的零件,可以采用磷化,钝化,电镀或涂漆防护。
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第七节。等离子表面处理
采用等离子表面处理机对金属镀层纸板进行一定的物理化学改性,提高表面附着力,使它能和普通纸张一样容易粘结。使用常规的水性冷胶就能使覆膜或者上光的纸板在糊盒机上得到可靠的粘合,完全不再需要局部覆膜、局部上光、表面打磨切线等工序,同样也不再需要因为不同的纸板而更换不同的特殊胶水等。
通过等离子表面处理后,不仅可以增强金属镀层纸板对胶水的适用性,不再依赖特种胶水就能实现高品质粘接。而且改善了表面的铺展性能,防止气泡等的产生。而上海轩仪仪器设备有限公司的等离子表面处理设备最为重要的是经过常压等离子处理,可以让纸盒制造商以更低的成本、更高的效率得到品质更为保证的高档产品。
金属镀层纸板等离子表面处理设备plasma等离子清洗机产品特点:
1、覆膜折叠纸盒粘接牢固性,可使用环保水性粘合剂,减少胶水使用量,有效降低生产成本。
2、在正常的工艺设定下处理,表面不会发现任何处理过的痕迹。等离子体接近常温,它不会对表面产生任何热效应影响。
3、在须要处理双面或多面的胶盒时,系统中可能配置不同数量的喷枪来完成前处理工作。
4、等离子体本身是电中性的,在处理镀铝表面时不会灼伤表面。
5、产品可连续运行效率高、处理速度快,粘结可靠、成本低等优点。
6、可调整等离子体功率、处理距离、清洁速度进行质量控制。
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第八节。铝材的电泳处理
铝材的彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理工艺。它采用电化学方法将有机树脂的胶体粒子沉积在零件上,形成透明或各种颜色的有机涂覆层。根据电泳漆中的树脂粒子电离后带电状况的不同,可分为阳极电泳(树脂粒子电离后成负离子)及阴极电泳(树脂粒子电离后成正离子)。
电泳涂覆层的耐腐蚀性能极其优良(能通过中性盐雾试验400 小时以上),抗变色性强;与基体金属的结合力好,可进行各种机械加工;涂覆层色彩鲜艳,根据用户的要求可以配制成各种颜色,常见的有金色,咖啡色,枪色,黑色等;与油漆比,施工性能好,对环境的污染和危害小。因此应用在汽车外壳及各种配件,自行车车把及配件,各种日用小五金配件,家具,工艺品等。由于阴极电泳比较先进,下面我们以阴极电泳作为我们介绍的主要课题;
阴极电泳涂装是一复杂的电化学和胶体化学过程。电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系,存在着弥散相(树脂,颜料微粒)和连续相(水)二种组分。阴极电泳的四种过程:
1、电泳 带正电的水溶性树脂粒子及其吸附的颜料,向阴极移动。
2、电沉积 带正电的树脂粒子到达零件(阴极)表面放电,形成不溶于水的沉积层,经烘烤后形成漆膜。
3、电渗水份从沉积层渗析而出,当含水量下降到5%-15%时,即可烘烤。
4、电解水被直流电电解,放出氢气与氧,由于电解导致渗透力下降,影响漆膜外观,降低漆膜附着力,增加电耗,因此,减弱水的电解是很必要的。
电泳的工艺流程:
脱脂—>除氧化皮—>铬化—>电泳—>烘干—>包装
五, 品质标准
1)外观无色差,桔皮,针孔,彩虹,碰伤,刮伤等其它异常
2)膜厚在 40-60um,盐雾试验 400 小时以上,过 CNS 标准的9级以上
3)膜层能过 60 度抗弯曲实验,无脱皮现象
4)百格试验和落球试验均能达到国标
石膏之化学成份以硫酸钙为主体,依结晶水的方式而分成无水石膏(CaSO4),半水石膏(CaSO4 ,1/2H2O,烧石膏)和二水石膏(CaSO4,2H2O)三种,石膏模法限用于生产非铁合金铸件,具有下述特色:
1,适于非量产之精密铸造,铸模费用高。
2,铸件表面平滑,尺寸精度高,形状复杂,表面有微细凹凸(例如12μm)也能铸出。
3,由于冷却速率小,可铸出薄壁铸件,如0.6~1.5mm。
4,铸造应变小,组织与机械性质均匀。
5,制造成本高,为砂模铸件的5~10倍,从造模干燥到浇注,需时2~3日。
6,石膏模之热传导性不佳,铸件易生收缩缺陷,良品率较低。
7,石膏模的透气性不良,浇注时需加压或减压,。 铸模用石膏系以石膏为粘结剂,配合多种添加剂,以提高其耐火度,降低干燥时之收缩应力和加热烧成时之膨胀应力。
首先作业工程
1,模型与离型剂 模型的材质可使用金属、橡胶、木材等,使用木制模型须先加以涂装以防止产生渗粘现象,离型剂有溶解于灯油之硬脂酸,凡士林、硅利康滑脂等。
2,混水与搅拌 水使用纯水或性质相近者,半水石膏粉的混水量30~35%之间,以螺旋状叶片于容器内搅拌均匀,成奶油状浆体,在浆体有充分流动性的期间倒入装有模型的成形框内,略为施以振动或施以10~10-1 torr之减压以脱泡,避免气泡沾附于模型表面,此时半水石膏产生水和反应,浆体的粘性上升,失去流动性,凝结而硬化,形成二水石膏,随结晶成长发热,引起凝结膨胀,历数十小时才结束膨胀。
3,干燥 干燥石膏模法全工程中最耗费时间,也是最重要的步骤,急热会造成铸模破裂,因此应设定数段干燥温度,缓缓升温、加热,最终干燥温度为200~230℃,铸模反应,去水而成无水石膏。干燥装置最好使用温度自动控制的热风强制循环排风式电气干燥炉,炉内温度分布均匀,以缩短干燥时间,即直接设定最终干燥温度,铸模也很少产生破裂的情形。
其次 利用石膏模的脱蜡铸造法: 牙科用、戒指、首饰、装饰品和小型工艺品均应用这种方法作成,石膏作为粘结剂用,主体为白硅石等耐火材料。
1, 将金属制作之成品原模型,放在两片橡胶之间,放于热压机上加热加压,使橡胶产生永久变形,而形成模型物之空模穴。
2,将两片橡胶对合、锁紧,使注入口紧靠于注蜡机之注出口,以0.2~0.5 kg/cm2 之力力将熔蜡注满橡胶模。
3, 冷凝之后打开橡胶模,取出蜡型,使用低功率之烙铁局部熔化蜡型,将之焊接于充当流道之蜡干上,进行组树作业,将组树放入不锈钢环内,倒入石膏浆,然后振动和真空脱泡。
4,石膏模硬化后在室温放置12小时以上,使用电炉(120~150℃)或压力钠蒸汽脱蜡,脱蜡后的铸模缓缓升温到650~800℃烧成,将渗附于石膏表面的蜡质完全烧除。残余蜡质燃烧不完全时,成为碳残留会在铸件表面形成缺陷。
处理
1,在烧成温度保持一段时间,使铸模内外温度均匀,在炉内徐徐冷邿到适于浇注的温度。
2,取出石膏模放入真空铸造机或离心铸造机内进行浇注。首饰如戒指、胸针等形状十分复杂,具有细微凹凸纹路之成品均以离心铸造法制成。
3,铸造机附设有高周波加热装置以熔化坩埚内之贵金属,再藉离心力(400~1000rpm)使熔融金属注满石膏模,冷凝后锤打不锈钢环,取出石膏模,再以水枪冲散石膏,取出铸件处理之。