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铸造工艺流程
浏览: 发布日期:2017-03-28

铸(zhu)造生产的工(gong)艺(yi)流程

 

  铸造生(sheng)产是一个(ge)复杂(za)的(de)多工(gong)(gong)序组合的(de)工(gong)(gong)艺(yi)(yi)(yi)过程,它包(bao)括以下(xia)主要工(gong)(gong)序:1)生(sheng)产工(gong)(gong)艺(yi)(yi)(yi)准备,根据(ju)要生(sheng)产的(de)零件(jian)图、生(sheng)产批量和交货期限,制(zhi)定生(sheng)产工(gong)(gong)艺(yi)(yi)(yi)方案(an)和工(gong)(gong)艺(yi)(yi)(yi)文(wen)件(jian),绘(hui)制(zhi)铸造工(gong)(gong)艺(yi)(yi)(yi)图;

 

 

向左(zuo)转|向右转(zhuan)

 

  2)生产准备,包括准备熔化(hua)(hua)用材料、造型(xing)制芯用材料和(he)模样、芯盒、砂(sha)箱等工艺(yi)装(zhuang)备;3)造型(xing)与制芯;4)熔化(hua)(hua)与浇注(zhu);5)落砂(sha)清理(li)与铸件检验等主要工序。

  成形原理

  铸(zhu)造生(sheng)产(chan)是(shi)将金(jin)属(shu)加热(re)熔化(hua),使其具有流动性,然后浇入(ru)到具有一(yi)定形状的(de)铸(zhu)型(xing)(xing)(xing)型(xing)(xing)(xing)腔(qiang)中,在重力或(huo)外力(压力、离心力、电磁力等)的(de)作用(yong)下(xia)充满型(xing)(xing)(xing)腔(qiang),冷却并凝固成(cheng)铸(zhu)件(或(huo)零件)的(de)一(yi)种金(jin)属(shu)成(cheng)形方法。

 

 

向左转|向(xiang)右(you)转

 

                                      图1 铸造(zao)成形过程

 

  铸件(jian)一(yi)般作为(wei)毛(mao)坯经切(qie)削(xue)加工成为(wei)零件(jian)。但也有许多铸件(jian)无(wu)需切(qie)削(xue)加工就(jiu)能满足零件(jian)的设计(ji)精度和表面粗糙度要求,直接作为(wei)零件(jian)使(shi)用(yong)。

  型砂的性能及组成

  1、 型砂的性能(neng)

  型砂(含芯(xin)砂)的(de)主要性能要求有强度、透气性、耐火(huo)度、退(tui)让性、流动性、紧(jin)实率和溃散(san)性等。

  2、 型砂的组成(cheng)

  型砂(sha)由原砂(sha)、粘(zhan)接剂(ji)和附加(jia)物(wu)组成。铸造用原砂(sha)要求含泥量少、颗粒均(jun)匀(yun)、形状为圆形和多角形的(de)海砂(sha)、河砂(sha)或(huo)山砂(sha)等(deng)。铸造用粘(zhan)接剂(ji)有粘(zhan)土(tu)(普通粘(zhan)土(tu)和)、、树(shu)脂(zhi)、合(he)脂(zhi)油(you)和植(zhi)物(wu)油(you)等(deng),分别称(cheng)为粘(zhan)土(tu)砂(sha),、树(shu)脂(zhi)砂(sha)、合(he)脂(zhi)油(you)砂(sha)和植(zhi)物(wu)油(you)砂(sha)等(deng)。为了进一步提高型(芯)砂(sha)的(de)某些(xie)性能,往(wang)往(wang)要在(zai)型(芯)砂(sha)中(zhong)加(jia)入一些(xie)附加(jia)物(wu),如煤(mei)粉、锯末、纸浆等(deng)。型砂(sha)结(jie)构(gou),如图2所示。

 

 

向(xiang)左(zuo)转|向右转

 

 

                                     图2 型砂结构示(shi)意图

  工艺特点

  铸造(zao)是生产零(ling)件(jian)毛(mao)坯(pi)的(de)主要方法之一(yi),尤其(qi)对(dui)于(yu)有(you)些(xie)脆性金(jin)属或合金(jin)材(cai)料(如各种铸铁件(jian)、有(you)色合金(jin)铸件(jian)等)的(de)零(ling)件(jian)毛(mao)坯(pi),铸造(zao)几(ji)乎是唯一(yi)的(de)加(jia)工(gong)方法。与其(qi)它加(jia)工(gong)方法相比(bi),铸造(zao)工(gong)艺具有(you)以下特点:

  1)铸(zhu)件可以(yi)(yi)不受、尺(chi)寸大(da)小和重量的限(xian)制(zhi)。铸(zhu)件材(cai)料可以(yi)(yi)是(shi)各种铸(zhu)铁、铸(zhu)钢(gang)、铝合金、、镁(mei)合金、、和各种特殊(shu)合金材(cai)料;铸(zhu)件可以(yi)(yi)小至(zhi)几克,大(da)到(dao)(dao)数(shu)百吨;铸(zhu)件壁厚可以(yi)(yi)从(cong)0.5到(dao)(dao)1米左右;铸(zhu)件长度可以(yi)(yi)从(cong)几到(dao)(dao)十几米。

  2)铸造(zao)可以生产(chan)(chan)各种形状复(fu)杂(za)的毛坯(pi),特别适用于生产(chan)(chan)具有复(fu)杂(za)内(nei)腔的零件毛坯(pi),如各种箱体、缸(gang)体、叶(ye)片、叶(ye)轮等。

  3)铸件的形状和大小可以与零件很接近(jin),既(ji)节约,又省切削加(jia)工工时。

  4)铸件一般使用的原材(cai)料(liao)来(lai)源广、铸件成本低。

  5)铸造(zao)工艺灵活,生(sheng)(sheng)产率(lv)高(gao),既可以(yi)手(shou)工生(sheng)(sheng)产,也可以(yi)机械化(hua)生(sheng)(sheng)产。

 

  铸件的手工造型

  手工造型的主要方法

  分(fen)为(wei)手工(gong)(gong)造(zao)型(制(zhi)芯)和机(ji)(ji)器造(zao)型(制(zhi)芯)。手工(gong)(gong)造(zao)型是指造(zao)型和制(zhi)芯的主要(yao)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)均由手工(gong)(gong)完成;机(ji)(ji)器造(zao)型是指主要(yao)的造(zao)型工(gong)(gong)作(zuo)(zuo),包括填砂、紧实、起模、合箱等由造(zao)型机(ji)(ji)完成。工(gong)(gong)量具友介绍(shao)手工(gong)(gong)造(zao)型的主要(yao)方法:

  手工造型(xing)因其操(cao)作(zuo)灵活、适应(ying)性(xing)强(qiang),工艺装备简单(dan),无需(xu)造型(xing)设(she)备等特点,被广泛应(ying)用于(yu)单(dan)件小批量生(sheng)产(chan)。但(dan)手工造型(xing)生(sheng)产(chan)率低,劳动(dong)强(qiang)度较(jiao)大。手工造型(xing)的方法很多(duo),常用的有(you)以下几种:

  1. 整模(mo)造型(xing)

  对于形状(zhuang)简(jian)单(dan),端部为平面且又是最大(da)截面的(de)铸(zhu)件(jian)应采用整(zheng)(zheng)模造(zao)型。整(zheng)(zheng)模造(zao)型操作简(jian)便,造(zao)型时整(zheng)(zheng)个模样全部置于一个砂(sha)箱(xiang)内,不会出现错箱(xiang)缺(que)陷。整(zheng)(zheng)模造(zao)型适用于形状(zhuang)简(jian)单(dan)、最大(da)截面在(zai)端部的(de)铸(zhu)件(jian),如齿(chi)轮(lun)坯、轴承座、罩、壳等。

 

向(xiang)左转|向(xiang)右转

 

                                                    整(zheng)模造型

  2.分模造型

  当铸(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)最大截面(mian)不在铸(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)端部时,为(wei)了便于(yu)造(zao)型(xing)和起模(mo)(mo)(mo),模(mo)(mo)(mo)样要分(fen)(fen)(fen)成两半或几部分(fen)(fen)(fen),这种造(zao)型(xing)称为(wei)分(fen)(fen)(fen)模(mo)(mo)(mo)造(zao)型(xing)。当铸(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)最大截面(mian)在铸(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)中间(jian)时,应采用两箱分(fen)(fen)(fen)模(mo)(mo)(mo)造(zao)型(xing)(图3),模(mo)(mo)(mo)样从最大截面(mian)处(chu)分(fen)(fen)(fen)为(wei)两半部分(fen)(fen)(fen)(用销钉定(ding)位)。造(zao)型(xing)时模(mo)(mo)(mo)样分(fen)(fen)(fen)别置于(yu)上、下砂箱中,分(fen)(fen)(fen)模(mo)(mo)(mo)面(mian)(模(mo)(mo)(mo)样与模(mo)(mo)(mo)样间(jian)的(de)(de)(de)接合(he)面(mian))与分(fen)(fen)(fen)型(xing)面(mian)(砂型(xing)与砂型(xing)间(jian)的(de)(de)(de)接合(he)面(mian))位置相重合(he)。两箱分(fen)(fen)(fen)模(mo)(mo)(mo)造(zao)型(xing)广泛用于(yu)形状比较复杂的(de)(de)(de)铸(zhu)件(jian)生产,如(ru)水管、、阀体等有孔铸(zhu)件(jian)。

 

向左转|向右转

 

                                     套(tao)管的分模(mo)两箱造(zao)型过程

  铸(zhu)(zhu)件(jian)(jian)形状为两端截面大、中(zhong)间(jian)截面小,如带(dai)轮(lun)、槽轮(lun)、车床四(si)方刀架等(deng),为保(bao)证顺利(li)起模(mo),应(ying)采用三(san)(san)箱分(fen)模(mo)造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)。此(ci)时分(fen)模(mo)面应(ying)选在(zai)模(mo)样的(de)(de)最(zui)小截面处,而分(fen)型(xing)(xing)(xing)面仍选在(zai)铸(zhu)(zhu)件(jian)(jian)两端的(de)(de)最(zui)大截面处,由(you)于(yu)三(san)(san)箱造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)有两个分(fen)型(xing)(xing)(xing)面,降低(di)(di)了铸(zhu)(zhu)件(jian)(jian)高度(du)方向的(de)(de)尺(chi)寸精度(du),增加了分(fen)型(xing)(xing)(xing)面处飞(fei)边毛刺的(de)(de)清整(zheng)工作(zuo)量,操作(zuo)较(jiao)复杂(za),生(sheng)产(chan)率(lv)较(jiao)低(di)(di),不(bu)适用于(yu)机器造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing),因此(ci),三(san)(san)箱造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)仅用于(yu)形状复杂(za)、不(bu)能用两箱造(zao)(zao)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)铸(zhu)(zhu)件(jian)(jian)生(sheng)产(chan)。

 

向(xiang)左转|向右转

 

 

向(xiang)左转|向右转

 

 

向左转|向右转

 

                 三(san)箱分模造(zao)型举(ju)例

  3.活块模造(zao)型

  铸(zhu)件(jian)(jian)上妨(fang)碍起(qi)模的部分(如(ru)(ru)凸台、筋条等)做成活(huo)块(kuai),用(yong)销子或(huo)燕尾结构使活(huo)块(kuai)与模样(yang)主体形成可拆连(lian)接。起(qi)模时先取(qu)出(chu)模样(yang)主体,活(huo)块(kuai)模仍留在铸(zhu)型中,起(qi)模后再从侧(ce)面(mian)取(qu)出(chu)活(huo)块(kuai)的造(zao)(zao)型方(fang)法称为(wei)活(huo)块(kuai)模造(zao)(zao)型。活(huo)块(kuai)模造(zao)(zao)型主要用(yong)于(yu)带有突出(chu)部分而妨(fang)碍起(qi)模的铸(zhu)件(jian)(jian)、单件(jian)(jian)小批量、手工造(zao)(zao)型的场(chang)合。如(ru)(ru)果(guo)这类铸(zhu)件(jian)(jian)批量大,需(xu)要机(ji)器造(zao)(zao)型时,可以用(yong)砂芯形成妨(fang)碍起(qi)模的那部分轮廓。

 

向(xiang)左(zuo)转|向(xiang)右转

 

 

向左转|向右(you)转(zhuan)

 

 

向左转|向右转

 

 

向左转|向右转(zhuan)

 

                                  角铁的活块模造型(xing)工艺过程

  4.挖砂造(zao)型

  当铸件的(de)(de)外部轮(lun)廓为曲面(mian)(mian)(如手轮(lun)等)其最(zui)大截面(mian)(mian)不(bu)(bu)在(zai)端部,且模样(yang)(yang)又不(bu)(bu)宜分(fen)成两(liang)半时(shi)(shi),应将模样(yang)(yang)做成整体(ti),造型(xing)时(shi)(shi)挖(wa)掉妨碍取(qu)出模样(yang)(yang)的(de)(de)那部分(fen)型(xing)砂,这种造型(xing)方法称为挖(wa)砂造型(xing)。挖(wa)砂造型(xing)的(de)(de)分(fen)型(xing)面(mian)(mian)为曲面(mian)(mian),造型(xing)时(shi)(shi)为了(le)保证顺利起(qi)模,必须把砂挖(wa)到模样(yang)(yang)最(zui)大截面(mian)(mian)处(图6)。由于是手工挖(wa)砂,操作技(ji)术(shu)要求高(gao),生产效率(lv)低(di),只适用(yong)于单件、小(xiao)批量生产。

 

 

向左转|向(xiang)右转(zhuan)

 

                                手(shou)轮的挖砂造型的工艺过程

  手工制芯

  型芯(xin)(xin)(xin)用来形成(cheng)铸件内部(bu)(bu)空腔或局(ju)部(bu)(bu)外(wai)形。由(you)于型芯(xin)(xin)(xin)的(de)(de)表面被(bei)高(gao)温(wen)金属液(ye)包(bao)围,长时(shi)间受到(dao)浮力作用和高(gao)温(wen)金属液(ye)的(de)(de)烘烤作用;铸件冷却凝固时(shi),砂芯(xin)(xin)(xin)往(wang)往(wang)会阻碍铸件自由(you)收(shou)缩(suo);砂芯(xin)(xin)(xin)清(qing)理也(ye)比较困难。因此造芯(xin)(xin)(xin)用的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)砂要比型砂具有更高(gao)的(de)(de)强度、透(tou)气性、耐高(gao)温(wen)性、退让性和溃散性。

  手(shou)工(gong)(gong)制(zhi)(zhi)芯由于无需(xu)制(zhi)(zhi)芯设备,工(gong)(gong)艺装备简单,应用得很普遍。根(gen)据砂芯的大小和复杂程度,手(shou)工(gong)(gong)制(zhi)(zhi)芯用芯盒有整体式芯盒、对开式芯盒和可(ke)拆式芯盒。

 

向左转|向(xiang)右转

 

                                     芯(xin)(xin)盒制(zhi)芯(xin)(xin)示(shi)意图

  零件、模(mo)样、芯盒与(yu)铸(zhu)件的关(guan)系

  模(mo)样(yang)用(yong)(yong)(yong)(yong)来(lai)形(xing)成铸(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)外(wai)部(bu)轮廓,芯(xin)(xin)盒(he)(he)用(yong)(yong)(yong)(yong)来(lai)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)砂芯(xin)(xin),形(xing)成铸(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)内部(bu)轮廓。造(zao)(zao)(zao)型(xing)时(shi)(shi)分(fen)别用(yong)(yong)(yong)(yong)模(mo)样(yang)和(he)芯(xin)(xin)盒(he)(he)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)铸(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)和(he)型(xing)芯(xin)(xin)。图1 分(fen)别表(biao)示零件(jian)、模(mo)样(yang)、芯(xin)(xin)盒(he)(he)和(he)铸(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)关系。制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)模(mo)样(yang)和(he)芯(xin)(xin)盒(he)(he)所选用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)材料(liao),与铸(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)大(da)小、生产规(gui)模(mo)和(he)造(zao)(zao)(zao)型(xing)方法有关。单件(jian)小批量生产、手工造(zao)(zao)(zao)型(xing)时(shi)(shi)常用(yong)(yong)(yong)(yong)木材制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)模(mo)样(yang)和(he)芯(xin)(xin)盒(he)(he),大(da)批量生产、机(ji)器造(zao)(zao)(zao)型(xing)时(shi)(shi)常用(yong)(yong)(yong)(yong)金(jin)属材料(liao)(如铝(lv)合金(jin)、铸(zhu)(zhu)(zhu)铁等)或硬塑料(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)模(mo)样(yang)和(he)芯(xin)(xin)盒(he)(he)。

 

向左(zuo)转|向右(you)转

 

 

向(xiang)左转|向右转

 

 

向(xiang)左转|向(xiang)右转

 

 

         零件、模样、芯盒与铸(zhu)件的关系(xi)

  铸(zhu)造(zao)铸(zhu)件(jian)常见(jian)缺陷(xian)分析(xi)

  铸(zhu)造工艺过(guo)程复杂,影响铸(zhu)件质量的(de)(de)因(yin)素很多(duo),往(wang)往(wang)由于原(yuan)(yuan)材料控制不(bu)(bu)严,工艺方(fang)案不(bu)(bu)合理,生(sheng)产操作不(bu)(bu)当,管理制度不(bu)(bu)完善等原(yuan)(yuan)因(yin),会使铸(zhu)件产生(sheng)各种铸(zhu)造缺陷。常见的(de)(de)铸(zhu)件缺陷名称、特征(zheng)和产生(sheng)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin),见表。

                                常见铸件缺陷及产生原因

 

向左转|向右转(zhuan)

 

 

向左转|向右转

 

 

  常见铸件缺陷及其预(yu)防(fang)措施(shi)

 

向左(zuo)转(zhuan)|向右转

 

  铸造铸件金(jin)属液的浇(jiao)注

  生(sheng)产中(zhong),浇注(zhu)时应遵循高(gao)(gao)温(wen)(wen)出(chu)炉,低(di)(di)(di)温(wen)(wen)浇注(zhu)的(de)原(yuan)则(ze)。因为(wei)提(ti)(ti)高(gao)(gao)金属(shu)液(ye)的(de)出(chu)炉温(wen)(wen)度(du)有(you)利(li)于夹(jia)杂物(wu)的(de)彻(che)底熔化(hua)、熔渣(zha)上浮,便于清渣(zha)和除气(qi),减少铸(zhu)件的(de)夹(jia)渣(zha)和气(qi)孔缺陷(xian);采用较低(di)(di)(di)的(de)浇注(zhu)温(wen)(wen)度(du),则(ze)有(you)利(li)于降低(di)(di)(di)金属(shu)液(ye)中(zhong)的(de)气(qi)体溶解度(du)、液(ye)态收(shou)缩(suo)量和高(gao)(gao)温(wen)(wen)金属(shu)液(ye)对型(xing)(xing)腔表面的(de)烘烤,避免(mian)产生(sheng)气(qi)孔、粘砂(sha)和缩(suo)孔等(deng)缺陷(xian)。因此,在保证充满(man)铸(zhu)型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔的(de)前(qian)提(ti)(ti)下,尽量采用较低(di)(di)(di)的(de)浇注(zhu)温(wen)(wen)度(du)。

  把金属液从(cong)浇(jiao)包注入(ru)铸(zhu)型的操(cao)作(zuo)过程称为浇(jiao)注。浇(jiao)注操(cao)作(zuo)不当会引起(qi)浇(jiao)不足、冷隔、气孔、缩孔和夹渣等铸(zhu)造缺陷,和造成人身(shen)伤害(hai)。

  为确保(bao)铸(zhu)(zhu)件质量、提高生(sheng)产率以及做到安(an)全生(sheng)产,浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)时(shi)应(ying)严格遵守下列操作要(yao)(yao)领:(1)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)包(bao)、浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)工具(ju)、炉前(qian)处理(li)用的(de)(de)(de)孕育剂(ji)、球化剂(ji)等(deng)使用前(qian)必须(xu)充分(fen)烘干,烘干后才能(neng)使用。(2)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)人(ren)员必须(xu)按要(yao)(yao)求(qiu)穿好工作服,并配戴防(fang)护眼镜,工作场地应(ying)通(tong)畅无阻。浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)包(bao)内的(de)(de)(de)金属液不宜过满,以免(mian)在输送和(he)(he)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)时(shi)溢(yi)出(chu)伤人(ren)。(3)正确选择浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)速度(du),即开始时(shi)应(ying)缓慢(man)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu),便于(yu)对准浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)口,减(jian)少熔融金属对砂型的(de)(de)(de)冲击和(he)(he)利于(yu)气体(ti)(ti)排出(chu);随后快速浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu),以防(fang)止冷隔(ge);快要(yao)(yao)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)满前(qian)又应(ying)缓慢(man)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu),即遵循慢(man)、快、慢(man)的(de)(de)(de)原则(ze)。(4)对于(yu)液态收缩和(he)(he)凝(ning)固(gu)收缩比较大(da)的(de)(de)(de)铸(zhu)(zhu)件,如中(zhong)、大(da)型铸(zhu)(zhu)钢件,浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)后要(yao)(yao)及时(shi)从浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)口或冒口补(bu)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。(5)浇(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)时(shi)应(ying)及时(shi)将铸(zhu)(zhu)型中(zhong)冒出(chu)的(de)(de)(de)气体(ti)(ti)点(dian)燃顺(shun)气,以免(mian)由于(yu)铸(zhu)(zhu)型憋气而产生(sheng)气孔,以及由于(yu)气体(ti)(ti)的(de)(de)(de)不完全燃烧而损害人(ren)体(ti)(ti)健康和(he)(he)污染空气。

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