鑄造工藝原理和總結(jié)

鑄造工藝原理和總結(jié)一、實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)及應(yīng)用鑄造定義是指熔煉金屬、制造鑄型、并將熔融金屬澆注入鑄型內(nèi)、凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法。鑄造實(shí)質(zhì)：是利用熔融金屬的流動(dòng)性能實(shí)現(xiàn)成形。鑄件：用鑄造方法得到的金屬零件。鑄型：形成鑄件形狀的工藝裝置。鑄造的特點(diǎn)1） 成形方便、適應(yīng)性強(qiáng)?尺寸、形狀不受限制長(zhǎng)度從幾mm-20m；厚度從0.5-500mm;重量從幾克-幾百?lài)崳?材料的種類(lèi)和零件形狀不受限制。2） 生產(chǎn)成本較低（與鍛造比）?設(shè)備費(fèi)用低；?減少加工余量，節(jié)省材料；?原材料來(lái)源廣泛。3） 組織性能較差?晶粒粗大、不均勻；?力學(xué)性能差；-工序繁多、易產(chǎn)生鑄造缺陷。4） 工作條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大。3、 鑄造的應(yīng)用1） 形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件：箱體、缸體和殼體；2） 尺寸大、質(zhì)量大的零件，如床身、重型機(jī)械零件；3） 力學(xué)性能要求不高，或主要承受壓應(yīng)力作用的零件，如底座、支架；4） 特殊性能要求的零件，如球磨機(jī)的磨球、拖拉機(jī)的鏈軌。4、 鑄造成形的基本工序二、金屬的鑄造性能——是指金屬材料鑄造成形的難易程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)：流動(dòng)性和收縮性。（一） 流動(dòng)性——是指熔融金屬有流動(dòng)能力1、 表示方法螺旋試樣長(zhǎng)度L，如L鑄鋼=20mm，L鑄鐵=1800mm，鑄鐵的流動(dòng)性比鑄鋼好。2、 影響流動(dòng)性的因素1） 化學(xué)成分：共晶合金最好，純金屬差；2） 澆注溫度：T澆愈高，保溫時(shí)間愈長(zhǎng)，流動(dòng)性愈好，但收縮性大和澆毀鑄型。經(jīng)驗(yàn)：“高溫出爐，低溫澆注”。3） 鑄型類(lèi)別影響鑄型蓄熱能力和透氣性；如、干砂型〉濕砂型＞金屬型。4） 鑄型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚的鑄型〉復(fù)雜、壁薄的鑄型。3、 流動(dòng)性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響流動(dòng)性好：鑄件形狀完整、輪廓清晰；利于氣體和夾雜物上浮排出和補(bǔ)償；流動(dòng)性不好：產(chǎn)生澆不到和冷隔、氣孔和夾雜等缺陷。4、 防止流動(dòng)性不好缺陷方法調(diào)整化學(xué)成分、提高澆注溫度和改善鑄型條件。（二） 收縮性——指澆注后熔融金屬逐漸冷卻至室溫時(shí)總伴隨著體積和尺寸縮小的特性。1、表示方法：體收縮率（液體）和線收縮率（固體）2、 影響收縮率的因素1） 化學(xué)成分2） 澆注溫度愈高，收縮率愈大，體收縮率（1.6%/100笆）。3） 鑄型強(qiáng)度愈高，鑄件結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，對(duì)收縮量的影響愈大。3、 收縮性對(duì)鑄件質(zhì)量的影響收縮率愈小愈好，即尺寸愈精確、組織愈致密，否則易產(chǎn)生鑄造缺陷：縮孔和縮松：鑄造應(yīng)力、變形和裂紋。三、鑄造方法1、 砂型鑄造手工造型和機(jī)器造型1） 手工造型特點(diǎn)比較靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，但生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鑄件的質(zhì)量較差。2） 手工造型應(yīng)用小批量、新產(chǎn)品試制、工藝裝備的制作、機(jī)器的修理和重型復(fù)雜鑄件。3） 機(jī)器造型過(guò)程4） 機(jī)器造型特點(diǎn)和應(yīng)用生產(chǎn)率高、鑄件質(zhì)量好、不受工人技術(shù)水平或情緒影響、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、工作條件好，但成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，適合大批量生產(chǎn)。2、 特種鑄造方法：熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心、鑄造、陶瓷型、磁型鑄造；1）熔模鑄造（1） 定義是指用易熔材料（如蠟）制成模樣，在模樣上包覆若干層耐火涂料，制成型殼，熔出模樣后經(jīng)高溫熔澆即可澆注的方法。（2） 過(guò)程：兩次造型、兩次澆注。母模f壓型…熔蠟…鑄造單個(gè)蠟樣…組合蠟樣f結(jié)殼（多次浸涂料、撒砂、干硬）f加熱脫蠟制成殼型f填砂造型、焙澆f澆注f落砂、清理f鑄件特點(diǎn)?精度高可達(dá)半精加工的精度(IT11-IT14,Ra12.5-3.2),因模樣加工精確、逐個(gè)修理、無(wú)起模和合型。?適應(yīng)性強(qiáng)各種金屬材料鑄造，特別是鑄鋼和耐熱合金；不需起模、結(jié)構(gòu)形狀不限;?生產(chǎn)率低工序繁多、周期長(zhǎng)。應(yīng)用各種批量、主要用于高熔點(diǎn)金屬材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的小零件。金屬型鑄造定義指用重力澆注，將熔融金屬澆入金屬鑄型獲得鑄件的方法。過(guò)程(以垂直分型為例)金屬鑄型組成：底座、定型、動(dòng)型、型芯、定位銷(xiāo)。噴刷涂料…定位…鎖緊f澆注f分型f取鑄件特點(diǎn)?生產(chǎn)率高一型多鑄、凝固快、即取、連續(xù)生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；?精度較高可達(dá)粗加工后的精度，IT12-IT16,Ra25-12.5；?組織性能好快冷、過(guò)冷度大、組織細(xì)密，性能比砂型鑄件提高10%-20%；?節(jié)省材料?但易產(chǎn)生鑄造缺陷金屬流動(dòng)性差f澆不足、冷隔；收縮應(yīng)力大f裂紋；透氣性差f氣孔；冷卻快f白口鑄鐵。應(yīng)用大批量、中小型、簡(jiǎn)單零件；多用于有色金屬，很少用于黑色金屬。壓力鑄造定義指熔融金屬在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。過(guò)程壓鑄型：定型、動(dòng)型(活塞、壓室)及金屬芯組成。合型…澆注f壓射f開(kāi)型f頂出鑄件特點(diǎn)?生產(chǎn)率高自動(dòng)化生產(chǎn)，充型快，50-150次/小時(shí)，最高500次/小時(shí)，其它同金屬型;?精度高可達(dá)半精加工后的精度，IT11-IT13,Ra6.3-1.6，不經(jīng)加工可用；?組織性能高過(guò)冷度大且在壓力下結(jié)晶、組織更細(xì)密，性能比砂型提高25%-30%，也比金屬型性能好；?但因排氣性差，存在許多皮下小氣孔，受熱后鑄件表面突起或變形；?壓鑄機(jī)貴重、投資大。應(yīng)用大批量；汽車(chē)、電子儀表等部門(mén)，一些均勻薄壁、形狀復(fù)雜的零件，如氣缸、化油器等；多用于有色金屬。離心、鑄造定義是指將熔融金屬澆注繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型，在離心、力的作用下凝固，成形的鑄件線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。分為：立式(用于園環(huán)件)和臥式(用于管材)，鑄型可金可砂。過(guò)程鑄型旋轉(zhuǎn)f澆注…定向凝固f分型、取件特點(diǎn)?組織性能好定向凝固的組織致密、性能優(yōu)良；不易產(chǎn)生縮孔、氣孔、夾雜等缺陷；?成本低設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；不需造芯和開(kāi)設(shè)澆、冒口，省工少料；?鑄件內(nèi)孔尺寸不準(zhǔn)確、表面也比較粗糙。（4）應(yīng)用主要應(yīng)用于大批量各種圓筒狀鑄件的生產(chǎn)，特別是內(nèi)表面質(zhì)量要求不高的鑄件，但需增大加工余量來(lái)保證表面質(zhì)量，例、鑄鐵管、滑動(dòng)軸承。四、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性定義：是指所設(shè)計(jì)的零件在滿(mǎn)足使用要求的前提下，鑄造成形的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即鑄造成形的難易程度。良好的鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)金屬的鑄造性能和鑄造工藝性。1、適應(yīng)鑄造性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則----鑄件壁的設(shè)計(jì)要求1） 合理壁厚在滿(mǎn)足鑄件最小允許壁厚的前提下，盡量可能薄一點(diǎn)，即能保證熔融金屬具有良好的流動(dòng)性，又能避免產(chǎn)生因收縮量過(guò)大而引起的鑄造缺陷（如縮孔）。2） 均勻壁厚 是指各部分的壁厚冷卻速度均勻。內(nèi)壁隔墻薄、四周壁應(yīng)厚。目的：減小應(yīng)力、變形和開(kāi)裂；防止熱節(jié)產(chǎn)生縮孔。3） 過(guò)渡連接?結(jié)構(gòu)圓角避免熱節(jié)形成；改善應(yīng)力分布；避免砂型損壞和產(chǎn)生砂眼。?均勻交接鑄件上不同方向的壁或肋交接時(shí)，應(yīng)避免造成金屬聚集（熱節(jié)），而產(chǎn)生縮孔。?采用圓角、斜面、圓錐逐步過(guò)渡目的：防止應(yīng)力集中而開(kāi)裂。4） 大平面傾斜目的：利用填充和排氣排查。5） 減小變形（同熱處理）對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)、增設(shè)加強(qiáng)肋。6） 自由收縮目的：有利減小因收縮應(yīng)力而引起的應(yīng)力開(kāi)裂和變形。2、適應(yīng)鑄造工藝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則----鑄件形狀設(shè)計(jì)要求1） 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 輪廓平直、分形面簡(jiǎn)單和最少。?直線代曲面、模樣成本低、便于分起模；?結(jié)構(gòu)緊湊、減少造型材料的消耗、砂箱尺寸和生產(chǎn)面積。2） 減少型芯芯多成本高、不便排氣和清理。?開(kāi)式結(jié)構(gòu)代替閉式結(jié)構(gòu)；?凹抗擴(kuò)展為凹槽；（節(jié)省外芯）?凸緣外伸代內(nèi)伸；（砂垛代芯）3） 便于芯的固定目的：省芯