重力鑄造基礎(chǔ)理論

重力鑄造基礎(chǔ)理論第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日什么是重力鑄造？

用鐵、鋼或其它金屬型材料作鑄型，在重力作用下，將熔融的金屬注入鑄型而獲得鑄件的工藝方法稱之為重力鑄造。第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日重力鑄造常見的缺陷1、澆不滿2、氣孔3、沙眼、掉砂4、渣孔5、縮料6、裂紋7、歪模、脹模8、變形9、碰傷、切傷10、冷隔、接痕11、砂芯不良12、排氣不良13、其他第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日一、澆不滿（鵬威鑄造M01003-01立栓龍頭）2007-7-5（鵬威鑄造M0402-01立栓龍頭）2007-7-5（鵬威鑄造M5203-01立栓龍頭）2007-7-5（鵬威鑄造M5207-01立栓龍頭）2007-7-5第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日原因分析：

1、澆鑄溫度過低

2、操作技能不熟練

3、銅材晶體組織結(jié)構(gòu)粗大，流動性差

4、銅材成份控制不達(dá)標(biāo)，某些元素偏高或偏低

5、模具溫度偏低、鑄件壁厚太薄，銅液過早凝固

第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日解決方法：1、提高澆鑄溫度（控制在1000℃—1030℃之間）；2、增加進(jìn)澆口橫截面；3、平穩(wěn)流注，嚴(yán)禁中途中斷4、改善銅材晶體結(jié)構(gòu)組織（高溫熔煉，作精煉細(xì)化處理）5、適當(dāng)調(diào)整銅材成份結(jié)構(gòu)（注意控制Cu58.5％-61.0％、Zn37％-39％、Al0.6％-0.7％等含量）6、提高或控制模具溫度（350-450℃之間）第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日二、氣孔第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日在金屬流注時1.占據(jù)型腔的空間，型腔的氣體要排出

2.卷入的氣體要排出3.高溫作用下，燃燒的氣體（樹脂、固化劑、添加劑以及水分）要排出1、設(shè)置專門的排氣塞、道、孔來進(jìn)行排氣2、利用砂芯進(jìn)行排氣3、高溫攪拌金屬液，靜止一段時間讓氣體析出4、控制砂芯沾結(jié)成份的配比，減少燃燒時發(fā)氣量4.金屬自身含有的氣體要析出氣孔是怎么產(chǎn)生的呢？5、砂芯通過烘干處理，避免過多的水分侵入第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日三、砂眼、掉砂(鑄造過程中大面積或孤立掉至重力模型腔的型砂或雜物)哪些因素會影響砂眼、掉砂？1、砂芯強度不夠，投芯合模過程中受震動自表面開始剝落的型砂2、砂芯強度不夠，投芯合模后在金屬液（銅水）高溫沖擊作用下自表面開始剝落的型砂3、投芯過程中未徹底清除型砂殘留在型腔內(nèi)4、砂芯與重力模間隙配合不當(dāng)，在合模過程中因碰撞、摩擦而引起的掉砂（砂芯定位尺寸大于重力模定位尺寸）5、在高溫作用揮發(fā)下，因浸涂液不純含有雜質(zhì)（砂粒、氧化渣在模具型腔而聚結(jié)的附著物第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日這些問題要怎樣去解決呢?選擇適中粒度的型砂,適當(dāng)加大樹枝及固化劑用量,提高砂芯強度

提高砂芯強度,合理設(shè)計澆到進(jìn)澆口截面及位置,調(diào)整模具傾斜角度,避免金屬液直接沖擊砂芯徹底清除重力模型腔的殘余型砂及其它殘留物合理設(shè)計砂芯與重力模定位配合間隙,避免合模過程中對砂芯的碰撞與摩擦調(diào)整模具浸涂時間,控制模具浸液溫度,清除浸涂液雜質(zhì),避免高溫作用下殘留物聚結(jié)于重力模型腔第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日砂眼、掉砂所產(chǎn)生的產(chǎn)品缺陷它影響到鑄造自身不良、拋光不良及加工缺料、漏水第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日4、渣孔

（被金屬液卷入的液渣或在澆鑄過程中急劇氧化在重力模型腔內(nèi)的液渣所造成的凹坑，一般聚結(jié)與鑄件表面）1、在澆鑄過程中，金屬液的浮渣隨從液體一起卷入重力模型腔2、在澆鑄過程中，金屬液在高溫作用下與空氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的氧化物被金屬液體封裹

第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日由模具設(shè)計與鑄造工藝而引起的缺陷

合理設(shè)計流道及進(jìn)澆口截面，使之有較佳的擋渣功能及金屬液流注平穩(wěn)避免直接沖擊砂芯或重力模型腔合理設(shè)計澆口及其它排氣系統(tǒng)，有利于氣體排出合理調(diào)整砂芯成分配比，盡量減小砂芯燃燒時發(fā)氣量，控制各種混雜氣體在高溫作用下發(fā)生氧化反應(yīng)合理調(diào)整模具傾斜角度，盡量控制金屬液流注時對砂芯或重力模直接沖擊解決方法：

第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日上述原因造成的鑄件不良現(xiàn)場實例：第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日5207-02出水管第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日9506-A單孔：第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日

五、縮料鑄造過程中因收縮而引起的內(nèi)外表面所形成的孔洞、凹坑、裂紋等缺陷一般情況下，物體由高溫降制室溫，由液體凝固成固體后體積會變小外、觀形狀發(fā)生變化容易形成孔洞、凹坑等現(xiàn)象在鑄造過程中因鑄件的壁厚不均或散熱方式、凝固條件不同而導(dǎo)致鑄件的凝固順序不會同步進(jìn)行，后凝固的迫使給先凝固的部分提供補縮，當(dāng)澆鑄終斷后，最后凝固的部分無補充來源由自身引起的收縮在特殊情況下，凝固條件受到其它外界因素或客觀條件的干涉而改變了凝固順序所形成的收縮（如氣體、模具的局部溫差等等第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日縮料而引起的鑄件缺陷圖為M9008-B、M5207-02及M0101-01澆道的縮料第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日處理縮料的基本方法：1、物體因物理反應(yīng)所產(chǎn)生的自然收縮現(xiàn)象不可避免，只有通過放大預(yù)留尺寸從設(shè)計的角度上去解決2、通過模具設(shè)計或鑄造工藝去改變鑄件的凝固順序（在縮料位置加冷鐵、抽芯等加速其凝固或?qū)⒈诤褫^厚的位置向下盡可能先凝固）3、設(shè)置專門的補縮系統(tǒng)對縮料部位進(jìn)行補縮（利用澆道、補料樁、冒口進(jìn)行補縮）4、在鑄造過程中，從工藝改善上去延緩、均勻鑄件的收縮（譬如砂芯涂料等）5、放大收縮位置的加工余量第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日

第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日在鑄造過程中，金屬液由高溫冷卻至低溫（常溫或室溫）、由液體凝固后變成固體，體積與外形會收縮，內(nèi)部組織也發(fā)生了變化，收縮時受到阻力或其它外界作用力，這種情況下就會產(chǎn)生裂紋。六、裂紋第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日產(chǎn)生裂紋的幾種原因1、鑄件收縮時，受到金屬模具及自身結(jié)構(gòu)上的阻礙或限制（如凸臺與凸臺之間，抽芯與抽芯之間或它們與模具之間以及自身結(jié)構(gòu)的局限性），因為金屬無退讓性，會形成縮裂、拉裂等等2、在鑄造過程中，鑄件凝固時體積變小則意味著往里面收縮，會產(chǎn)生向內(nèi)腔（砂芯）的作用力，而砂芯在高溫作用下，體積會膨脹，同時向鑄件產(chǎn)生向外的作用力，在兩種力的作用下，如果金屬液處在漿狀體的那一瞬間就會產(chǎn)生裂紋（即金屬液對砂芯的作用力小于砂芯對金屬液的作用力）3、金屬液自身晶體結(jié)構(gòu)分布不均勻、合金組成成分不符合工藝需求，導(dǎo)致凝固時組織不致密受力不均勻而產(chǎn)生裂紋（結(jié)構(gòu)顆粒不均，大小不一、分布無規(guī)律）第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日不同材質(zhì)的結(jié)晶：B級銅材2007年07月05日抽樣C級銅材2007年07月05日抽樣（2007-7-514：27試樣杯，B級銅錠表面光滑細(xì)膩、亮麗，均勻分布）（2007-7-508：45試樣杯，C級銅錠表面粗糙、暗淡無光、分布不均）C級銅材向B級銅錠過渡對比第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日處理方法：合理設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適當(dāng)調(diào)整拔模斜度，增加凸臺、抽芯及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過渡處R角，消除應(yīng)力集中,利于鑄件自由收縮合理設(shè)計鑄件的壁厚，改善鑄件的凝固條件，提高鑄件的力學(xué)性能及機械性能改善砂芯制作的工藝（參數(shù)），降低砂芯的膨脹系數(shù)改善金屬材料晶體組織結(jié)構(gòu),對金屬液進(jìn)行細(xì)化處理（高溫重熔或精煉細(xì)化）設(shè)置專門的補縮系統(tǒng)，對縮料位置進(jìn)行補縮

放大收縮余量，迫使縮料位置移位，然后對其進(jìn)行加工去除第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日1、由模具設(shè)計造成的歪模（概率很?。?、模具往復(fù)使用過程中因摩擦導(dǎo)致定位（銷、孔）間隙加而造成的歪模3、裝配不當(dāng)而引起的歪模4、重力模上下模之間有較硬的夾雜物而引起的脹模5、模具夾緊力不夠而引起的脹模6、高溫作用下氣體的急劇膨脹發(fā)生的脹模7、模具變形分型面不平而產(chǎn)生的盡似脹模

7、歪模、脹模第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日模具變形而引起的脹模第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日解決方法：

1、模具設(shè)計、加工、制作及裝配做控制2、生產(chǎn)時及時檢查及時修復(fù)3、提高裝配精度4、作業(yè)時及時檢查、清除模具中間的夾雜物5、改善夾緊工具的質(zhì)量，提高夾緊力度6、合理設(shè)置模具的排氣系統(tǒng)，有利于氣體的排出7、對變形模具進(jìn)行修復(fù)

您不可以樣樣順利﹐但您可以事事盡心﹔

第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日1、由模具變形而引起鑄件的變形

2、由收縮而引起的變形

3、產(chǎn)品脫模、頂出或夾取引起的變形

4、其它制造過程中導(dǎo)致的變形八、變形第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日1、在鑄造過程中，模具局部或整體在長期高溫作用下內(nèi)部組織發(fā)生變化而導(dǎo)致模具變形，因此要對模具進(jìn)行周期性的修復(fù)

2、從模具設(shè)計或鑄造工藝去改善控制

3、合理調(diào)整開模及頂出時間，產(chǎn)品夾取時避免扭曲、碰傷及其它變形

4、生產(chǎn)過程過程控制（機械運動、切傷、碰傷等等）解決方法：第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日1、鑄件取出在高溫狀態(tài)下因夾取不當(dāng)、跌落、碰撞自表面形成的凹坑

2、因切割、鋸割而形成的片、面性的缺料稱之為切傷

3、由其它機械運動所產(chǎn)生的外界作用力而引起的變形

九、碰傷、切傷第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日鑄件的切傷與碰傷第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日369十、冷隔、接痕冷隔、接痕的產(chǎn)生

1、在充型過程中，由于金屬液所流注的路程、時間不同，在流注時會散失熱量，如果匯溶時溫差大，或溫度過低，彼此之間互不相融或融接不致密就會產(chǎn)生線條狀的接痕與冷隔

2、在流注過程中，因金屬液或模具溫度過低，流注時金屬液熱量散失太快，就會在匯溶時產(chǎn)生冷隔、接痕或澆不滿等現(xiàn)象

3、在流注時，金屬液流注分散不集中，一部分金屬液提前凝固被后凝固的金屬液所包容，致使鑄件形成兩部分以上的組合體，提前凝固的那一部分與鑄件整體就形成小片狀或顆粒性的冷隔

4、因流注時在局部高溫部分的周圍產(chǎn)生的氧化物隔斷了金屬液之間的融接而形成片狀的冷隔第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日鑄件的冷隔與接痕現(xiàn)場產(chǎn)品的缺陷第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日解決方法：1、加大進(jìn)澆口橫截面，增加澆鑄流量，提高澆鑄溫度或模具溫度、縮短鑄件充型時間

2、合理設(shè)計鑄件壁厚與充型順序，分階段充型

3、平穩(wěn)流注，控制金屬液流注集中

4、選擇耐高溫涂料、增加涂層厚度，控制熱結(jié)時發(fā)生氧化，避免或擴散局部熱量過于長時間集中，對金屬模進(jìn)行清涂或特殊處理（熱處理）第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日由砂芯不良而引起的鑄件不良十一、砂芯不良1、有砂芯自身的脹模、空洞、缺砂（缺料）、斷裂、形變（彎曲）、等等不良而引起的鑄件不良（穿孔、流道堵塞、腫瘤等）

2、砂芯的清理不良而導(dǎo)致的鑄件不良

3、由砂芯定位間隙不良而引起的鑄件不良（如偏芯、上浮、壁厚不均等等）

保證砂芯生產(chǎn)品質(zhì)，對砂芯的生產(chǎn)過程進(jìn)行全檢，控制不良砂芯流入下道（澆鑄）工序

澆鑄過程避免砂芯受強烈震動，防止砂芯斷裂，偏移

合理設(shè)計模具定位間隙第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日砂芯不良引起鑄件的缺陷第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日因模具的澆鑄系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)設(shè)計不合理導(dǎo)致充型壓力不夠或氣體無法及時排出而導(dǎo)致鑄件自表面出現(xiàn)的凹坑、缺料等稱為排氣不良十二、排氣不良十二、排氣不良

因模具的澆鑄系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)設(shè)計不合理導(dǎo)致充型壓力不夠或氣體無法及時排出而導(dǎo)致鑄件自表面出現(xiàn)的凹坑、缺料等稱為排氣不良

1、模具沒有設(shè)置專門的排氣系統(tǒng)

2、因澆鑄不當(dāng)導(dǎo)致氣體無法在瞬間排出

3、砂芯的透氣性差排氣不及時

4、砂芯發(fā)氣量高燃燒是揮發(fā)大量的氣體增加了排氣工作量，阻礙了氣體的排出第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日排氣不良造成產(chǎn)品的缺陷第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日1、設(shè)置專門的排氣道、排氣槽、排氣塞液流道或利用分型面、澆道等排氣

2、適當(dāng)調(diào)整模具傾斜角度，平穩(wěn)流注（避免氣體卷入）以利于氣體的排出

3、選擇型砂的粒度、調(diào)整配制參數(shù)增強砂芯的透氣性，利