《鑄造工藝流程》課件

鑄造工藝流程鑄造工藝是一種制造金屬制品的重要工藝,通過復(fù)雜的工序?qū)⑷廴诮饘僮⑷肽＞?最終獲得所需的零件。掌握鑄造工藝流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)對提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。鑄造簡介鑄造工藝簡介鑄造是一種將熔融金屬澆注入模具中并使其凝固成型的加工工藝。它是金屬制造中最常用的生產(chǎn)方式之一。鑄造模具鑄造過程中使用特制的模具來賦予鑄件所需的形狀和尺寸。模具材料包括砂、金屬、陶瓷等。鑄造工藝流程鑄造工藝一般包括模具制作、熔煉澆注、冷卻除砂、熱處理等多個步驟,是一個復(fù)雜的工藝過程。鑄造工藝原理模型創(chuàng)型首先制作出所需鑄件的模型,該模型將用于創(chuàng)建鑄型。模型的形狀和尺寸直接決定了鑄件的最終形狀。澆注原理將熔融金屬澆注進(jìn)鑄型,待其冷卻凝固成型,再從鑄型中取出鑄件。這個過程是通過金屬的液態(tài)、固態(tài)轉(zhuǎn)化完成的。冷卻收縮鑄件在冷卻過程中會發(fā)生收縮,為此需要設(shè)計適當(dāng)?shù)奶畛湎到y(tǒng)來補償收縮并確保鑄件尺寸準(zhǔn)確。后處理加工鑄件成型后通常還需要進(jìn)行去毛刺、修整等加工,以達(dá)到所需的尺寸和質(zhì)量指標(biāo)。鑄型制作選擇砂料根據(jù)鑄件材質(zhì)和尺寸選擇合適的鑄型砂料，如常見的石英砂、焦?fàn)t砂等。制作砂型將砂料與黏結(jié)劑混合，填充到模型表面并壓實成型。小心去除砂型上的缺陷。鑄型預(yù)熱對完成的砂型進(jìn)行預(yù)熱,以提高其強度和抗熱性,確保澆注時不會發(fā)生變形或損壞。制作鑄芯針對鑄件內(nèi)腔設(shè)計制作相應(yīng)的鑄芯,填充于砂型內(nèi)部以塑造特定的空腔。熔煉與澆注1熔煉將金屬原料加熱至熔點以形成液態(tài)金屬2脫渣去除雜質(zhì)和氧化物,控制成分3調(diào)溫調(diào)節(jié)熔體溫度,確保注入溫度合適4澆注將熔融金屬注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型熔煉是將原料金屬加熱至熔點形成液態(tài)金屬的過程。在此過程中還需要進(jìn)行脫渣,調(diào)節(jié)成分和溫度。澆注則是將調(diào)理好的熔融金屬有序地注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中,使其凝固成型。熔煉和澆注是鑄造工藝的關(guān)鍵步驟。冷卻與除砂1自然冷卻鑄件自然在氣氛中冷卻2強制冷卻利用水、風(fēng)或其他冷卻介質(zhì)進(jìn)行強制冷卻3砂芯取出冷卻完成后取出砂芯4除渣打磨對鑄件進(jìn)行打磨清理去除毛邊冷卻與除砂是鑄造工藝流程的關(guān)鍵步驟。鑄件需要通過自然或強制冷卻的方式降溫,在此過程中鑄件還需要取出砂芯并進(jìn)行除渣打磨,清除表面毛刺和其他雜質(zhì),確保鑄件質(zhì)量。這一環(huán)節(jié)直接影響鑄件的尺寸精度、表面質(zhì)量和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。熱處理1退火處理通過控制退火溫度和時間,可以改善鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高其強度和塑性。2淬火處理利用快速冷卻的方式,可以增加鑄件表層的硬度和耐磨性。3回火處理回火可以降低淬火后鑄件的內(nèi)部應(yīng)力,提高其韌性和耐沖擊性。檢驗與修整1外觀檢查檢查產(chǎn)品表面是否存在缺陷2尺寸檢測確保產(chǎn)品尺寸符合設(shè)計要求3強度測試評估產(chǎn)品是否達(dá)到強度標(biāo)準(zhǔn)4表面處理根據(jù)需求進(jìn)行噴砂、拋光等表面處理在制造過程中,我們會對鑄件進(jìn)行全面檢驗,包括外觀檢查、尺寸測量、強度測試等。一旦發(fā)現(xiàn)問題,立即進(jìn)行表面處理或者返工修整,確保每一件鑄件都達(dá)到嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。主要鑄造工藝流程砂型鑄造利用砂類材料制作可重復(fù)使用的砂型模具，通過澆注熔融金屬并冷卻凝固成型的傳統(tǒng)工藝。永久模鑄造采用金屬、陶瓷或石墨等硬質(zhì)材料制作永久性模具，可重復(fù)使用進(jìn)行澆注成型的工藝。壓鑄工藝?yán)酶邏毫⑷廴诮饘僮⑷刖芙饘倌＞叱尚偷目焖俑咝Чに?。適用于制造復(fù)雜薄壁零件。離心鑄造利用離心力將熔融金屬注入模具并冷卻凝固的工藝。適用于制造管件、環(huán)形等具有中空結(jié)構(gòu)的零件。砂型鑄造工藝流程1模型制作根據(jù)設(shè)計圖制作木質(zhì)或樹脂模型2鑄型制作在模型周圍填充適合的鑄型砂，并制成鑄型3澆注將熔融金屬澆注進(jìn)鑄型內(nèi)腔4冷卻與除砂鑄件冷卻后，從鑄型中取出并清理砂型鑄造是最常見的一種鑄造工藝。它以鑄型砂作為主要材料,通過制作模型、填充鑄型砂、澆注金屬熔液等步驟制成鑄件。這種工藝成本低、生產(chǎn)效率高,是鑄造行業(yè)的主流方法之一。永久模鑄造工藝流程模具設(shè)計根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸要求,設(shè)計合理的永久模具結(jié)構(gòu)。模具加工利用數(shù)控加工等技術(shù)制作精密的永久模具。澆注將熔融金屬澆注到預(yù)熱的永久模具中。冷卻與拆模金屬冷卻后,打開模具,取出鑄件。后處理對鑄件進(jìn)行去毛刺、機械加工等處理。壓鑄工藝流程1模具制作根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計,制造具有復(fù)雜形狀的金屬模具,確保尺寸精度和表面光潔度。2熔融金屬注入將金屬加熱至熔融狀態(tài),在高壓下快速注入模具腔體內(nèi),填充成型。3壓力保持冷卻保持高壓力直至金屬完全凝固冷卻,確保產(chǎn)品外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整。離心鑄造工藝流程1金屬熔煉將原材料融化至液態(tài)2離心力澆注將熔融金屬快速注入旋轉(zhuǎn)模具3快速冷卻借助離心力和模具快速冷卻鑄件4脫模與清理將成型的鑄件從模具中取出并清理離心鑄造是一種先進(jìn)的鑄造工藝,利用離心力將熔融金屬快速注入旋轉(zhuǎn)模具,通過離心力和模具快速冷卻,可以獲得致密組織和優(yōu)良的力學(xué)性能。這種工藝特別適用于制造中空、薄壁的復(fù)雜鑄件。投射鑄造工藝流程1模具制作制作精密蠟?zāi)?裝配澆注體將蠟?zāi)Ｑb配成澆注體3陶瓷澆注用陶瓷漿料對澆注體進(jìn)行多層澆注4出爐脫蠟將澆注體置于烤爐中,使蠟?zāi)Ｍ耆渡滂T造是一種高精度鑄造工藝,通過制作精密蠟?zāi)?逐層澆注陶瓷殼模,最后脫蠟燒結(jié)而成。該工藝可制造出復(fù)雜形狀、高精度的鑄件,廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。鋁合金鑄造工藝流程模具預(yù)熱在澆注鋁合金之前,必須對模具進(jìn)行預(yù)熱處理,以保證鋁液能夠順利澆注并凝固。熔煉與保溫將鋁錠按配方進(jìn)行熔煉,并保持適當(dāng)?shù)臏囟?以確保鋁液的流動性和純度。澆注與凝固將熔融的鋁合金澆注進(jìn)預(yù)熱的模具中,并靜待凝固成型。脫模與清理在鑄件完全凝固后,將其從模具中取出,并進(jìn)行去毛刺、除渣等清理加工。熱處理根據(jù)具體產(chǎn)品要求,對鑄件進(jìn)行退火、淬火、回火等熱處理,以優(yōu)化其性能。銅合金鑄造工藝流程1原料準(zhǔn)備首先需要準(zhǔn)備好高純度的銅合金原料,如含銅量高的廢料或合金塊料。2熔煉將原料投入熔煉爐中,通過控制溫度和時間進(jìn)行熔融。3澆注將熔融的銅合金液注入事先制作好的鑄型中,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計。4冷卻銅合金鑄件在進(jìn)行冷卻過程中需要控制冷卻速度,避免產(chǎn)生缺陷。5脫模冷卻結(jié)束后,小心翼翼地將鑄件從鑄型中取出。6后處理對鑄件進(jìn)行拋光、機加工等后續(xù)處理,以滿足最終產(chǎn)品的要求。鐵合金鑄造工藝流程1選料選擇合適的鐵合金原料2熔煉使用電爐或馬弗爐進(jìn)行熔煉3澆注將熔融金屬澆入預(yù)制砂型或金屬模具4冷卻及除砂鑄件冷卻后進(jìn)行表面清理5熱處理根據(jù)鑄件性能需求進(jìn)行合適的熱處理鐵合金鑄造工藝主要包括選料、熔煉、澆注、冷卻及除砂、熱處理等關(guān)鍵步驟。通過精心控制每個工藝環(huán)節(jié),確保鑄件質(zhì)量,滿足產(chǎn)品性能要求。鑄件常見缺陷及成因分析縮孔缺陷由于金屬收縮導(dǎo)致的內(nèi)部空洞，通常出現(xiàn)在壁厚較大的區(qū)域?？赏ㄟ^合理設(shè)計澆注系統(tǒng)和適當(dāng)?shù)臒崽幚韥肀苊?。氣孔缺陷由于鑄造過程中氣體的包裹和溶解導(dǎo)致的內(nèi)部氣孔?？赏ㄟ^優(yōu)化熔煉和澆注工藝來降低。裂紋缺陷由于鑄件在冷卻過程中內(nèi)部應(yīng)力過大導(dǎo)致的裂縫?？赏ㄟ^合理設(shè)計結(jié)構(gòu)和進(jìn)行后續(xù)的熱處理來避免。未填充缺陷由于鑄型內(nèi)部空隙或金屬流動不良導(dǎo)致的局部未完全填充?？赏ㄟ^優(yōu)化澆注系統(tǒng)和提高鐵水溫度來改善?？s孔缺陷定義縮孔是鑄件表面或內(nèi)部出現(xiàn)的一種局部收縮現(xiàn)象,形成凹陷或孔洞。成因由于金屬的體積收縮以及凝固過程中緩慢的熱傳導(dǎo),導(dǎo)致局部收縮。危害縮孔會降低鑄件的強度和使用壽命,影響外觀和密封性能。預(yù)防措施調(diào)整澆注系統(tǒng)、優(yōu)化合金成分、控制鑄造工藝參數(shù)等可有效預(yù)防縮孔缺陷。氣孔缺陷原因復(fù)雜氣孔缺陷可能由多種因素引起,如澆注過程中氣體包裹、熔體收縮、鑄型滲氣等。危害嚴(yán)重氣孔可能導(dǎo)致鑄件強度下降、耐腐蝕性降低,嚴(yán)重影響使用性能。預(yù)防措施合理控制澆注溫度、優(yōu)化澆注工藝、改善鑄型通氣性等可有效預(yù)防氣孔缺陷。檢測方法常用無損檢測方法如射線透照、超聲波探傷等可準(zhǔn)確定位和評估氣孔缺陷。裂紋缺陷裂紋成因鑄件在冷卻過程中產(chǎn)生不均勻的收縮應(yīng)力,加上材料不足以承受這些應(yīng)力,就會導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。裂紋檢測可通過目視檢查、浸染檢查、超聲波檢查等方式來發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷。及時發(fā)現(xiàn)并修補裂紋很重要。裂紋修復(fù)常見的修復(fù)方法包括焊補、填充樹脂等。修復(fù)后還需進(jìn)行熱處理以消除內(nèi)部應(yīng)力。未填充缺陷原因未填充缺陷通常由于澆注過程中鑄料不能完全填滿模腔而造成的。這可能是由于鑄料溫度過低、流動性差、澆注速度過慢或模腔設(shè)計不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е碌?。危害未填充缺陷會影響鑄件的強度和外觀質(zhì)量,嚴(yán)重時還可能導(dǎo)致鑄件失效。這種缺陷通常出現(xiàn)在鑄件的一些復(fù)雜部位或薄壁區(qū)域。預(yù)防措施優(yōu)化澆注溫度和澆注速度改善鑄造材料的流動性優(yōu)化模具和澆注系統(tǒng)設(shè)計加強澆注過程的控制檢測與修復(fù)可通過無損檢測方法如X射線或超聲波檢測未填充缺陷,并采取補焊或局部重鑄等方式進(jìn)行修復(fù)。夾雜物缺陷砂粒夾雜鑄件在鑄造過程中可能夾帶少量砂粒,造成表面粗糙、硬度不均勻等問題。渣球夾雜熔煉時未完全去除的渣滓可能被帶入鑄件內(nèi)部,影響金屬組織和性能。爐料夾雜熔融金屬可能夾帶未溶解的爐料,如石墨、氧化物等,降低鑄件質(zhì)量。表面缺陷粗糙表面由于澆注、成型不當(dāng),導(dǎo)致鑄件表面粗糙不平整,影響美觀和使用性能。尺寸偏差鑄件尺寸不符合要求,可能由于模具制作誤差或收縮率計算不準(zhǔn)確造成。表面縮孔由于凝固速度不均勻?qū)е碌谋砻嫦孪?會影響鑄件外觀和性能。表面裂紋由于鑄件內(nèi)部應(yīng)力過大或冷卻速度過快造成的表面開裂,影響使用壽命。熱處理對鑄件性能的影響鑄件在經(jīng)歷熱處理后,其內(nèi)部組織和性能會發(fā)生顯著變化。不同的熱處理工藝可以提高鑄件的強度、硬度、耐磨性等機械性能,同時還可以改善鑄件的抗腐蝕性和耐熱性。合理的熱處理工藝設(shè)計對于提高鑄件質(zhì)量和使用壽命至關(guān)重要。退火熱處理1退火目的退火工藝通過控制冷卻速度來改善鑄件的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。2退火溫度通常在鑄件熔點以下,在500攝氏度至900攝氏度之間進(jìn)行。3退火時間取決于鑄件厚度,一般從數(shù)小時到數(shù)天不等。淬火熱處理加熱將鑄件加熱到奧斯騰化溫度,使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生相變?？焖倮鋮s立即采用水或油快速冷卻鑄件,形成馬氏體組織。組織變化馬氏體組織具有高硬度和脆性,需要后續(xù)退火處理?；鼗馃崽幚?提高韌性緩解內(nèi)部應(yīng)力，提高材料韌性2調(diào)整性能調(diào)整材料硬度和強度的平衡3改善加工性增加鑄件切削和成形加工的易加工性回火是一種重要的熱處理工藝,通過加熱和緩慢冷卻來調(diào)整鑄件的性能?；鼗鹂梢跃徑鈨?nèi)部應(yīng)力,提高材料的韌性,同時也能調(diào)整硬度和強度的平衡,改善鑄件的加工性。通過精心控制回火溫度和時間,可以得到理想的力學(xué)性能和使用性能。調(diào)質(zhì)熱處理1加熱將鑄件加熱到一定溫度,使其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,提高強度和韌性。2快速冷卻通過淬火或其他手段迅速冷卻,使鑄件的組織和性能得到改善。3回火再次加熱并緩慢冷卻,釋放內(nèi)應(yīng)力,提高韌性,使鑄件達(dá)到理想狀態(tài)。應(yīng)力釋放熱處理1收縮應(yīng)力在高溫下,內(nèi)部組織的重新排布,消除鑄件在成型過程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。2結(jié)構(gòu)改善調(diào)整晶粒組織,提高合金元素的固溶度,改善力學(xué)性能。3表面平整化消除