郑州翌 帆耐火材料有限公司

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铸造专栏

FOUNDRY COLUMN

铸造工艺流程
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  • 产品类别: 铸造专栏
  • 产品描述:
  • 铸造生 产是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序:
    1)生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量和交货期限,制定生 产工艺方案和工艺文件,绘制;

     

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      2)生产准备,包括准备熔化用材料、造型制 芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备;
    3)造型与制芯;
    4)熔化与浇注;
    5)落砂清 理与铸件检验等主要工序。

      成形原理

      铸造生 产是将金属加热熔化,使其具有流动性,然后浇 入到具有一定形状的铸型型腔中,在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。

     

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                                          图1 铸造成形过程

     

      铸件一 般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有 许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求,直接作为零件使用。

      型砂的性能及组成

      1、 型砂的性能

      型砂(含芯砂)的主要 性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。

      2、 型砂的组成

      型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用 原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为 圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土(普通粘土和膨润土)、、树脂、合脂油和植物油等,分别称为粘土砂,、树脂砂、合脂油 砂和植物油砂等。为了进一步提高型(芯)砂的某些性能,往往要在型(芯)砂中加入一些附加物,如煤粉、锯末、纸浆等。型砂结构,如图2所示。

     

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                                         图2 型砂结构示意图

      工艺特点

      铸造是 生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对 于有些脆性金属或合金材料(如各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎是******的加工方法。与其它加工方法相比,铸造工 艺具有以下特点:

      1)铸件可 以不受金属材料、尺寸大 小和重量的限制。铸件材 料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金 和各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长 度可以从几毫米到十几米。

      2)铸造可 以生产各种形状复杂的毛坯,特别适 用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。

      3)铸件的 形状和大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。

      4)铸件一 般使用的原材料来源广、铸件成本低。

      5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。

     

      铸件的手工造型

      手工造型的主要方法

      分为手工造型(制芯)和机器造型(制芯)。手工造 型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成;机器造 型是指主要的造型工作,包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。工量具 友介绍手工造型的主要方法:

      手工造 型因其操作灵活、适应性强,工艺装备简单,无需造型设备等特点,被广泛 应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低,劳动强度较大。手工造型的方法很多,常用的有以下几种:

      1. 整模造型

      对于形状简单,端部为平面且又是******截面的 铸件应采用整模造型。整模造型操作简便,造型时 整个模样全部置于一个砂箱内,不会出现错箱缺陷。整模造 型适用于形状简单、******截面在端部的铸件,如齿轮坯、轴承座、罩、壳等。

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                                                        整模造型

      2.分模造型

      当铸件的******截面不 在铸件的端部时,为了便于造型和起模,模样要 分成两半或几部分,这种造 型称为分模造型。当铸件的******截面在铸件的中间时,应采用两箱分模造型(图3),模样从******截面处分为两半部分(用销钉定位)。造型时 模样分别置于上、下砂箱中,分模面(模样与 模样间的接合面)与分型面(砂型与 砂型间的接合面)位置相重合。两箱分 模造型广泛用于形状比较复杂的铸件生产,如水管、轴套、阀体等有孔铸件。

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                                         套管的 分模两箱造型过程

      铸件形 状为两端截面大、中间截面小,如带轮、槽轮、车床四方刀架等,为保证顺利起模,应采用三箱分模造型。此时分 模面应选在模样的最小截面处,而分型 面仍选在铸件两端的******截面处,由于三 箱造型有两个分型面,降低了 铸件高度方向的尺寸精度,增加了 分型面处飞边毛刺的清整工作量,操作较复杂,生产率较低,不适用于机器造型,因此,三箱造 型仅用于形状复杂、不能用 两箱造型的铸件生产。

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                     三箱分模造型举例

      3.活块模造型

      铸件上 妨碍起模的部分(如凸台、筋条等)做成活块,用销子 或燕尾结构使活块与模样主体形成可拆连接。起模时 先取出模样主体,活块模仍留在铸型中,起模后 再从侧面取出活块的造型方法称为活块模造型。活块模 造型主要用于带有突出部分而妨碍起模的铸件、单件小批量、手工造型的场合。如果这类铸件批量大,需要机器造型时,可以用 砂芯形成妨碍起模的那部分轮廓。

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                                      角铁的 活块模造型工艺过程

      4.挖砂造型

      当铸件 的外部轮廓为曲面(如手轮等)其******截面不在端部,且模样 又不宜分成两半时,应将模样做成整体,造型时 挖掉妨碍取出模样的那部分型砂,这种造 型方法称为挖砂造型。挖砂造 型的分型面为曲面,造型时 为了保证顺利起模,必须把砂挖到模样******截面处(图6)。由于是手工挖砂,操作技术要求高,生产效率低,只适用于单件、小批量生产。

     

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                                    手轮的 挖砂造型的工艺过程

      手工制芯

      型芯用 来形成铸件内部空腔或局部外形。由于型 芯的表面被高温金属液包围,长时间 受到浮力作用和高温金属液的烘烤作用;铸件冷却凝固时,砂芯往 往会阻碍铸件自由收缩;砂芯清理也比较困难。因此造 芯用的芯砂要比型砂具有更高的强度、透气性、耐高温性、退让性和溃散性。

      手工制 芯由于无需制芯设备,工艺装备简单,应用得很普遍。根据砂 芯的大小和复杂程度,手工制 芯用芯盒有整体式芯盒、对开式 芯盒和可拆式芯盒。

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                                         芯盒制芯示意图

      零件、模样、芯盒与铸件的关系

      模样用 来形成铸件的外部轮廓,芯盒用来制作砂芯,形成铸件的内部轮廓。造型时 分别用模样和芯盒制作铸型和型芯。图1 分别表示零件、模样、芯盒和铸件的关系。制造模 样和芯盒所选用的材料,与铸件大小、生产规 模和造型方法有关。单件小批量生产、手工造 型时常用木材制作模样和芯盒,大批量生产、机器造 型时常用金属材料(如铝合金、铸铁等)或硬塑 料制作模样和芯盒。

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             零件、模样、芯盒与铸件的关系

      铸造铸 件常见缺陷分析

      铸造工艺过程复杂,影响铸 件质量的因素很多,往往由 于原材料控制不严,工艺方案不合理,生产操作不当,管理制 度不完善等原因,会使铸件产生各种。常见的名称、特征和产生的原因,见表。

                                    常见及产生原因

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      常见及其预防措施

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      铸造铸 件金属液的浇注

      生产中,浇注时 应遵循高温出炉,低温浇注的原则。因为提 高金属液的出炉温度有利于夹杂物的彻底熔化、熔渣上浮,便于清渣和除气,减少铸 件的夹渣和气孔缺陷;采用较低的浇注温度,则有利 于降低金属液中的气体溶解度、液态收 缩量和高温金属液对型腔表面的烘烤,避免产生气孔、粘砂和缩孔等缺陷。因此,在保证 充满铸型型腔的前提下,尽量采 用较低的浇注温度。

      把金属 液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。浇注操 作不当会引起浇不足、冷隔、气孔、缩孔和夹渣等,和造成人身伤害。

      为确保铸件质量、提高生 产率以及做到安全生产,浇注时 应严格遵守下列操作要领:
    (1)浇包、浇注工具、炉前处理用的孕育剂、球化剂 等使用前必须充分烘干,烘干后才能使用。
    (2)浇注人 员必须按要求穿好工作服,并配戴,工作场地应通畅无阻。浇包内 的金属液不宜过满,以免在 输送和浇注时溢出伤人。
    (3)正确选择浇注速度,即开始时应缓慢浇注,便于对准浇口,减少熔 融金属对砂型的冲击和利于气体排出;随后快速浇注,以防止冷隔;快要浇 满前又应缓慢浇注,即遵循慢、快、慢的原则。
    (4)对于液 态收缩和凝固收缩比较大的铸件,如中、大型铸钢件,浇注后 要及时从浇口或冒口补浇。
    (5)浇注时 应及时将铸型中冒出的气体点燃顺气,以免由 于铸型憋气而产生气孔,以及由 于气体的而损害人体健康和污染空气。

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