鑄造成形技術(shù)-鑄造方法

1、鑄造成形技術(shù)(二) 童幸生 2004年8月 砂型鑄造 特種鑄件 一、砂型鑄造：是應(yīng)用最廣泛的鑄造方法。撐 握砂型鑄造是合理選擇鑄造方法和正確設(shè)計(jì) 鑄件的基礎(chǔ)。 1、砂型鑄造的生產(chǎn)流程：【流程圖例】 2、分類：根據(jù)完成造型工序的方法不同， 砂型 鑄造分為以下二種： 【手工造型】緊砂與起模由手工完成。 【機(jī)器造型】緊砂與起模由機(jī)器完成。 手工造型操作靈活，工藝裝備簡(jiǎn)單， 生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，適應(yīng)強(qiáng)?？捎糜诟鞣N 大小形狀的鑄件。但是，手工造型對(duì)工 人的技術(shù)水平要求較高。生產(chǎn)率低，勞 動(dòng)強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，主要用于 單件、小批量的生產(chǎn) 左圖為手工緊砂，右圖為手工起模。 用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作

2、 的造型工序稱機(jī)器造型。 機(jī)器造型生產(chǎn)效率高，改善勞動(dòng)條件， 對(duì)環(huán)境污染小。機(jī)器造型鑄件的尺寸精度 和表面質(zhì)量高，加工余量小。但設(shè)備和工 藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，適用 于中、小型鑄件成批或大批量生產(chǎn)。 1、緊砂方法：、緊砂方法： 震壓緊砂震壓緊砂 點(diǎn)擊播放震壓機(jī)的原理點(diǎn)擊播放震壓機(jī)的原理 其緊砂原理是：多次使充滿型砂的砂箱、 震擊活塞、氣缸等抬起幾十毫米后自由下落， 撞擊壓實(shí)氣缸，多次震擊后砂箱下部型砂由 于慣性力的作用而緊實(shí)。上部較松散的型砂 再用壓頭壓實(shí)。 這種方法所用機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉， 應(yīng)用較普通。但是噪聲大，砂型緊實(shí)度不高， 鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)率還不能生產(chǎn)上的要求。 觀看影像

3、觀看影像 拋拋 砂砂 拋砂機(jī)的拋砂機(jī)頭的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高速葉片， 連續(xù)地將傳送帶運(yùn)來(lái)的型砂在機(jī)頭 內(nèi)初步緊 實(shí)，并在離心力的作用下，型砂呈團(tuán)狀被高 速（3060ms）拋到砂箱中，使型砂逐層 地緊實(shí)。 拋砂緊實(shí)同時(shí)完成鎮(zhèn)砂與緊實(shí)兩個(gè)工序， 生產(chǎn)效率高、型砂緊實(shí)密度均勻。拋砂機(jī)適 應(yīng)性強(qiáng)，可用于任何批量的大、中型鑄型或 大型芯的生產(chǎn)。 觀看影像觀看影像 2、起模方法：、起模方法： 型砂緊實(shí)以后，就要從型砂中正確地 把模樣起出，使砂箱內(nèi)留下完整的型腔。 造型機(jī)大都裝有起模機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力也多 半是應(yīng)用壓縮空氣，目前應(yīng)用廣泛的起 模機(jī)構(gòu)有頂箱、漏模和翻轉(zhuǎn)三種。 頂箱漏模 翻轉(zhuǎn) 頂箱起模頂箱起模 頂箱起模：型砂

4、緊實(shí)后，開(kāi)動(dòng)頂箱機(jī)構(gòu)， 使四根頂桿自模板四角的孔（或缺口）中上 升，而把砂箱頂起，此時(shí)固定模型的模板仍 留在工作臺(tái)上，這樣就完成起模工序。頂箱 起模的造型機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但起模時(shí)易漏砂， 因此只適用于型腔簡(jiǎn)單且高度較 小的鑄型， 多用于制造上箱，以省去翻箱工序。 觀看影像觀看影像 漏模起模漏模起模 漏模起模：采用漏模起模方法，為了避免 起模時(shí)掉砂，將模型上難以起模部分做成可 以從漏板的孔中漏下，即將模型分成兩部分， 模型本身的平面部分固定在模板上，模型上 的各凸起部分可向下抽出，在起模過(guò)程中由 于模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏模 起模機(jī)構(gòu)一般用于形狀復(fù)雜或高度較大的鑄 型。 觀看影像觀看影像

5、 翻箱起模翻箱起模 翻轉(zhuǎn)起模：型砂緊實(shí)后，砂箱夾持器將砂 箱夾持在造型機(jī)轉(zhuǎn)板上，在翻轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)下， 砂箱隨同模板、模型一起翻轉(zhuǎn)180度，然后承 受臺(tái)上升，接住砂箱后，夾持器打開(kāi)，砂箱 隨承受臺(tái)下降，與模板脫離而起模。這種起 模方法不易掉砂。適用于型腔較深，形狀復(fù) 雜的鑄型。由于下箱通常比較復(fù)雜些，且本 身為了合箱的需要，也需翻轉(zhuǎn)180度，因此翻 轉(zhuǎn)起模多用來(lái)制造下箱。 觀看影像觀看影像 除砂型鑄造以外的鑄造方法。從鑄造工藝 角度來(lái)看，鑄件的尺寸精度及表面粗糙度主 要取決于鑄型的質(zhì)量。因此。為了提高鑄件 的表面質(zhì)量，應(yīng)以改進(jìn)鑄型材料或造型工藝 入手。而為了提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量，則主要 依靠改善液態(tài)

6、金屬充填及隨后的冷卻條件。 當(dāng)然，改善液態(tài)金屬的充填條件，提高液態(tài) 金屬的充型能力，也有利于改善鑄件的表面 粗糙度及精度。為了克服砂型鑄造的缺點(diǎn)， 人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，不斷探求新的鑄造方法。 一、金屬型鑄造 將熔融金屬澆入金屬鑄型而獲得鑄件 的方法稱為金屬型鑄造。與砂型不同的 是，金屬型可以反復(fù)使用，故鑄造又稱 永久型鑄造。 觀看影像觀看影像 金屬型的結(jié)構(gòu)類型 其中的垂直分型式由于便于開(kāi)設(shè)內(nèi)澆道、取出鑄件和 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化而應(yīng)用較多。 金屬型一般用鑄鐵或鑄鋼制造，型腔采用機(jī)加工的方 法制成，不妨礙抽芯的鑄件內(nèi)腔可用金屬芯獲得，復(fù)雜 的內(nèi)腔多采用砂芯 金屬型的鑄造工藝生產(chǎn)過(guò)程 觀看影像觀看影像 金屬

7、型鑄造的應(yīng)用 觀看影像觀看影像 金屬型鑄造的特點(diǎn) 金屬型復(fù)用性好，實(shí)現(xiàn)了一型多鑄，可節(jié)省大量造 型材料和工時(shí)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 鑄件力學(xué)性能高，由于金屬導(dǎo)熱性能好，散熱快，使 鑄件結(jié)晶致密，提高了力學(xué)性能。 鑄件尺寸精確，表面粗糙度可達(dá)到ral2563微 米，切削加工余量小，節(jié)約原材料和加工費(fèi)用。 金屬型生產(chǎn)成本高，周期長(zhǎng)，鑄造工藝要求嚴(yán)格，不 適于單件，小批量生產(chǎn)。 由于金屬型的冷卻速度快，不宜鑄造形狀復(fù)雜和大 型薄壁件。金屬型鑄造主要用于大批量生產(chǎn)的、形狀 簡(jiǎn)單的有色金屬件，如飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī) 的鋁活塞、氣缸體、缸蓋、油泵殼體以及銅合金軸瓦、 軸套等。 金屬型鑄造的三大工藝要點(diǎn)

8、 金屬型應(yīng)保持合理的工作溫度鑄鐵件250300，有 色金屬件100250。澆注前要對(duì)金屬型進(jìn)行預(yù)熱， 而在使用過(guò)程中，為防止鑄型吸熱升溫，還必須用散 熱裝置來(lái)散熱。 噴刷涂料其目的是防止高溫的熔融金屬對(duì)型壁直接進(jìn) 行沖擊，保護(hù)型腔。利用涂層厚薄，可調(diào)整和減緩鑄 件各部分冷卻速度，提高鑄件的表面質(zhì)量，涂料一般 由耐火材料（石墨粉、氧化鋅、石英粉等）、水玻璃 粘結(jié)劑和水制成。涂料層厚度約為0l05mm。 掌握好開(kāi)型時(shí)間為防產(chǎn)生裂紋和白口組織,通常鑄鐵件 出型溫度為780950左右,開(kāi)型時(shí)間為1020 s。 二、壓力鑄造 壓力鑄造的工作原理與特征： 熔融金屬在 高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方

9、 法稱為壓力鑄造，簡(jiǎn)稱壓鑄。壓鑄時(shí)所用的 壓力高達(dá)數(shù)十兆帕（甚至超過(guò)200mpa），其 速度約為540ms，熔融金屬充滿鑄型的時(shí) 間為0.010.2s，高壓和高速是壓鑄區(qū)別于一 般金屬型鑄造的重要特征。 觀看影像觀看影像 壓力鑄造是在專用的壓鑄機(jī)上進(jìn)行的。 下圖為壓力鑄造的原理圖 觀看影像觀看影像 （1）臥式冷壓室壓鑄機(jī)的工作過(guò)程 觀看影像觀看影像 （2）立式冷壓室壓鑄機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程 觀看影像觀看影像 （4）壓鑄生產(chǎn)的特點(diǎn)： 觀看影像觀看影像 （3）熱壓室壓鑄機(jī)的工作原理與生產(chǎn)過(guò)程 （下圖工作原理圖） 觀看影像觀看影像 三、熔模鑄造 用易熔材料如蠟料制成模樣，在模樣上包 覆若干層耐火涂料，制成形

10、殼，解出模樣后 經(jīng)高溫焙燒即可饒注的鑄造方法稱熔模鑄造。 熔模鑄造不一定用蠟基模料，也可用松香基 模料、塑料和鹽基模料等，如塑料聚苯乙烯 模、尿素模，是一種精密鑄造方法。 觀看影像觀看影像 熔模鑄造 熔模鑄造的工藝過(guò)程 觀看影像觀看影像 熔模鑄造的應(yīng)用 觀看影像觀看影像 熔模鑄造的特點(diǎn)： 熔模鑄造沒(méi)有分型面，型殼內(nèi)表面光潔，耐火度高， 可以生產(chǎn)尺寸精度高和表面質(zhì)量好的鑄件，可實(shí)現(xiàn)少 切削或無(wú)切削加工，尺寸精度ct47，表面粗糙精度 ra1.6一12.5。 能鑄出各種合金鑄件，尤其適合鑄造高熔點(diǎn)、難切削 加工和用別的加工方法難以成形的合金，如耐熱合金、 磁鋼、不銹鋼等。 可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件

11、，最小壁厚可達(dá)03mm， 最小鑄孔直徑達(dá)05mm。 熔模鑄造工藝過(guò)程復(fù)雜，工序多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)（4 15天），生產(chǎn)成本高。而且由于熔模易變形，型殼強(qiáng) 度不高等原因，熔模鑄件的質(zhì)量一般在 25kg以內(nèi)。熔 模鑄造用來(lái)生產(chǎn)那些形狀復(fù)雜、熔點(diǎn)高、難于切削加 工的小型零件如汽輪機(jī)葉片。 四、低壓鑄造 低壓鑄造是介于金屬型鑄造和壓力鑄造之 間的一種鑄造方法 低壓鑄造的基本原理： 觀看影像觀看影像 在一個(gè)盛有液態(tài)金屬的密封坩堝中，由進(jìn)氣管通入 干燥的壓縮空氣或惰性氣體，由于金屬液面受到氣體 壓力的作用，金屬液則自上而下地沿升液導(dǎo)管和澆口 充滿鑄型的型腔，保持壓力直至鑄件完全凝固。消除 金屬液面上壓力后，這時(shí)

12、升液導(dǎo)管及澆口中尚未凝固 的金屬因重力作用而回流坩堝中。然后打開(kāi)鑄型取出 鑄件。 低壓鑄造 低壓鑄造設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程： 觀看影像觀看影像 低壓鑄造所用壓力較低（一般低于0.1mpa）， 設(shè)備簡(jiǎn)單充型平穩(wěn)，對(duì)鑄型的沖刷力小，鑄型可 用金屬型也可用砂型。鑄件在壓力下結(jié)晶，組織 致密，質(zhì)量較高。廣泛應(yīng)用于鋁合金、銅合金及 鎂合金鑄件。如發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋、曲軸、葉輪、 活塞等。 低壓鑄造的特點(diǎn)： 觀看影像觀看影像 五、離心鑄造 離心鑄造是將熔融金屬澆入繞水平、傾斜 或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型，在離心力作用下，凝固 成形的鑄件的軸線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄 造方法。鑄件多是簡(jiǎn)單的圓筒形，不用芯子 即可形成圓筒內(nèi)孔。 觀看影像觀看影像 離心鑄造必須在離心鑄造機(jī)上進(jìn)行。離心 鑄造可分立式和臥式兩類 立式離心鑄造機(jī)： 臥式離心鑄造機(jī)： 觀看影像觀看影像觀看影像觀看影像 離心鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用 不需要型芯就可直接生產(chǎn)筒、套類鑄件，使鑄造工藝大 大簡(jiǎn)化，生產(chǎn)率高、成本低。 在離心力作用下，金屬?gòu)耐庀騼?nèi)定向凝固，鑄