鑄造工藝具體分析與介紹

1、鑄造工藝具體分析與介紹1 鑄造鑄造還可按金屬液的澆注工藝分為重力鑄造和壓力鑄造。 重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱(chēng)澆鑄。廣義 的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造，泥模鑄造等；窄義的重力鑄造專(zhuān)指金屬型澆鑄。壓力鑄造是指金屬液在其他外力（不含重力）作用下注入鑄型的工藝。廣義的壓力鑄造包括壓鑄機(jī)的壓力鑄造和真空鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等；窄義的壓力鑄造專(zhuān)指壓鑄機(jī)的金屬型壓力鑄造，簡(jiǎn)稱(chēng)壓鑄。這幾種鑄造工藝是目前有色金屬鑄造中最常用的、也是相對(duì)價(jià)格最低的。 2 砂型鑄造砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料，制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。 砂型一般采用重力鑄造，有特殊要求時(shí)也可采用

2、低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣，小件、大件，簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具，以前多用木材制作，通稱(chēng)木模。旭東精密鑄件廠為改變木模易變形、易損壞等弊病，除單件生產(chǎn)的砂型鑄件外，全部改為尺寸精度較高，并且使用壽命較長(zhǎng)的鋁合金模具或樹(shù)脂模具。雖然價(jià)格有所提高，但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多，在小批量及大件生產(chǎn)中，價(jià)格優(yōu)勢(shì)尤為突出。此外，砂型比金屬型耐火度更高，因而如銅合金和黑色金屬等熔點(diǎn)較高的材料也多采用這種工藝。但是，砂型鑄造也有一些不足之處：因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一次，獲得鑄件后鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低；又因?yàn)樯暗恼w性質(zhì)軟

3、而多孔，所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低，表面也較粗糙。不過(guò)，旭東精密鑄件廠集多年的技術(shù)積累，已大大改善了砂型鑄件的表面狀況，其拋丸后的效果可與金屬型鑄件媲美。 3 金屬型鑄造是用耐熱合金鋼制作鑄造用中空鑄型模具的現(xiàn)代工藝。 金屬型既可采用重力鑄造，也可采用壓力鑄造。金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用，每澆注一次金屬液，就獲得一次鑄件，壽命很長(zhǎng)，生產(chǎn)效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強(qiáng)度要比砂型的更高，更不容易損壞。因此，在大批量生產(chǎn)有色金屬的中、小鑄件時(shí)，只要鑄件材料的熔點(diǎn)不過(guò)高，一般都優(yōu)先選用金屬型鑄造。但是，金屬型鑄造也有一些不足之處：因?yàn)槟蜔?/p>

4、合金鋼和在它上面做出中空型腔的加工都比較昂貴，所以金屬型的模具費(fèi)用不菲，不過(guò)總體和壓鑄模具費(fèi)用比起來(lái)則便宜多了。對(duì)小批量生產(chǎn)而言，分?jǐn)偟矫考a(chǎn)品上的模具費(fèi)用明顯過(guò)高，一般不易接受。又因?yàn)榻饘傩偷哪＞呤苣＞卟牧铣叽绾托颓患庸ぴO(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制，所以對(duì)特別大的鑄件也顯得無(wú)能為力。因而在小批量及大件生產(chǎn)中，很少使用金屬型鑄造。此外，金屬型模具雖然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用，而用于黑色金屬鑄造就更少了。旭東精密鑄件廠的金屬型模具全部是自行設(shè)計(jì)、自行制造，因而能更及時(shí)地為客戶(hù)提供價(jià)廉、適用的優(yōu)質(zhì)模具。 4 壓鑄壓鑄是在壓鑄機(jī)

5、上進(jìn)行的金屬型壓力鑄造，是目前生產(chǎn)效率最高的鑄造工藝。 壓鑄機(jī)分為熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)兩類(lèi)。熱室壓鑄機(jī)自動(dòng)化程度高，材料損耗少，生產(chǎn)效率比冷室壓鑄機(jī)更高，但受機(jī)件耐熱能力的制約，目前還只能用于鋅合金、鎂合金等低熔點(diǎn)材料的鑄件生產(chǎn)。當(dāng)今廣泛使用的鋁合金壓鑄件，由于熔點(diǎn)較高，只能在冷室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。壓鑄的主要特點(diǎn)是金屬液在高壓、高速下充填型腔，并在高壓下成形、凝固，壓鑄件的不足之處是：因?yàn)榻饘僖涸诟邏?、高速下充填型腔的過(guò)程中，不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內(nèi)部，形成皮下氣孔，所以鋁合金壓鑄件不宜熱處理，鋅合金壓鑄件不宜表面噴塑（但可噴漆）。否則，鑄件內(nèi)部氣孔在作上述處理加熱時(shí)，將遇熱膨脹而致

6、使鑄件變形或鼓泡。此外，壓鑄件的機(jī)械切削加工余量也應(yīng)取得小一些，一般在0.5mm左右，既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密層，露出皮下氣孔，造成工件報(bào)廢。消失模簡(jiǎn)介消失模鑄造（又稱(chēng)實(shí)型鑄造）是用泡沫塑料（EPS 、STMMA或EPMMA）高分子材料制作成為與要生產(chǎn)鑄造的零件結(jié)構(gòu)、尺寸完全一樣的實(shí)型模具，經(jīng)過(guò)浸涂耐火涂料（起強(qiáng)化、光潔、透氣作用）并烘干后，埋在干石英砂中經(jīng)三維振動(dòng)造型，澆鑄造型砂箱在負(fù)壓狀態(tài)下澆入熔化的金屬液，使高分子材料模型受熱氣化抽出，進(jìn)而被液體金屬取代冷卻凝固后形成的一次性成型鑄造新工藝生產(chǎn)鑄件的新型鑄造方法。 對(duì)于消失模鑄造有多種不同的叫法，國(guó)

7、內(nèi)主要的叫法還有“干砂實(shí)型鑄造”“負(fù)壓實(shí)型鑄造”， 簡(jiǎn)稱(chēng)EPS 鑄造。國(guó)外的叫法主要有：lost foam process ( USA ) 、policast process ( Italy ) 等。 與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造技術(shù)具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，被國(guó)內(nèi)外鑄造界稱(chēng)為“21世紀(jì)的鑄造技術(shù)”和“鑄造工業(yè)的綠色革命”。 消失模鑄造有下列特點(diǎn)：1、鑄件質(zhì)量好，成本低；2、材質(zhì)不限，大小皆宜；3、精度高、表面光潔、減少清理、節(jié)省機(jī)加；4、內(nèi)部缺陷大大減少，鑄件組織致密； 5、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)；6、適用于相同鑄件的大批量生產(chǎn)鑄造；7、適用于人工操作與自動(dòng)化流水線生產(chǎn)運(yùn)行控制；8、生產(chǎn)線的生

8、產(chǎn)狀態(tài)符合環(huán)保技術(shù)參數(shù)指標(biāo)要求；8、可以大大改善鑄造生產(chǎn)線的工作環(huán)境與生產(chǎn)條件、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少能源消耗。 消失模鑄造工藝簡(jiǎn)介： 1，泡塑珠粒的選用：消失模鑄造專(zhuān)用的泡沫珠粒有三種。 可發(fā)性聚苯乙烯樹(shù)脂珠粒（簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）； 可發(fā)性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹(shù)脂珠粒（簡(jiǎn)稱(chēng)STMMA）； 可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲脂樹(shù)脂珠粒 （簡(jiǎn)稱(chēng)EPMMA）。 常用可發(fā)性聚苯乙烯樹(shù)脂珠粒（EPS），用于鑄造有色金屬、灰鐵及一般鋼鑄。 珠粒特點(diǎn)：半透明珠粒，預(yù)發(fā)泡倍數(shù)4060，粒徑為0.180.80亳米（6種尺寸）， 一般選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10。 2，模型制作：有兩種情況： 由

9、泡塑珠粒制作：予發(fā)泡熟化發(fā)泡成型冷卻出模 予發(fā)泡 EPS珠粒在加入模具前，要先進(jìn)行予發(fā)泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸。 予發(fā)泡過(guò)程決定了模型的密度、尺寸穩(wěn)定性及精度，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。適用于EPS珠粒予發(fā)泡的方法有三種：熱水予發(fā)泡、蒸汽予發(fā)泡和真空予發(fā)泡。真空予發(fā)泡的珠粒發(fā)泡率高，珠粒干燥，應(yīng)用較多。 熟化 經(jīng)予發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風(fēng)的料倉(cāng)中一定時(shí)間。以便使珠粒泡孔內(nèi)外界壓力平衡，使珠粒具有彈性和再膨脹能力，除去珠粒表面的水分。熟化時(shí)間在848小時(shí)。 發(fā)泡成型 將予發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內(nèi)，加熱，使珠粒再次膨脹，填滿(mǎn)珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型

10、。出模前必須進(jìn)行冷卻，使模型降溫至軟化溫度以下，模型硬化定形后，才能出模。出模后還應(yīng)有模型干燥及尺寸穩(wěn)定的時(shí)間。設(shè)備有蒸缸及自動(dòng)成形的成型機(jī)兩種。 由泡塑板材制作：泡塑板材電阻絲切割粘結(jié)模型 對(duì)簡(jiǎn)單模型，可利用電阻絲切割裝置，將泡塑板材切割成所需的模型。 對(duì)復(fù)雜模型，首先用電阻絲切割裝置，將模型分割成幾個(gè)部分，然后進(jìn)行粘，使之成為整體模型。 3，模型組合成簇：是將自行加工好（或外購(gòu)）的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇，這種組合有時(shí)在涂料前進(jìn)行，有時(shí)在涂層制備后埋箱造型時(shí)進(jìn)行。是消失模（實(shí)型）鑄造不可缺少的一道工序。 目前使用的粘結(jié)材料：橡膠乳液、樹(shù)脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。 4，模

11、型涂層：實(shí)型鑄造泡塑模型表面必需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內(nèi)殼。其涂層的作用是為了提高EPS模型的強(qiáng)度和剛度，提高模型表面抗型砂沖刷能力，防止加砂過(guò)程中模型表面破損及振動(dòng)造型及負(fù)壓定型時(shí)模型的變形，確保鑄件的尺寸精度。 外購(gòu)的消失模鑄造專(zhuān)用涂料,在涂料攪拌機(jī)內(nèi)加水?dāng)嚢?使其得到合適的粘度。攪拌后的涂料放入容器內(nèi),用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆。一般涂?jī)杀?，使涂層厚度?.5 2mm。據(jù)鑄件合金種類(lèi)、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小不同選定。涂層在4050下烘干。 5，振動(dòng)造型：我們介紹常用的一種造型方法（兩種方法之一）。 其工序包括如下工序：砂床制備放置EPS模型填砂密封定型 砂床制備 將帶有抽氣室

12、的砂箱放在振動(dòng)臺(tái)上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在50100mm以上），振動(dòng)緊實(shí)。 型砂為無(wú)粘結(jié)劑、無(wú)填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高，可選用較粗的砂，鋁合金采用較細(xì)砂子。型砂經(jīng)處理后要反復(fù)使用。 砂箱為單面開(kāi)口、設(shè)有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機(jī)構(gòu)的砂箱。 放置EPS模型 振實(shí)后，其上據(jù)工藝要求放置EPS模型組，并培砂固定。 填砂 加入干砂（幾種加砂方法），同時(shí)施以振動(dòng)（X、Y、Z三個(gè)方向），時(shí)間一般為3060秒，使型砂充滿(mǎn)模型的各個(gè)部位，且使型砂的堆積密度增加。 密封定型 砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂?！罢辰Y(jié)”在

13、一起，維持鑄型澆注過(guò)程不崩散，稱(chēng)之為“負(fù)壓定型。較為常用。 6，澆注置換EPS模型一般80左右軟化，420480時(shí)分解。分解產(chǎn)物有氣體、液體及固體三部分。熱分解溫度不同，三者含量不同。 實(shí)型鑄造澆注時(shí)，在液體金屬的熱作用下，EPS模型發(fā)生熱解氣化， 產(chǎn)生大量氣體，不斷通過(guò)涂層型砂，向外排放，在鑄型、模型及金屬間隙內(nèi)形成一定氣壓，液體金屬不斷地占據(jù)EPS模型位置，向前推進(jìn)，發(fā)生液體金屬與EPS模型的置換過(guò)程。置換的最終結(jié)果是形成鑄件。 澆注操作過(guò)程采用慢快慢。并保持連續(xù)澆注，防止?jié)沧⑦^(guò)程斷流。澆后鑄型真空維持35分鐘后停泵。澆注溫度比砂型鑄造的溫度高3050。 7，冷卻清理冷卻后，實(shí)型鑄造落砂最

14、為簡(jiǎn)單，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離。分離出的干砂處理后重復(fù)使用。樹(shù)脂砂鑄造工藝的特點(diǎn)鑄件精度高:樹(shù)脂砂鑄造是一種近無(wú)余量、精確成型的新工藝,該工藝無(wú)需取模、無(wú)分型面、無(wú)砂芯,因而鑄件沒(méi)有飛邊、毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。鑄件表面粗糙度可達(dá)Ra3.2至12.5m；鑄件尺寸精度可達(dá)CT7至9；加工余量最多為1.5至2mm，可大大減少機(jī)械加工的費(fèi)用，和傳統(tǒng)砂型鑄造方法相比，可以減少40%至50%的機(jī)械加工間。設(shè)計(jì)靈活:為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了充分的自由度?？梢酝ㄟ^(guò)泡沫塑料模片組合鑄造出高度復(fù)雜的鑄件。無(wú)傳統(tǒng)鑄造中的砂芯 因此不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)砂型

15、鑄造中因砂芯尺寸不準(zhǔn)或下芯位置不準(zhǔn)確造成鑄件壁厚不均。清潔生產(chǎn) 型砂中無(wú)化學(xué)粘結(jié)劑,低溫下泡沫塑料對(duì)環(huán)境無(wú)害,舊砂回收率95%以上。5.降低投資和生產(chǎn)成本 減輕鑄件毛坯的重量,機(jī)械加工余量小。 樹(shù)脂砂鑄造工藝與其他鑄造工藝一樣，有它的缺點(diǎn)和局限性，并非所有的鑄件都適合采用消失模工藝來(lái)生產(chǎn)，要進(jìn)行具體分析。主要根據(jù)以下一些因素來(lái)考慮是否采用這種工藝。1.鑄件的批量 批量越大,經(jīng)濟(jì)效益越可觀。2.鑄件材質(zhì) 其適用性好與差的順序大致是:灰鑄鐵-非鐵合金-普通碳素鋼-球墨鑄鐵-低碳鋼和合金鋼;通過(guò)必要的準(zhǔn)備以不致使工藝實(shí)驗(yàn)、調(diào)試周期過(guò)長(zhǎng)。3.鑄件大小 主要考慮相應(yīng)設(shè)備的使用范圍（如振實(shí)臺(tái)，砂箱）。4.

16、樹(shù)脂砂鑄造的結(jié)構(gòu) 鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜就越能體現(xiàn)消失模鑄造工藝的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)于結(jié)構(gòu)上有狹窄的內(nèi)腔通道和夾層的情況,采用消失模工藝前需要預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),才能投入生產(chǎn)。V法造型V法造型即V法（V - Process），是一種真空密封造型鑄造方法，又稱(chēng)負(fù)壓造型。 （一）工藝過(guò)程 a. 將預(yù)先加熱好的塑料薄膜在負(fù)壓作用下，吸貼到模樣，模板的整個(gè)表面上，然后在薄膜上均勻地噴上快干涂料。 b. 將帶有抽氣室的沙箱放上。 c. 充填不加粘結(jié)劑，水分及附加物的干沙，邊加砂邊微微振動(dòng)，以保證干沙填滿(mǎn)砂箱。刮平，并在砂箱頂部再覆蓋料 膜，通過(guò)砂箱箱壁抽真空。 d. 翻箱、起模，由于大氣壓力的作用，塑料薄膜均勻地貼

17、在砂型上，而使型砂處于緊實(shí)狀態(tài)，取出模樣，達(dá)到硬度為90度左右的砂型。 e. 合型，鑄型的負(fù)壓狀態(tài)一直維持到澆注，鑄件凝固完成后。 f. 負(fù)壓解除后，鑄型自行潰散，可方便地從鑄型干砂中取出鑄件。 （二）V法造型特點(diǎn) 1. 優(yōu)點(diǎn) （1）干砂造型，簡(jiǎn)化了砂處理，舊砂回收率達(dá)95%以上。 （2）在模樣表面覆蓋薄膜，模樣不與砂型直接接觸，便于起模，模樣起模斜度很小或沒(méi)有，提高了鑄件尺寸精度，減少了對(duì)模樣的磨損。 （3）在負(fù)壓下澆注，金屬液流動(dòng)性好，可澆出2-3mm的薄壁鑄件。 （4）不必采用振動(dòng)落砂等設(shè)備，改善了車(chē)間環(huán)境。 2.缺點(diǎn) 造型操作復(fù)雜，小鑄件造型生產(chǎn)率不高。從造型、合型、澆注直到鑄件落砂，

18、都要對(duì)鑄型保持負(fù)壓，這對(duì)機(jī)械化流水生產(chǎn)帶來(lái)一定困難。另外，塑料薄膜的伸長(zhǎng)率和成形性的限制，影響該法應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。 （三）應(yīng)用范圍 用于生產(chǎn)中等大小、形狀簡(jiǎn)單較精密的鑄件，可用于鑄鐵、鑄鋼和非鐵合金，各種批量生產(chǎn)中。 （四）工藝裝備 1.真空系統(tǒng) 真空泵，電動(dòng)機(jī)，真空表，濾氣罐，分配罐和抽氣支管等組成。真空泵常用水環(huán)式真空泵，為防止粉塵進(jìn)入泵內(nèi)，在泵前裝有一濾氣罐。 2.造型系統(tǒng) （1）型板及模樣 （2）微振振實(shí)臺(tái) 可用可調(diào)式電磁振動(dòng)器。 （3）薄膜烘烤器 可使用遠(yuǎn)紅外板作加熱元件，效率高，也可用火焰或電阻元件加熱遠(yuǎn)紅外線板烘烤。 （五）V法造型工藝 （1）干砂 （2）塑料薄膜 （3）涂料 （4）澆注及出氣系統(tǒng) （5）澆注溫度 （6）負(fù)壓及保壓時(shí)間 （7）鑄