鑄造生產(chǎn)新工藝

1、.鑄造生產(chǎn)新工藝隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對鑄造提出優(yōu)質(zhì)、低耗、高效、少污染的要求。目前，一些新的科技成果正逐步走出試驗(yàn)室，與傳統(tǒng)工藝結(jié)合創(chuàng)造出新的鑄造方法，以不斷滿足機(jī)械制造方面新的特殊需要。一、低壓鑄造低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。低壓鑄造介于重力鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。澆注時(shí)壓力和速度可人為控制，故可適用于各種不同的鑄型；充型壓力及時(shí)間易于控制，所以充型平穩(wěn)；鑄件在壓力下結(jié)晶，自上而下定向凝固，所以鑄件致密，力學(xué)性能好，金屬利用率高，鑄件合格率高。圖4-34為J45低壓鑄造機(jī)，其工藝過程（圖4-3

2、5）是：在密封的坩堝（或密封罐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，并保持坩堝內(nèi)液面上的氣體壓力，一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使開液管中未凝固的金屬液流入坩堝，再由氣缸開型并推出鑄件。圖4-34 J45低壓鑄造機(jī)（a）合型 （b）壓鑄 （c）取出鑄件圖4-35 低壓鑄造示意圖1-鑄型；2-升液管；3-坩堝爐；4-鋁液；5-鑄件低壓鑄造具有液體金屬充型比較平穩(wěn)，鑄件成形性好，鑄件組織致密，機(jī)械性能高，勞動(dòng)條件好，設(shè)備簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)型鑄造實(shí)型鑄造是用聚苯乙烯泡沫塑料制成帶有澆冒口的鑄模，造型時(shí)填入砂

3、型不需取模。澆注時(shí)，鑄模被高溫金屬液氣化，金屬液便取代原鑄模的位置而凝固成鑄件。實(shí)型鑄造又稱 “氣化模鑄造”或“全模鑄造”。實(shí)型鑄造沒有分型面不用取模，可大大簡化造型操作工藝。但同時(shí)它對型砂、造型方法、涂料及澆冒口也提出了新的要求。其工藝過程如圖4-36所示。 （a）泡沫塑料模 （b）造型 （c）澆注 （d）鑄件無毛刺、飛邊圖4-36 實(shí)型鑄造工藝過程實(shí)型鑄造的優(yōu)點(diǎn)是：能節(jié)約大量木材；由于聚苯乙烯泡沫塑料的比重小, 所以使制模操作方便、工序簡化，大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；泡沫塑料模表面光潔，可提高鑄件的表面光潔度。主要缺點(diǎn)是模樣只能使用一次，模樣易變形以及模樣汽化、蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體會(huì)污

4、染環(huán)境。適于鑄造大、中型各種金屬合金的鑄件，最大鑄件可達(dá)數(shù)噸，目前己能澆注質(zhì)量較好的鑄鐵件，并逐步應(yīng)用于鑄鋼件的生產(chǎn)。三、垂直分型無箱射壓造型在造型、下芯、合型及澆注過程中，鑄型的分型面呈垂直狀態(tài)（垂直于地面）的無箱射壓造型法稱為垂直分型無箱射壓造型，其工藝特點(diǎn)見圖4-37所示，主要適用于中小鑄件的大批量生產(chǎn)。垂直分型無箱射壓造型工藝的優(yōu)點(diǎn)是：采用射砂填砂又經(jīng)高壓壓實(shí)，砂型硬度高且均勻，鑄件尺寸精確，表面粗糙度低；無需砂箱，從而節(jié)約了有關(guān)砂箱的一切費(fèi)用；一塊砂型兩面成形，既節(jié)約型砂，生產(chǎn)效率又高；可使造型、澆注、冷卻、落砂等設(shè)備組成簡單的直線流水線，占地省。其主要缺點(diǎn)是：下芯不如水平分型時(shí)方便

5、，下芯時(shí)間不允許超過7 s 8s，否則將嚴(yán)重降低造型機(jī)的生產(chǎn)效率；模板、芯盒及下芯框等工裝費(fèi)用高。圖4-37 DISA垂直分型無箱射壓造型機(jī)工藝過程1-射砂板；2-壓實(shí)模板；3-反壓模板（a）正反壓模板組成造型室，射砂（b）正壓模板實(shí)型砂（c）反壓模板退出，完成起模 （d）正壓模板將砂型推出，合型（e）正壓模板退回，完成起模（f）反壓模板復(fù)位，關(guān)閉造型室四、多觸頭高壓造型高壓造型的壓實(shí)比壓大于0.7MPa，砂型緊實(shí)度高，鑄件尺寸精度較高，鑄件表面粗糙度低，鑄件致密性好，與脫箱或無箱射壓造型相比，高壓造型輔機(jī)多，砂箱數(shù)量大，造價(jià)高，需造型流水線配套。比較適用于汽車制造類生產(chǎn)批量大、質(zhì)量要求高的現(xiàn)

6、代化生產(chǎn)，我國各大汽車制造廠已有這類生產(chǎn)線的引進(jìn)。多觸頭由許多可單獨(dú)動(dòng)作的觸頭組成，可分為主動(dòng)伸縮的主動(dòng)式觸頭和浮動(dòng)式觸頭。使用較多的是彈簧復(fù)位浮動(dòng)式多觸頭，如圖4-38所示。當(dāng)壓實(shí)活塞1向上推動(dòng)時(shí)，觸頭4將型砂從余砂框3壓人砂箱2，而自身在多觸頭箱體5的相互連通的油腔內(nèi)浮動(dòng)，以適應(yīng)不同形狀的模樣，使整個(gè)型砂得到均勻的緊實(shí)度。多觸頭高壓造型通常也配備氣動(dòng)微振裝置，以便增加工作適應(yīng)能力。（a）原始位置 （b）壓實(shí)位置圖4-38 多觸頭高壓造型工作原理1-壓實(shí)活塞；2-砂箱；3-余砂框；4-高壓觸頭；5-多觸頭箱體五、真空密封造型真空密封造型主要用于生產(chǎn)汽油機(jī)缸體、缸蓋及鐵路機(jī)車配件等。真空密封造

7、型一種全新的物理造型方法，其基本原理是在特制的砂箱內(nèi)，填入無水無粘結(jié)劑的干石英砂，用塑料薄膜將砂箱密封后抽成真空，借助鑄型內(nèi)外的壓力差(約40kPa)使型砂緊實(shí)和成形。真空密封造型又稱真空薄膜造型、減壓造型、負(fù)壓造型，適用于生產(chǎn)薄壁、面積大、形狀不太復(fù)雜的扁平鑄件。主要優(yōu)點(diǎn)是：鑄件尺寸精確，能澆出2mm3mm的薄壁部分；鑄件缺陷少，廢品率可控制到1.5以下；砂型成本低、損耗少，回用率在95以上；噪聲小、粉塵少，工作環(huán)境比較好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。缺點(diǎn)是：對形狀復(fù)雜、比較高的鑄件覆膜成形困難，工藝裝備較復(fù)雜，造型生產(chǎn)率比較低。真空密封造型過程(圖4-39)：通過抽氣箱抽氣，將預(yù)先加熱好的塑料薄膜吸貼到模

8、樣表面上；放置砂箱，充填型砂，微振緊實(shí)；刮平，覆背膜，抽真空，使砂型保持一定的真空度；在負(fù)壓狀態(tài)下起模、下芯、合型澆注；鑄件凝固后恢復(fù)常壓，型砂自行潰散，取出鑄件。圖4-39 真空密封造型過程示意圖1-模板；2-抽氣箱；3-發(fā)熱元件；4-塑料薄膜；5-砂箱；6-型砂；7-背膜；8-型腔；9-鑄件（a）模板（b）加熱薄膜（c）覆膜、抽真空（d）放砂箱（e）填砂（f）緊實(shí)（g)起模（h)合型（i）落砂問題討論1.什么是鑄造？鑄造生產(chǎn)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？2.簡述砂型鑄造的生產(chǎn)過程。3.型（芯）砂應(yīng)具有哪些性能？這些性能對鑄件質(zhì)量有何影響？4.手工造型的方法有那幾種？選用的主要依據(jù)是什么？5.制芯時(shí)應(yīng)采用那些工藝措施？6.制造模樣和芯盒時(shí)應(yīng)注意哪些問題？7.機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)是什么？緊砂與起模有哪些方式？8.澆注系統(tǒng)有哪幾部分組成？其主要作用是什么？9.冒口的作用是什么？其設(shè)置的原則是什么？10.試述金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。11.試述壓力鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。12.簡述熔模鑄造的工藝過程。它有何特點(diǎn)？用于何種場合？13.合金的鑄造性能有哪些？其影響因素是什么？14.何謂鑄造應(yīng)力？如何減小和消除應(yīng)力？15.沖天爐的爐料有哪幾部分組成？各起什么作用？16.鑄件有哪