鑄造基礎(chǔ)知識教程a

1、鑄造基礎(chǔ)知識介紹v鑄造生產(chǎn)是機械制造工業(yè)中制做機械零件或者零件毛坯的重要方法。鑄造是指制造鑄型、熔煉金屬，并將熔融金屬液澆注到具有與零件形狀相似的鑄型型腔內(nèi)，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀和性能的金屬件（鑄件）的方法。大多數(shù)鑄件毛坯需要再經(jīng)過切削加工制成機械零件。在一定工藝條件下，鑄造也可以生產(chǎn)少削精密零件毛坯或無切削的零件。鑄造成形實質(zhì)上是利用熔融金屬的流動性能實現(xiàn)成形的。當然，鑄造作為一種方法也可以推廣到其它材料上的成形。例如，塑料件的成形等。鑄件和鍛件的特點v1、鑄件是用鑄造的方法做出的件，鑄造是有模具或模型,往里面倒液態(tài)金屬,鑄出來的件。v 鍛件一般是把鋼鐵加熱到奧氏體狀態(tài)下，然后利用模

2、具用沖擊力,使其成型而成的零件。v2、將工件輕敲，聽其撞擊聲，通常鑄件發(fā)悶聲，鍛件聲音較脆。v3、鑄件表面總有些鑄造痕跡，如表面較粗糙，型箱接縫處有凸起，局部有砂的痕跡，澆冒口痕跡等。v 鍛件表面有鍛造痕跡，如有鍛造氧化皮，表面有鍛錘壓過的痕跡。v4、鑄件容易產(chǎn)生鑄造缺陷：如成型收縮孔、沙眼、分形面、澆注孔；v 鍛件可以避免和減輕鑄件的缺陷，而且還能保留有金屬的流線性，可顯著提高金屬材料的力學(xué)性能。 v5、鑄件的優(yōu)點是生產(chǎn)成型方便，制造成本低，工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件 。v 鍛件工期較長，成本高，只能鍛造外形簡單工件。實例：汽車發(fā)動機曲軸、機床床身、飛機葉輪、汽車發(fā)動機曲軸、

3、機床床身、飛機葉輪、 航天航天 器內(nèi)精密復(fù)雜件等鑄件。器內(nèi)精密復(fù)雜件等鑄件。鑄造過程鑄造過程1）造型和制芯直到裝配）造型和制芯直到裝配,得到鑄型得到鑄型2）金屬熔煉）金屬熔煉得到成分、溫度合格的金屬得到成分、溫度合格的金屬液液3）澆注，）澆注， 型腔內(nèi)冷卻凝固型腔內(nèi)冷卻凝固4）清理，）清理， 檢驗。得到不同形狀、性能要求檢驗。得到不同形狀、性能要求的鑄件。的鑄件。鑄造的方法1、砂型鑄造 砂型鑄造是用型砂緊實成型的鑄造方法。型砂來源廣泛，價格低廉，砂型鑄造方法適應(yīng)性強，因而是目前生產(chǎn)中用得最多、最基本的鑄造方法。 2、特種鑄造 特種鑄造與砂型鑄造不同的其它鑄造方法，如熔模鑄造、消失模鑄造、離心鑄

4、造等。它們之中還可再分為若干種鑄造方法。 鑄造方法的選擇v 鑄造主要工藝過程包括：金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等)等。鑄造方法常用的是砂型鑄造，其次是特種鑄造方法，如：金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造.等。v砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機粘結(jié)劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等,如下圖：鑄造方法選擇的原則v1優(yōu)先采用砂型鑄造優(yōu)先采用砂型鑄造 據(jù)統(tǒng)計，我國或是國際上，在全部鑄件產(chǎn)量中，6070的鑄件是用砂型生產(chǎn)的，而且其中70左右是用粘土砂型生產(chǎn)的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短。所以象汽車

5、的發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤，而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達幾十噸。v 一般來講，對于中、大型鑄件，鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產(chǎn)，可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件，但成本較高。 當然，砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表面光潔度、材質(zhì)的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差，所以當鑄件的這些性能要求更高時，應(yīng)該采用其它鑄造方法，例如熔模（失臘）鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。 v2鑄造方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng)鑄造方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng) 例如砂型鑄造

6、，大量生產(chǎn)的工廠應(yīng)創(chuàng)造條件采用技術(shù)先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高，工人勞動強度大，噪聲大，不適應(yīng)大量生產(chǎn)的要求，應(yīng)逐步加以改造。對于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產(chǎn)線、實型造型生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產(chǎn)線、氣沖造型線，以適應(yīng)快速、高精度造型生產(chǎn)線的要求，造芯方法可選用：冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯。 v單件小批生產(chǎn)的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求比較靈活，不要求很多工藝裝備。可以應(yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃

7、砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對于單件生產(chǎn)的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產(chǎn)快。批量生產(chǎn)或長期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜，雖然模具、砂箱等開始投資高，但可從節(jié)約造型工時、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補償。 低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法，因設(shè)備和模具的價格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。v3造型方法應(yīng)適合工廠條件造型方法應(yīng)適合工廠條件 例如同樣是生產(chǎn)大型機床床身等鑄件，一般采用組芯造型法，不制作模樣和砂箱，在地坑中組芯；而另外的工廠則采用砂箱造型法，制作模樣。不同的企業(yè)生產(chǎn)條件（包括設(shè)備、場地、員工素質(zhì)等）、生產(chǎn)習(xí)慣、所積累的經(jīng)驗各不一樣，應(yīng)該根

8、據(jù)這些條件考慮適合做什么產(chǎn)品和不適合（或不能）做什么產(chǎn)品。v4要兼顧鑄件的精度要求和成本要兼顧鑄件的精度要求和成本 各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同，初投資和生產(chǎn)率也不一致，最終的經(jīng)濟效益也有差異。因此，要做到多、快、好、省，就應(yīng)當兼顧到各個方面。應(yīng)對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算，以確定經(jīng)濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。 鑄件公差v鑄件公差見GB6414-1999鑄件尺寸公差與機械加工余量.pdf基于兩個前提：基于兩個前提： 一是液態(tài)合金（流體）借重力或壓力，充滿一是液態(tài)合金（流體）借重力或壓力，充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力力

9、充型能力（流動性）充型能力（流動性） 一是液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫一是液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫過程中，其體積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象，稱合過程中，其體積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象，稱合金金收縮性。收縮性。1. 合金流動性合金流動性 液態(tài)合金本身在鑄型內(nèi)的流動能力液態(tài)合金本身在鑄型內(nèi)的流動能力合金流動合金流動性性 流動性好，鑄件成形容易，表面質(zhì)量好，流動性好，鑄件成形容易，表面質(zhì)量好， 形狀、形狀、尺寸精度高。流動性差，鑄件會產(chǎn)生澆不到、冷隔尺寸精度高。流動性差，鑄件會產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷。等缺陷。v 在相同的澆注條件下，合金的流動性逾好，所澆在相同的澆注條件下，合金的流動性逾好，所

10、澆注出的試樣逾長。注出的試樣逾長。v 試驗得出：灰口鑄鐵、硅黃銅流動性最好，鑄鋼試驗得出：灰口鑄鐵、硅黃銅流動性最好，鑄鋼流動性最差。流動性最差。影響因素影響因素v 合金種類及合金成分；合金種類及合金成分； v 澆注溫度；澆注溫度；v 充型壓力；充型壓力；v 鑄型內(nèi)流動阻力等。鑄型內(nèi)流動阻力等。2. 鑄件凝固與收縮鑄件凝固與收縮 （1） 液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫液態(tài)合金從澆注、凝固直至冷卻至室溫過程中，其體積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象過程中，其體積或尺寸自然縮減的現(xiàn)象收收縮性?？s性。（2）合金的收縮性及其對鑄件質(zhì)量的影響?。┖辖鸬氖湛s性及其對鑄件質(zhì)量的影響取決于鑄件的凝固方式。決于鑄件的凝

11、固方式。v按鑄件壁厚分布均勻程度不同（即冷卻快慢不同）分為：按鑄件壁厚分布均勻程度不同（即冷卻快慢不同）分為：v 順序凝固（或稱定向凝固順序凝固（或稱定向凝固)；薄部先凝固，厚部后凝固，；薄部先凝固，厚部后凝固，冒口最后凝固。冒口最后凝固。v同時凝固（厚薄不同部位趨近同時凝固，金屬液從薄部同時凝固（厚薄不同部位趨近同時凝固，金屬液從薄部引入）。引入）。123 同時凝固同時凝固（3） 液態(tài)合金收縮過程液態(tài)合金收縮過程v分為三個階段：液態(tài)收縮；分為三個階段：液態(tài)收縮； 凝固收縮；固態(tài)收縮凝固收縮；固態(tài)收縮v液態(tài)收縮與凝固收縮主要表現(xiàn)為體積的縮減，產(chǎn)生液態(tài)收縮與凝固收縮主要表現(xiàn)為體積的縮減，產(chǎn)生縮孔、縮松。