铸造工艺培训教材.pptx

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第4章 金属材料成形工艺 4.1 常用金属铸造工艺 将熔化的金属液浇注到具有与零件形状相适应的铸型型腔中,待其凝固、冷却后,获得零件或毛坯的生产方法称为铸造。用铸造方法得到的毛坯或零件称为铸件。 铸造具有如下特点: (1)可以制造各种形状的铸件,且铸件形状和尺寸与零件很接近,节约金属,节省工时。 (2)铸件的尺寸和重量几乎不受限制。 (3)可以适应各种材料,特别是低塑性及不能锻造和焊接的材料。 (4)铸造用原材料来源广,价格低廉,可回收利用。 铸造生主要可分为砂型铸造和特种铸造两类。其中砂型铸造是铸造生产中的最基本的方法。;4.1.1 砂型铸造工艺 砂型铸造是指用模样(型芯)在型(芯)砂制造的砂型中注入金属液,获得铸件的方法。其工艺过程如图4.1所示。;2 造型 制造铸型的工艺过程称为造型,造型分手工造型和机器造型两大类。 (1)手工造型。手工造型时紧砂和起模用手工完成,操作灵活,适应性强,模样成本低,但铸件质量较差,生产率低,劳动强度大,主要用于单件、小批生产。 (2)机器造型。机器造型是用模板和砂箱在专门的造型机上进行造型。它使填砂、紧砂和起模等操作实现机械化。其生产率高,铸型质量好,改善了工人劳动条件,适于大批生产。 3 造芯 当铸件有内腔时,一般需制作型芯。型芯用芯盒制成,芯盒结构有整体式、对开式和拆开式三种,如图4.3所示。造芯方法也分手工造芯和机器造芯两种。;1.手工造芯 手工将芯砂填入芯盒,经紧实修整后制成型芯。形状简单、高度不大的型芯用整体式芯盒;回转体及形状对称的型芯用对开式芯盒;形状复杂的大、中型型芯采用拆开式芯盒。 2.机器造芯 机器造芯用于成批、大量生产的型芯,常用方法有振压式造芯和射芯法。;(4)内浇道。把金属液直接导入型腔的通道。利用内浇道的位置、大小和数量,可以控制金属液进入型腔的速度和方向。; (3)铸造内应力、变形和裂纹 ①铸造内应力。铸件在凝固和冷却过程中由于收缩不均匀和相变等因素而引起的内应力,称铸造应力。铸造应力是铸件产生变形、裂纹等缺陷的主要原因。 ②变形。当铸件中存在着内应力时,其厚的部分受拉应力,薄的部分受压应力,铸件将自发地通过变形来减少或消除内应力。对变形量较大的铸件,可用反变形法或开设拉筋。重要铸件,可用时效处理彻底去除残余应力。 ③裂纹。当铸造应力超过合金的强度极限时,铸件便产生裂纹。裂纹分热裂纹与冷裂纹两种。 ;4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表:;4.2 特种铸造简介 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法,如金属型铸造、熔模铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。 4.2.1 金属型铸造 将金属液浇入到金属铸型中,依靠重力作用而获得铸件的铸造方法称为金属型铸造。金属型可以重复使用,所以又称为“永久型铸造”。 1.金属型铸造的特点及应用范围 金属型铸造:金属型使用寿命长,节约造型工时,提高生产率;铸件尺寸精度高,表面粗糙度小;铸件冷却快,晶粒细小,力学性能好;铸件工艺利用率高,金属液消耗量少。缺点是金属型生产周期长,成本高;铸型无退让性和透气性;铸件易形成白口,不易生产大型、复杂铸件。金属型铸造适于大批量生产有色金属合金铸件。 2.金属型的构造及铸造工艺特点 根据分型面位置的不同,金属型一般分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式等。如图4.5所示。其中垂直分型式便于设置浇冒口及取出铸件,易于实现机械化,所以应用最多。;图4.5 金属型的结构;1 熔模铸造的工艺过程 熔模铸造的工艺过程见图4.7所示。;4.2.3 压力铸造与低压铸造 1 压力铸造 压力铸造是在高压下,快速将液态或半液态金属压入金属型中,并在压力下充型、凝固的一种铸造方法。压铸与其他铸造方法相比有如下优点: (1)压铸件可获得高的尺寸精度,粗糙度小,铸件晶粒细密,强度和硬度提高很多。 (2)在高速高压下充型,可铸出薄壁复杂件及各种孔眼、螺纹及花纹等。 (3)生产率高,且易于实现自动化生产。 (4)经济效益好,省料,省工时,省设备。 压铸也存在一些缺点:如压力设备及压型投资大,只适于定型产品的大量生产;型腔中气体难以完全排出,铸件易产生细小的气孔和缩松;压铸件不能热处理,以免加热时气体膨胀使铸件变形;压铸件的塑性低,不宜在冲击和振动的情况下工作。压力铸造适于有色金属的中小型薄壁件的大量生产。;2 低压铸造 低压铸造是介于一般重力铸造(金属型、砂型、壳型等)与压力铸造之间的一种铸造方法。其基本原理如图4.9所示,在储有一定温度金属液的密封坩埚中通入干燥的压缩空气或惰性气体,使坩埚内的金属液在气体压力作用下自下而上地通过升液管和浇道压入型腔内,继续保持一定的压力,直到型腔内的金属液全部凝固为止,然后撤除液面上的压力,使升液管和浇

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