❶ 什么是铸造
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求,使用的方法也会有所不同。
概述
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型,待其凝固成形的加工方式。被铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等,普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等)
早期
中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。 早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的,受陶器的影响很大。
发展
中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件-晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
近代
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步 ,要求铸件各种机械物理性能更好,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展,保证了铸件质量的提高和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。
铸造定义
(GB/T5611-1998)
铸造-熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间.铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
铸造分类
主要有砂型铸造和特种铸造2大类。
1 普通砂型铸造,利用砂作为铸模材料,又称砂铸,翻砂,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类,但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低,因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点是铸模制作耗时,铸模本身不能被重复使用,须破坏后才能取得成品。
1.1 砂型(芯)铸造方法:湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、实型铸造、负压造型。
1.2砂芯制造方法:是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。在生产中,从总体上可分为手工制芯和机器制芯。
2特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。
2.1 金属模铸造法
利用熔点较原料高的金属制作铸模。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。
受制于铸模的熔点,可被铸造的金属也有所限制。
2.2 脱蜡铸造法
这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。
先以蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸),然后熔解模中的蜡,并抽离铸模。其后铸模需要多次加以高温,增强硬度后方可用以铸造。
此方法具有良好的准确性,更可用作高熔点金属(如钛)的铸造。但由于陶瓷价格颇高,而且制作需要多次加热和复杂,故成本颇为昂贵。
成型工艺
1.重力浇铸:砂铸,硬模铸造。依靠金属自身重力将熔融金属液浇入型腔。
2.压力铸造:低压浇铸,高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
铸造工艺通常包括
①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;
②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金;
③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到更高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
优点:1、可以生产形状复杂的零件,尤其是复杂内腔的毛坯;
2、适应性广,工业常用的金属材料均可铸造,几克到几百吨;
3、原材料来源广,价格低廉,如废钢、废件、切屑等;
4、铸件的形状尺寸与零件非常接近,减少了切削量,属于无切削加工;
5、应用广泛,农业机械中40%~70%、机床中70%~80%的重量都是铸件。
缺点:1、机械性能不如锻件,如组织粗大,缺陷多等;
2、砂型铸造中,单件、小批量生产,工人劳动强度大;
3、铸件质量不稳定,工序多,影响因素复杂,易产生许多缺陷。
铸造的缺陷对铸件质量有着重要的影响,因此,为选择铸造合金和铸造方法打好基础,应从铸件的质量入手,并结合铸件主要缺陷的形成与防治。
❷ 铸造和锻造对金属的性能有什么影响,二者区别何在
铸造:是把没有形状的金属液变成有形状的固体。
锻造:是把一种形状固体变成另一种形状的固体。
铸造,是将熔融的金属浇铸到模型中获得铸件的过程。铸造专业侧重的是金属熔炼过程,以及浇铸过程中工艺的控制。
锻造是固态下的塑性成型,有热加工,冷加工之分,像挤压、拉拔、墩粗,冲孔等都属于锻造。
锻造是慢慢成型,铸造是一次成型。
铸造:熔融的液态金属填满型腔冷却。制件中间易产生气孔。
锻造:主要是在高温下用挤压的方法成型。可以细化制件中的晶粒。
❸ 合金的铸造性能对铸件的质量会产生什么影响
一般指合金在液态的流动性 也就是充型性能
一般来说合金在相对低温状态下的充型性能越好 铸件越容易成型
同时 适合做结构复杂的件 薄壁件 等
❹ 砂型铸造对铸造工艺的影响是什么
砂型铸造是铸造工艺中的一种,砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。目前,国际上,在全部铸件生产中,60~70%的铸件是用砂型生产的,而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。
主要原因在于:砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。因砂型铸造具有以上的优势,所以,其在铸造产业中应用越来越广泛。未来,其将会在铸造业中扮演着越来越重要的角色。
砂型铸造也有一些不足之处:因为每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;又因为砂的整体性质软而多孔,所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙。
❺ 浇铸时影响铸件质量主要因素是什么
第一是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。
第二是机床铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸铜件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。
第三要有合理的铸造工艺。即根据机床铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。
第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。
❻ 金属的铸造性能主要用什么衡量它们对铸件质量有何影响
金属的铸造性能一般用流动性和收缩性来衡量。
合金的铸造性能表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。
金属的铸造性能包括:合金的流动性、凝固特性、收缩性、吸气性。
流动性
流动性是指液态合金本身的流动(充型)能力。
流动性好的合金:
a、易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件;
b、有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除;
c、易于补缩和热裂纹的弥合。
合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长,流动性越好。
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常用合金的流动性(砂性,试样截面8×8mm)
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影响合金流动性因素:
a、合金性质方面
纯金属、共晶合金流动性好;亚、过共晶合金流动性差。
b、铸型和浇注条件
提高流动性措施:
。提高铸型透气性,降低导热系数;
。确定合理的浇注温度;
。提高金属液的压头;
。浇注系统结构简单。
c、铸件结构
铸件壁厚>最小允许壁厚
2.收缩性
收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和变裂等缺陷产生的原因。
收缩三个阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩
液态收缩、凝固收缩(形成缩孔、缩松---体收缩率)、
固态收缩(产生变形和变裂---线收缩率)
几种铁碳合金的体积收缩率
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铸件的缩孔和缩松
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缩孔和缩松的防止
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缩孔位置的确定
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❼ 金属的铸造性能用什么衡量对铸件的质量有何影响
金属的铸造性能一般用流动性和收缩性来衡量。
合金的铸造性能表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。
❽ 铸件质量包括哪些内容,影响铸件质量的因素有哪些方面
铸件要用到铸造模具,铸造模具也是影响铸件质量的一项因素其次是确性和外表光洁度,直接影响泵和液压系统的办公速率,能+羭缕耗费和气蚀的进展等;柴油机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管儿等铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响引擎发动机的办公生存的年限。
影响铸件品质的因素众多,第1是铸件的预设工艺性。施行预设时,除开要依据办公条件和金属材料性能来确认铸件几何式样、尺寸体积外,还务必从铸造合金和铸造工艺特别的性质的角度来思索问题预设的合理性,即表面化的尺寸效应和凝结、收缩、应力等问题,以防止或减损铸件的成分偏析、变型、出现裂缝等欠缺的萌生。第二要有合理的铸造工艺。即依据铸件结构、重量和尺寸体积,铸造合金特别的性质和出产条件,挑选合宜的分型面和造型、造芯办法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保障取得优质铸件。第三是铸造用原材料的品质。金属炉料、耐火物质、燃烧材料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、漆片等材料的品质不符合标准,会使铸件萌生命力孔、针孔、夹渣、粘砂等欠缺,影响铸件外观品质和内里品质,严重特殊情况使铸件废弃。第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,增长工人的技术水准,使工艺规程获得准确实行。
铸造出产中,要对铸件的品质施行扼制与检查验看。首先要制定从原材料、匡助材料到每种具体产品的扼制和检查验看的工艺遵守的规则与技术条件。对每道工序都严明按工艺遵守的规则和技术条件施行扼制和检查验看。最终对成品铸件作品质检查验看。要配备合理的检验测定办法和合宜的检验测定担任职务的人。普通对铸件的外观品质,可用比较样块来判断铸件外表光洁度;外表的微小裂纹可用着色法、磁粉法查缉。对铸件的内里品质,可用音频、超声、涡电流、爱克斯射线和γ射线等办法来查缉和判断。
❾ 合金的铸造性能与铸件质量有何关系
一般来说,
1、对于影响流动性的合金,需要提高浇注温度和型壳温度,同样的条件下,更容易产生缩松趋势。如果不提高温度,对于薄壁件,可能产生浇注不足缺陷。另外对表面光洁度也会有一定影响。
2、对于容易产生热裂趋向的合金,生产某些结构的铸件,容易特别部位产生热裂倾向。
❿ 普通黑砂铸造和树脂砂铸造对铸件强度有什么影响
树脂砂型的强度比较高,但导热能力比较差,黑砂与之相反。应该对床身刚度影响不大。或许树脂砂略好,因为铸型刚性好,铸件致密;导热差,应力小。