『壹』 從鑄件結構和鑄造工藝兩方面,如何防止鑄件的內力,變形和裂紋
1:從鑄件結構方面講:因盡量避免相鄰處截面差過大;設置必要的拉筋,但盡可能不要對稱設置;設置合適的圓角盡量避免銳角存在,必須存在盡量倒鈍;根據零件材質要求保證合適的厚度;
2:從鑄造工藝方面講:根據零件的工藝特點合理設置澆、冒系統,盡量避免局部過熱現象;合理設置工藝拉筋,以防止因收縮變形而形成裂紋;合理添加內、外冷鐵,以控制熱接處溫度,達到同時凝固或順序凝固效果;薄壁零件,芯子(或是箱體零件)型砂具有一定的潰散性,以防止收縮阻礙拉裂;嚴格控制開箱時間,以確保毛坯因急劇降溫而導致變形;毛坯沒有完全冷卻,不允許敲擊亂放........
『貳』 在鑄造箱體設計時,如何考慮鑄造工藝性和機械加工工藝性
芯子的排氣定位,重要加工面在上,金屬液的流動性,主要壁厚,機械加工主要考慮金屬液的收縮,收縮大就加大餘量還有不住出孔和槽,要考慮箱體和其他零件的配合等等
『叄』 鋁合金鑄造工藝
一、鑄造概論
鋁合金鑄造的種類如下:
由於鋁合金各組元不同,從而表現出合金的物理、化學性能均有所不同,結晶過程也不盡相同。故必須針對鋁合金特性,合理選擇鑄造方法,才能防止或在許可范圍內減少鑄造缺陷的產生,從而優化鑄件。
1、鋁合金鑄造工藝性能
鋁合金鑄造工藝性能,通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決於合金的成分,但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。
(1) 流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。
(2) 收縮性
收縮性是鑄造鋁合金的主要特徵之一。一般講,合金從液體澆注到凝固,直至冷到室溫,共分為三個階段,分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在實際生產中一般應用線收縮來衡量合金的收縮性。
鋁合金收縮大小,通常以百分數來表示,稱為收縮率。
①體收縮
體收縮包括液體收縮與凝固收縮。
鑄造合金液從澆注到凝固,在最後凝固的地方會出現宏觀或顯微收縮,這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見,並分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中,並分布在鑄件頂部或截面厚大的熱節處。分散性縮孔形貌分散而細小,大部分分布在鑄件軸心和熱節部位。顯微縮孔肉眼難以看到,顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。
縮孔和疏鬆是鑄件的主要缺陷之一,產生的原因是液態收縮大於固態收縮。生產中發現,鑄造鋁合金凝固范圍越小,越易形成集中縮孔,凝固范圍越寬,越易形成分散性縮孔,因此,在設計中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則,即鑄件在液態到凝固期間的體收縮應得到合金液的補充,是縮孔和疏鬆集中在鑄件外部冒口中。對易產生分散疏鬆的鋁合金鑄件,冒口設置數量比集中縮孔要多,並在易產生疏鬆處設置冷鐵,加大局部冷卻速度,使其同時或快速凝固。
②線收縮
線收縮大小將直接影響鑄件的質量。線收縮越大,鋁鑄件產生裂紋與應力的趨向也越大;冷卻後鑄件尺寸及形狀變化也越大。
對於不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率,即使同一合金,鑄件不同,收縮率也不同,在同一鑄件上,其長、寬、高的收縮率也不同。應根據具體情況而定。
(3) 熱裂性
鋁鑄件熱裂紋的產生,主要是由於鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力,大多沿晶界產生從裂紋斷口觀察可見裂紋處金屬往往被氧化,失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸,形狀呈鋸齒形,表面較寬,內部較窄,有的則穿透整個鑄件的端面。
不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同,這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大,合金收縮率就越大,產生熱裂紋傾向也越大,即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常採用退讓性鑄型,或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施,使鋁鑄件避免產生裂紋。通常採用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。
(4) 氣密性
鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度,氣密性實際上表徵了鑄件內部組織緻密與純凈的程度。
鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關,合金凝固范圍越小,產生疏鬆傾向也越小,同時產生析出性氣孔越小,則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞,還與鑄造工藝有關,如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等,均可使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。
(5) 鑄造應力
鑄造應力包括熱應力、相變應力及收縮應力三種。各種應力產生的原因不盡相同。
①熱應力
熱應力是由於鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均,冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應力,導致在鑄件中殘留應力。
②相變應力
相變應力是由於某些鑄鋁合金在凝固後冷卻過程中產生相變,隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均,不同部位在不同時間內發生相變所致。
③收縮應力
鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力所致。這種應力是暫時的,鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間不當,則常常會造成熱裂紋,特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應力作用下容易產生熱裂紋。
鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能,影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好,冷卻過程中無相變,只要鑄件結構設計合理,鋁鑄件的殘留應力一般較小。
(6) 吸氣性
鋁合金易吸收氣體,是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。
鋁合金熔液溫度越高,吸收的氫也越多;在700℃時,每100g鋁中氫的溶解度為0.5~0.9,溫度升高到850℃時,氫的溶解度增加2~3倍。當含鹼金屬雜質時,氫在鋁液中的溶解度顯著增加。
鑄鋁合金除熔煉時吸氣外,在澆入鑄型時也會產生吸氣,進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降,氣體的溶解度下降,析出多餘的氣體,有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔,這就是通常稱的「針孔」。氣體有時會與縮孔結合在一起,鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大,則氣孔表面光滑,孔的周圍有一圈光亮層;若氣泡產生的壓力小,則孔內表面多皺紋,看上去如「蒼蠅腳」,仔細觀察又具有縮孔的特徵。
鑄鋁合金液中含氫量越高,鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性,還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件,關鍵在於熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護,合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理,可有效控制鋁液中的含氫量。
二、砂型鑄造
採用砂粒、粘土及其他輔助材料製成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統稱為造型材料。有色金屬應用的砂型由砂子、粘土或其他粘結劑和水配製而成。
鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型後將熱量傳遞給鑄型,砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機械作用、化學作用。因此要獲得優質的鑄件除嚴格掌握熔煉工藝外,還必須正確設計型(芯)砂的配比、造型及澆注等工藝。
三、金屬型鑄造
1、簡介及工藝流程
金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造,是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法,鋁合金金屬型鑄造大多採用金屬型芯,也可採用砂芯或殼芯等方法,與壓力鑄造相比,鋁合金金屬型使用壽命長。
2、鑄造優點
(1) 優點
金屬型冷卻速度較快,鑄件組織較緻密,可進行熱處理強化,力學性能比砂型鑄造高15%左右。
金屬型鑄造,鑄件質量穩定,表面粗糙度優於砂型鑄造,廢品率低。
勞動條件好,生產率高,工人易於掌握。
(2) 缺點
金屬型導熱系數大,充型能力差。
金屬型本身無透氣性。必須採取相應措施才能有效排氣。
金屬型無退讓性,易在凝固時產生裂紋和變形。
3、金屬型鑄件常見缺陷及預防
(1) 針孔
預防產生針孔的措施:
嚴禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機化合物及被嚴重氧化腐蝕的材料。
控制熔煉工藝,加強除氣精煉。
控制金屬型塗料厚度,過厚易產生針孔。
模具溫度不宜太高,對鑄件厚壁部位採用激冷措施,如鑲銅塊或澆水等。
採用砂型時嚴格控制水分,盡量用干芯。
(2) 氣孔
預防氣孔產生的措施:
修改不合理的澆冒口系統,使液流平穩,避免氣體捲入。
模具與型芯應預先預熱,後上塗料,結束後必須要烘透方可使用。
設計模具與型芯應考慮足夠的排氣措施。
(3)氧化夾渣
預防氧化夾渣的措施:
嚴格控制熔煉工藝,快速熔煉,減少氧化,除渣徹底。Al-Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。
熔爐、工具要清潔,不得有氧化物,並應預熱,塗料塗後應烘乾使用。
設計的澆注系統必須有穩流、緩沖、撇渣能力。
採用傾斜澆注系統,使液流穩定,不產生二次氧化。
選用的塗料粘附力要強,澆注過程中不產生剝落而進入鑄件中形成夾渣。
(4) 熱裂
預防產生熱裂的措施:
實際澆注系統時應避免局部過熱,減少內應力。
模具及型芯斜度必須保證在2°以上,澆冒口一經凝固即可抽芯開模,必要時可用砂芯代替金屬型芯。
控制塗料厚度,使鑄件各部分冷卻速度一致。
根據鑄件厚薄情況選擇適當的模溫。
細化合金組織,提高熱裂能力。
改進鑄件結構,消除尖角及壁厚突變,減少熱裂傾向。
(5) 疏鬆
預防產生疏鬆的措施:
合理冒口設置,保證其凝固,且有補縮能力。
適當調低金屬型模具工作溫度。
控制塗層厚度,厚壁處減薄。
調整金屬型各部位冷卻速度,使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。
適當降低金屬澆注溫度。
『肆』 鑄件在結構的合理性方面有哪些要求
鑄件材料不同鑄造流動性就不同,合理選擇最小壁厚;鑄件壁厚應均勻和均勻過渡;合理的凸台結構……太多啦,建議查閱《機械設計手冊》。
網路一下 (網頁) 機械設計手冊(新版)第1卷.pdf 免費下載的。
查閱「鑄件結構設計工藝性」。
『伍』 鑄件質量包括哪些內容,影響鑄件質量的因素有哪些方面
鑄件要用到鑄造模具,鑄造模具也是影響鑄件質量的一項因素其次是確性和外表光潔度,直接影響泵和液壓系統的辦公速率,能+羭縷耗費和氣蝕的進展等;柴油機缸體、缸蓋、缸套、活塞環、排氣管兒等鑄件的強度和耐激冷激熱性,直接影響引擎發動機的辦公生存的年限。
影響鑄件品質的因素眾多,第1是鑄件的預設工藝性。施行預設時,除開要依據辦公條件和金屬材料性能來確認鑄件幾何式樣、尺寸體積外,還務必從鑄造合金和鑄造工藝特別的性質的角度來思索問題預設的合理性,即表面化的尺寸效應和凝結、收縮、應力等問題,以防止或減損鑄件的成分偏析、變型、出現裂縫等欠缺的萌生。第二要有合理的鑄造工藝。即依據鑄件結構、重量和尺寸體積,鑄造合金特別的性質和出產條件,挑選合宜的分型面和造型、造芯辦法,合理設置鑄造筋、冷鐵、冒口和澆注系統等。以保障取得優質鑄件。第三是鑄造用原材料的品質。金屬爐料、耐火物質、燃燒材料、熔劑、變質劑以及鑄造砂、型砂粘結劑、漆片等材料的品質不符合標准,會使鑄件萌生命力孔、針孔、夾渣、粘砂等欠缺,影響鑄件外觀品質和內里品質,嚴重特殊情況使鑄件廢棄。第四是工藝操作,要制定合理的工藝操作規程,增長工人的技術水準,使工藝規程獲得准確實行。
鑄造出產中,要對鑄件的品質施行扼制與檢查驗看。首先要制定從原材料、匡助材料到每種具體產品的扼制和檢查驗看的工藝遵守的規則與技術條件。對每道工序都嚴明按工藝遵守的規則和技術條件施行扼制和檢查驗看。最終對成品鑄件作品質檢查驗看。要配備合理的檢驗測定辦法和合宜的檢驗測定擔任職務的人。普通對鑄件的外觀品質,可用比較樣塊來判斷鑄件外表光潔度;外表的微小裂紋可用著色法、磁粉法查緝。對鑄件的內里品質,可用音頻、超聲、渦電流、愛克斯射線和γ射線等辦法來查緝和判斷。
『陸』 在鑄造箱體設計時,如何考慮鑄造工藝性和機械加工工藝性
1 壁厚的均勻性
2 過度圓角不應太小
3 加強筋的合理布置
4 盡量避免熱應力的集中
5 機加工的工藝裝夾位置
『柒』 試述鑄鋼的鑄造性能及鑄造工藝特點
鑄造性能:①鋼液的流動性差;②鑄鋼的體積收縮率和線收縮率大;③易吸氣氧化和粘砂;④鑄鋼的鑄造性能較差,易產生縮孔和裂紋等缺陷。
工藝特點:鑄鋼件在鑄造工藝上必須首先考慮補縮問題,防止產生縮孔和裂紋等缺陷,鑄件壁厚要均勻,避免尖角和直角結構,還可設置鑄造小肋(防止鑄件結構內側因收縮應力而產生熱裂)、提高型砂和型芯的退讓性、多開內澆道、設置冒口和冷鐵。
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『捌』 鑄件結構的鑄造工藝性是什麼
零件結構的鑄造工藝性是指零件的結構應符合鑄造生產工藝的要求
『玖』 鑄造生產有哪些優點和缺點
優點:
1.可以生產形狀復雜的零件毛坯或零件;
2.鑄件的應用范圍廣泛,不受尺寸,形狀,重量的限制;
3.鑄造生產成本較低;
4.鑄件切削加工量較少,可減少加工成本。
缺點:
1.鑄件組織不夠緻密,存在縮孔、氣孔、渣、裂紋等缺陷,晶粒粗細不均,鑄件力學性能較低,耐沖擊能力較低;
2.鑄造生產工序較多,工藝過程式控制制較繁瑣,易於產生廢品。
拓展資料:
應用鑄造有關理論和系統知識生產鑄件的技術和方法。包括鑄件工藝,澆鑄系統,補縮系統,出氣孔,激冷系統,特種鑄造工藝等內容。
鑄造工藝設計內容包括:鑄件工藝圖的設計,鑄件圖的設計,鑄型裝配圖的設計以及工藝卡的製作等。
鑄造是一種古老的製造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械製造業中佔有重要的地位。鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。