❶ 什麼是鑄造
鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝,已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700~前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期,工藝上已達到相當高的水平。鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中,待其冷卻凝固後,以獲得零件或毛坯的方法。被鑄物質多為原為固態但加熱至液態的金屬(例:銅、鐵、鋁、錫、鉛等),而鑄模的材料可以是砂、金屬甚至陶瓷。因應不同要求,使用的方法也會有所不同。
概述
鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝,已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700~前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期,工藝上已達到相當高的水平。鑄造是指將固態金屬熔化為液態倒入特定形狀的鑄型,待其凝固成形的加工方式。被鑄金屬有:銅、鐵、鋁、錫、鉛等,普通鑄型的材料是原砂、黏土、水玻璃、樹脂及其他輔助材料。特種鑄造的鑄型包括:熔模鑄造、消失模鑄造、金屬型鑄造、陶瓷型鑄造等。(原砂包括:石英砂、鎂砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、蘭晶石砂、石墨砂、鐵砂等)
早期
中國商朝的重875公斤的司母戊方鼎,戰國時期的曾侯乙尊盤,西漢的透光鏡,都是古代鑄造的代表產品。 早期的鑄件大多是農業生產、宗教、生活等方面的工具或用具,藝術色彩濃厚。那時的鑄造工藝是與制陶工藝並行發展的,受陶器的影響很大。
發展
中國在公元前513年,鑄出了世界上最早見於文字記載的鑄鐵件-晉國鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀前後也開始生產鑄鐵件。鑄鐵件的出現,擴大了鑄件的應用范圍。例如在15~17世紀,德、法等國先後敷設了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀的工業革命以後,蒸汽機、紡織機和鐵路等工業興起,鑄件進入為大工業服務的新時期,鑄造技術開始有了大的發展。
近代
進入20世紀,鑄造的發展速度很快,其重要因素之一是產品技術的進步 ,要求鑄件各種機械物理性能更好,同時仍具有良好的機械加工性能;另一個原因是機械工業本身和其他工業如化工、儀表等的發展,給鑄造業創造了有利的物質條件。如檢測手段的發展,保證了鑄件質量的提高和穩定,並給鑄造理論的發展提供了條件;電子顯微鏡等的發明,幫助人們深入到金屬的微觀世界,探查金屬結晶的奧秘,研究金屬凝固的理論,指導鑄造生產。
鑄造定義
(GB/T5611-1998)
鑄造-熔煉金屬,製造鑄型,並將熔融金屬澆入鑄型,凝固後獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法
鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體並澆進鑄型里,經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛坯因近乎成形,而達到免機械加工或少量加工的目的降低了成本並在一定程度上減少了製作時間.鑄造是現代裝置製造工業的基礎工藝之一。
鑄造分類
主要有砂型鑄造和特種鑄造2大類。
1 普通砂型鑄造,利用砂作為鑄模材料,又稱砂鑄,翻砂,包括濕砂型、干砂型和化學硬化砂型3類,但並非所有砂均可用以鑄造。好處是成本較低,因為鑄模所使用的沙可重復使用;缺點是鑄模製作耗時,鑄模本身不能被重復使用,須破壞後才能取得成品。
1.1 砂型(芯)鑄造方法:濕型砂型、樹脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、實型鑄造、負壓造型。
1.2砂芯製造方法:是根據砂芯尺寸、形狀、生產批量及具體生產條件進行選擇的。在生產中,從總體上可分為手工制芯和機器制芯。
2特種鑄造,按造型材料又可分為以天然礦產砂石為主要造型材料的特種鑄造(如熔模鑄造、泥型鑄造、殼型鑄造、負壓鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等)和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造(如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等)兩類。
2.1 金屬模鑄造法
利用熔點較原料高的金屬製作鑄模。其中細分為重力鑄造法、低壓鑄造法和高壓鑄造法。
受制於鑄模的熔點,可被鑄造的金屬也有所限制。
2.2 脫蠟鑄造法
這方法可以為外膜鑄造法和固體鑄造法。
先以蠟復制所需要鑄造的物件,然後浸入含陶瓷(或硅溶膠)的池中並待乾,使以蠟制的復製品覆上一層陶瓷外膜,一直重復步驟直到外膜足以支持鑄造過程(約1/4寸到1/8寸),然後熔解模中的蠟,並抽離鑄模。其後鑄模需要多次加以高溫,增強硬度後方可用以鑄造。
此方法具有良好的准確性,更可用作高熔點金屬(如鈦)的鑄造。但由於陶瓷價格頗高,而且製作需要多次加熱和復雜,故成本頗為昂貴。
成型工藝
1.重力澆鑄:砂鑄,硬模鑄造。依靠金屬自身重力將熔融金屬液澆入型腔。
2.壓力鑄造:低壓澆鑄,高壓鑄造。依靠額外增加的壓力將熔融金屬液瞬間壓入鑄造型腔。
鑄造工藝通常包括
①鑄型(使液態金屬成為固態鑄件的容器)准備,鑄型按所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次數可分為一次性型、半永久型和永久型,鑄型准備的優劣是影響鑄件質量的主要因素;
②鑄造金屬的熔化與澆注,鑄造金屬(鑄造合金)主要有各類鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色金屬及合金;
③鑄件處理和檢驗,鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。
鑄造工藝可分為三個基本部分,即鑄造金屬准備、鑄型准備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產中用於澆注鑄件的金屬材料,它是以一種金屬元素為主要成分,並加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金,習慣上稱為鑄造合金,主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。
金屬熔煉不僅僅是單純的熔化,還包括冶煉過程,使澆進鑄型的金屬,在溫度、化學成分和純凈度方面都符合預期要求。為此,在熔煉過程中要進行以控制質量為目的的各種檢查測試,液態金屬在達到各項規定指標後方能允許澆注。有時,為了達到更高要求,金屬液在出爐後還要經爐外處理,如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質處理等。熔煉金屬常用的設備有沖天爐、電弧爐、感應爐、電阻爐、反射爐等。
優點:1、可以生產形狀復雜的零件,尤其是復雜內腔的毛坯;
2、適應性廣,工業常用的金屬材料均可鑄造,幾克到幾百噸;
3、原材料來源廣,價格低廉,如廢鋼、廢件、切屑等;
4、鑄件的形狀尺寸與零件非常接近,減少了切削量,屬於無切削加工;
5、應用廣泛,農業機械中40%~70%、機床中70%~80%的重量都是鑄件。
缺點:1、機械性能不如鍛件,如組織粗大,缺陷多等;
2、砂型鑄造中,單件、小批量生產,工人勞動強度大;
3、鑄件質量不穩定,工序多,影響因素復雜,易產生許多缺陷。
鑄造的缺陷對鑄件質量有著重要的影響,因此,為選擇鑄造合金和鑄造方法打好基礎,應從鑄件的質量入手,並結合鑄件主要缺陷的形成與防治。
❷ 鑄造和鍛造對金屬的性能有什麼影響,二者區別何在
鑄造:是把沒有形狀的金屬液變成有形狀的固體。
鍛造:是把一種形狀固體變成另一種形狀的固體。
鑄造,是將熔融的金屬澆鑄到模型中獲得鑄件的過程。鑄造專業側重的是金屬熔煉過程,以及澆鑄過程中工藝的控制。
鍛造是固態下的塑性成型,有熱加工,冷加工之分,像擠壓、拉拔、墩粗,沖孔等都屬於鍛造。
鍛造是慢慢成型,鑄造是一次成型。
鑄造:熔融的液態金屬填滿型腔冷卻。製件中間易產生氣孔。
鍛造:主要是在高溫下用擠壓的方法成型。可以細化製件中的晶粒。
❸ 合金的鑄造性能對鑄件的質量會產生什麼影響
一般指合金在液態的流動性 也就是充型性能
一般來說合金在相對低溫狀態下的充型性能越好 鑄件越容易成型
同時 適合做結構復雜的件 薄壁件 等
❹ 砂型鑄造對鑄造工藝的影響是什麼
砂型鑄造是鑄造工藝中的一種,砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型製造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。目前,國際上,在全部鑄件生產中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。
主要原因在於:砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽車的發動機氣缸體、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,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。因砂型鑄造具有以上的優勢,所以,其在鑄造產業中應用越來越廣泛。未來,其將會在鑄造業中扮演著越來越重要的角色。
砂型鑄造也有一些不足之處:因為每個砂質鑄型只能澆注一次,獲得鑄件後鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產效率較低;又因為砂的整體性質軟而多孔,所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低,表面也較粗糙。
❺ 澆鑄時影響鑄件質量主要因素是什麼
第一是鑄造用原材料的質量。金屬爐料、耐火材料、燃料、熔劑、變質劑以及鑄造砂、型砂粘結劑、塗料等材料的質量不合標准,會使鑄件產生氣孔、針孔、夾渣、粘砂等缺陷,影響鑄件外觀質量和內部質量,嚴重時會使鑄件報廢。
第二是機床鑄件的設計工藝性。進行設計時,除了要根據工作條件和金屬材料性能來確定鑄件幾何形狀、尺寸大小外,還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來考慮設計的合理性,即明顯的尺寸效應和凝固、收縮、應力等問題,以避免或減少鑄銅件的成分偏析、變形、開裂等缺陷的產生。
第三要有合理的鑄造工藝。即根據機床鑄件結構、重量和尺寸大小,鑄造合金特性和生產條件,選擇合適的分型面和造型、造芯方法,合理設置鑄造筋、冷鐵、冒口和澆注系統等。以保證獲得優質鑄件。
第四是工藝操作,要制定合理的工藝操作規程,提高工人的技術水平,使工藝規程得到正確實施。
❻ 金屬的鑄造性能主要用什麼衡量它們對鑄件質量有何影響
金屬的鑄造性能一般用流動性和收縮性來衡量。
合金的鑄造性能表示合金鑄造成型獲得優質鑄件的能力。
金屬的鑄造性能包括:合金的流動性、凝固特性、收縮性、吸氣性。
流動性
流動性是指液態合金本身的流動(充型)能力。
流動性好的合金:
a、易於澆注出輪廓清晰、薄而復雜的鑄件;
b、有利於非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除;
c、易於補縮和熱裂紋的彌合。
合金的流動性是以螺旋形流動試樣的長度來衡量。試樣越長,流動性越好。
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常用合金的流動性(砂性,試樣截面8×8mm)
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影響合金流動性因素:
a、合金性質方面
純金屬、共晶合金流動性好;亞、過共晶合金流動性差。
b、鑄型和澆注條件
提高流動性措施:
。提高鑄型透氣性,降低導熱系數;
。確定合理的澆注溫度;
。提高金屬液的壓頭;
。澆注系統結構簡單。
c、鑄件結構
鑄件壁厚>最小允許壁厚
2.收縮性
收縮是鑄件中的縮孔、縮松、變形和變裂等缺陷產生的原因。
收縮三個階段:液態收縮、凝固收縮、固態收縮
液態收縮、凝固收縮(形成縮孔、縮松---體收縮率)、
固態收縮(產生變形和變裂---線收縮率)
幾種鐵碳合金的體積收縮率
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鑄件的縮孔和縮松
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縮孔和縮松的防止
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縮孔位置的確定
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❼ 金屬的鑄造性能用什麼衡量對鑄件的質量有何影響
金屬的鑄造性能一般用流動性和收縮性來衡量。
合金的鑄造性能表示合金鑄造成型獲得優質鑄件的能力。
❽ 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。
❾ 合金的鑄造性能與鑄件質量有何關系
一般來說,
1、對於影響流動性的合金,需要提高澆注溫度和型殼溫度,同樣的條件下,更容易產生縮松趨勢。如果不提高溫度,對於薄壁件,可能產生澆注不足缺陷。另外對表面光潔度也會有一定影響。
2、對於容易產生熱裂趨向的合金,生產某些結構的鑄件,容易特別部位產生熱裂傾向。
❿ 普通黑砂鑄造和樹脂砂鑄造對鑄件強度有什麼影響
樹脂砂型的強度比較高,但導熱能力比較差,黑砂與之相反。應該對床身剛度影響不大。或許樹脂砂略好,因為鑄型剛性好,鑄件緻密;導熱差,應力小。