A. 常用的鑄造工藝都有哪些
1.砂型鑄造,在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易...
2.金屬型鑄造又稱硬模鑄造,它是將液體金屬澆入金屬鑄型,以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬製成,可以反復使用多次。
3.壓鑄是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具腔對融化的金屬施加高壓。模具通常是用強度更高的合金加工而成的,這個過程有些類似注塑...
B. 金屬型鑄造的鑄造工藝
未預熱的金屬型不能進行澆注。這是因為金屬型導熱性好,液體金屬冷卻快,流動性劇烈降低,容易使鑄件出現冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預熱的金屬型在澆注時,鑄型,將受到強烈的熱擊,應力倍增,使其極易破壞。因此,金屬型在開始工作前,應該先預熱,適宜的預熱溫度(即工作溫度),隨合金的種類、鑄件結構和大小而定,一般通過試驗確定。一般情況下,金屬型的預熱溫度不低於150°C。
金屬型的預熱方法有:
(1)用噴燈或煤氣火焰預熱;(2)採用電阻加熱器;(3)採用烘箱加熱,其優點是溫度均勻,但只適用於小件的金屬型;(4)先將金屬型放在爐上烘烤,然後澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法,只適用於小型鑄型,因它要浪費一些金屬液,也會降低鑄型壽命。 金屬型的澆注溫度,一般比砂型鑄造時高。可根據合金種類、如化學成分、鑄件大小和壁厚,通過試驗確定。下表中數據可供參考。
各種合金的澆注溫度
合金種類 澆注溫度℃ 合金種類 澆注溫度℃
鋁錫合金 350~450 黃銅 900~950
鋅合金 450~480 錫青銅 1100~1150
鋁合金 680~740 鋁青銅 1150~1300
鎂合金715~740 鑄鐵 1300~1370
由於金屬型的激冷和不透氣,澆注速度應做到先慢,後快,再慢。在澆注過程中應盡量保證液流平穩。 如果金屬型芯在鑄件中停留的時間愈長,由於鑄件收縮產生的抱緊型芯的力就愈大,因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時間,是當鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍,並有足夠的強度時,這時是抽芯最好的時機。鑄件在金屬型中停留的時間過長,型壁溫度升高,需要更多的冷卻時間,也會降低金屬型的生產率。
最合適的拔芯與鑄件出型時間,一般用試驗方法確定。 要保證金屬型鑄件的質量穩定,生產正常,首先要使金屬型在生產過程中溫度變化恆定。所以每澆一次,就需要將金屬型打開,停放一段時間,待冷至規定溫度時再澆。如靠自然冷卻,需要時間較長,會降低生產率,因此常用強製冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種:
(1)風冷:即在金屬型外圍吹風冷卻,強化對流散熱。風冷方式的金屬型,雖然結構簡單,容易製造,成本低,但冷卻效果不十分理想。
(2)間接水冷:在金屬型背面或某一局部,鑲鑄水套,其冷卻效果比風冷好,適於澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件,激烈冷卻,會增加鑄件的缺陷。
(3)直接水冷:在金屬型的背面或局部直接制出水套,在水套內通水進行冷卻,這主要用於澆注鋼件或其它合金鑄件,鑄型要求強烈冷卻的部位。因其成本較高,只適用於大批量生產。
如果鑄件壁厚薄懸殊,在採用金屬型生產時,也常在金屬型的一部分採用加溫,另一部分採用冷卻的方法來調節型壁的溫度分布。 在金屬型鑄造過程中,常需在金屬型的工作表面噴刷塗料。塗料的作用是:調節鑄件的冷卻速度;保護金屬型,防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊;利用塗料層蓄氣排氣。
根據不同合金,塗料可能有多種配方,塗料基本由三類物質組成:1.粉狀耐火材料(如氧化鋅,滑石粉,鋯砂粉、硅藻土粉等);2.粘結劑(常用水玻璃,糖漿或紙漿廢液等);3.溶劑(水)。具體配方可參考有關手冊。
塗料應符合下列技術要求:要有一定粘度,便於噴塗,在金屬型表面上能形成均勻的薄層;塗料干後不發生龜裂或脫落,且易於清除;具有高的耐火度;高溫時不會產生大量氣體;不與合金發生化學反應(特殊要求者除外)等。 塗料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度,但採用刷塗料的金屬型生產球墨鑄鐵件(例如曲軸),仍有一定困難,因為鑄件的冷速仍然過大,鑄件易出現白口。若採用砂型,鑄件冷速雖低,但在熱節處又易產生縮松或縮孔,在金屬型表面復以4-8mm的砂層,就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。
復砂層有效地調節了鑄件的冷卻速度,一方面使鑄鐵體不出白口,另一方面又使冷速大於砂型鑄造。金屬型無潰散性,但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性,有效地限制球鐵石墨化膨脹,實現了無冒口鑄造,消除疏鬆,提高了鑄件的緻密度。如金屬型的復砂層為樹脂砂,一般可用射砂工藝復砂,金屬型的溫度要求在180~200℃之間。復砂金屬型可用於生產球鐵,灰鐵或鑄鋼件,其技術效果顯著。 提高金屬型壽命的途徑為:
1.選用導熱系數大,熱膨脹系數小,而且強度較高的材料製造金屬型;
2.合理的塗料工藝,嚴格遵守工藝規范;
3.金屬型結構合理,製造毛坯過程中應注意消除殘余應力;
4.金屬型材料的晶粒要細小。
C. 金屬的鑄造成型工藝包括哪些鑄造方法
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。