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铸造工艺

铸件质量=铸件的交货期+铸件的价格+铸件的质量

砂型的结构:由原砂和粘结剂组成的一种具有一定强度的微孔—多孔隙体系,或者叫毛细管多空隙体系。

铸型的工作条件:在获取优质铸件过程中,由砂型和砂芯组成的铸型的工作条件很恶劣,既要在室温能承受搬运、合箱等生产工序中可能发生的震动、撞击、挤压等各种力的作用,更要能承受高温金属液的热、化学、机械等作用而发生的一系列反应,如传热、传质、发气、化合、分解、变形、溃碎等。

夹砂结疤,沟槽的产生原因:主要发生在湿型的情况下,是铸件表面还未凝固或凝固壳强度很低时,由于砂型表面层膨胀受限制发生拱起和裂纹而造成的。

型壁移动的原因:在金属液的热作用下型壁发生膨胀,砂型紧实度低,在金属压力的作用下,砂型进一步被紧实。

侵入性气孔形成原理和防治措施:常出现在铸件上部靠近型芯或浇注位置处,主要由砂型中的气体侵入金属中造成的。防止措施:防止侵入性气孔主要从减小P气,增加气体进入金属液的阻力和使气泡容易从金属液中浮出等,即减少砂型在浇注时的发气量;使浇注时产生的气体容易从砂型中排出;提高气体进入金属液的阻力。

 

机械粘砂原理和防止措施:机械粘砂是指铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒和金属的机械混合物,它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的。液态金属浇入铸型过程中及浇注后,当铸型中某个部位受到金属液的压力大于渗入临界力。防治措施:减小铸型表面的微孔尺寸;型砂中加入能适当提高铸型背压或能隔离层的附加物;改用非硅质特种原砂;此外降低金属的浇注温度和减小金属液压力等措施也有一定防止机械粘砂的作用。

化学粘砂原理及防止措施:铸件的部分或整个表面黏附在一层由金属氧化物和造型材料的相互作用而生成的低熔点化合物。防治措施:尽量避免在铸件和铸型界面产生形成低熔点化合物的化学反应;促进形成易剥离性粘砂层或易剥离的烧结层。

铸造工艺设计是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和条件等确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术的过程。设计依据:生产任务:铸造零件图样;零件的技术要求;产品数量及生成期限。生产条件:设备能力;车间原材料的应用情况和供应情况;工人技术水平和生产经验;模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验。设计内容:铸造工艺图,铸件图,铸型装配图,工艺卡及操作工艺规程。

 

零件结构的铸造工艺性:避免缺陷方面审查铸件结构;简化铸造工艺方面改进零件结构

确定浇注位置时原则:铸件的重要部分应尽量置于下部,铸件下部金属在上部金属的静压力作用下凝固并得到补缩,组织致密;重要加工面应朝下或呈直立状态;使铸件的大平面朝下,避免夹砂结疤类缺陷;应保证铸件能充满;应有利于逐渐的补缩;避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯,便于下芯、合箱及检验;应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致。

分型面选择原则:应使铸件全部或大部置于同一半型内;应尽量减少分型面的数目;分型面应尽量选用平面;便于下芯,合箱和检查型腔尺寸;不使砂箱过高;受力件的分型面选择不应削弱铸件结构强度;减轻铸件清理和机械加工量

13确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则:保证铸件内腔尺寸稳定;保证操作方便;保证铸件壁厚均匀;应尽量减少砂芯数目;填砂面应尽量宽敞,烘干支撑面是平面;砂芯形状适应造型制,芯方法。             14芯头的作用:定位,支撑,排气。

铸件收缩率K=[LmLj/Lj]*100%Lm-模样工作面尺寸,Lj-铸件尺寸

起模斜度:为了方便起模,在模样,芯盒的出模方向留有一定斜度以免损坏砂型或砂芯

工艺补正量:因工艺需要在铸件相应非加工面上增加到金属层厚度成为工艺补正量。

铸造系统由 浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道组成。作用:浇口杯:用来承接来自浇包的金属液,防止金属液飞溅和溢出,便于浇注;减轻液流对型腔的冲击;分离渣滓和气泡,阻止气进入型腔;增加充型压力头;直浇道:提供足够的压力头,适用金属液在重力作用下能克服各种流动阻力,在规定时间内充满型腔;直浇道窝:缓冲作用;缩短直横拐弯处的高度紊流区;改善内浇道的流量分布;减小直横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失;浮出金属液中的气泡。横浇道:向内浇道分配洁净的金属液;储留最初浇入的渣污的低温金属液并阻留渣滓;使金属液流平稳和建设产生氧化物夹杂物。内浇道:控制充型速度和方向,分配金属,调节铸件各部位的温度和凝固顺序,浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。

封闭式浇注系统有较好的阻渣能力,可防止金属液卷入气体,消耗金属少,清理方便。缺点:进入型腔的金属液流速高,易产生喷溅和冲砂,使金属氧化,使型腔内金属液发生扰动,涡流和不平静,主要应用于不易氧化的各种铸铁件。开放式浇注系统,进入型腔时金属液流速小,充型平稳,冲刷力小,金属氧化轻,适用于轻合金铸件,球铸件等。

 

按内浇道在铸件上的位置优缺点,顶注式浇注系统,优点,容易充满,可减少薄壁件浇不到,冷隔方面的缺陷,充型后上部温度高于底部,有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩,缺点,易造成冲砂缺陷,金属液下落过程中接触空气,出现激溅,氧化,卷入空气等现象,使充型不平稳,易产生铁豆,气孔和氧化夹杂物缺陷;底注式浇注系统,优点,内浇道基本上在淹没状态下工作,充型平稳,可避免金属液发生氧化及由此而形成的铸件缺陷,缺点,充型后金属的温度分部不利于顺序凝固和冒口补缩,内浇道附近容易过热,导致缩孔缩松和结晶粗大等缺陷;中间注入式浇注系统,兼有以上两种优缺点。

阻流截面:把浇注系统视为充满流动金属液的管道,是用水力学原理计算浇注系统阻流截面积的基础,所导出的公式适用于转包浇注的封闭式浇注系统。

铸件浇注系统的设计步骤:选择浇注系统的类型;确定内浇道在铸件上的位置,数目和金属引入方向;决定直浇道的位置和高度;计算浇注时间并核算金属上升速度;计算阻流截面积;确定浇口比并计算各组元截面积;绘出浇注系统图形。

 

冒口的种类及作用:通用冒口,分顶冒口,侧冒口,明冒口,暗冒口等;实用冒口(铸铁件)分直接实用冒口,控制压力冒口,冒口无补缩。形状有圆柱形、球顶圆柱形、长圆柱形等。作用:是铸型内用以储存金属液的空腔,在铸件形成时补给金属,有防止缩孔,缩松,排气和集渣的作用。

通用冒口补缩原理:通用冒口适用于所有合金铸件,它遵守顺序凝固的基本条件,冒口凝固时间大于或等于被补缩部分铸件的凝固时间;有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩,补偿浇注铸后型腔扩大的体积;在凝固期间,冒口和被补缩部位之间存在补缩通道,扩张角向着冒口。

有效补缩距离:冒口作用区与末端区长度之和,是确定冒口数目的依据,与铸件结构,合金成分及凝固特性,冷却条件,对铸件质量要求的高低等多种因素有关。

铸钢件冒口的设计:模数法:把铸件划分为几个补缩区,计算各区的铸件模数;计算冒口尺颈的模数;确定冒口形状和尺寸;检查顺序凝固条件,如补缩距离是否足够,补缩通道是否畅通;校核冒口补缩能力。

提高通用冒口的补缩效率的措施:提高冒口中金属液的补缩压力,如采用大气压力冒口;延长冒口中金属液的保持时间,如采用保温冒口,发热冒口等。

冷铁的作用:在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松;防止壁厚交叉部位急剧变化部位产生裂纹;与冒口配合使用,加强铸件的顺序凝固条件,扩大冒口补缩距离或范围,减少冒口数目与体积;用冷铁加速个别热节的冷却,使整个铸件接近与同事凝固;改善铸件局部的金相组织和力学性能;减轻或防止厚壁铸件中的偏析。

铸肋的作用:割肋,防止铸件热裂;拉肋,用于防止逐渐变形。

铸铁件的凝固特点:由于析出石墨而体积膨胀,且膨胀的大小,出现的早晚,均受冶金质量和冷却速度的影响,因而有别于其他合金,以球铁为代表,其凝固过程可分为一次收缩、体积膨胀和二次收缩等三个阶段。

铸钢件浇注系统计算:底注包浇注系统经验计算法,浇包容量及包孔的选择;浇筑时间和液面上升速度t=m/Nnqm型内钢液质量,N同时浇注的浇包数,n一个浇包内的包孔数;其他组元截面积。

标签:铸造 工艺 铸造工艺 日期:2012-2-16 12:15:43
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