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第七章金屬材料件液態(tài)成形一、什么是液態(tài)成型(鑄造生產(chǎn))
將液態(tài)金屬澆注到與零件形狀相適應(yīng)的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法。零件圖鑄造工藝圖鑄型型芯芯盒芯砂型砂模型熔化合箱落砂、清理檢驗(yàn)鑄件二、砂型鑄造的工藝過(guò)程澆注冷卻凝固(1)材料來(lái)源廣;(2)廢品可重熔;(3)設(shè)備投資低。
三、鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)1.可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件,特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。(1)合金種類不受限制;(2)鑄件大小幾乎不受限制。2.適應(yīng)性強(qiáng):
3.成本低:
4.廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動(dòng)條件差。第一節(jié)金屬材料件液態(tài)成型工藝基礎(chǔ)充型能力不足時(shí),會(huì)產(chǎn)生澆不足、冷隔、夾渣、氣孔等缺陷。(一)液態(tài)合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性是:液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力。充型——液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程。充型能力——液體金屬充滿鑄型型腔,獲得尺寸精確、輪廓清晰的成形件的能力。一
液態(tài)金屬的充型能力與流動(dòng)性0.45%C鑄鋼:200mm出氣口澆口杯4.3%C鑄鐵:1800mm出氣口澆口杯PbSb20406080204060800流動(dòng)性(cm)100200300溫度(℃)0合金流動(dòng)性主要取決于合金化學(xué)成分所決定的結(jié)晶特點(diǎn)
a)在恒溫下凝固b)在一定溫度范圍內(nèi)凝固PbSb20406080204060800流動(dòng)性(cm)100200300溫度(℃)03.澆注系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)
澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,流動(dòng)阻力越大,充型能力越差。
(二)澆注條件(三)鑄型充填條件1.鑄型的蓄熱系數(shù)
鑄型的蓄熱系數(shù)表示鑄型從其中的金屬吸取熱量并儲(chǔ)存在本身的能力。1.澆注溫度
一般T澆越高,液態(tài)金屬的充型能力越強(qiáng)。2.充型壓力
液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力越大,充型能力越強(qiáng)。2.鑄型溫度
鑄型溫度越高,液態(tài)金屬與鑄型的溫差越小,充型能力越強(qiáng)。3.鑄型中的氣體(2)鑄件復(fù)雜程度
鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,流動(dòng)阻力大,鑄型的充填就困難。
(四)鑄件結(jié)構(gòu)(1)折算厚度
折算厚度也叫當(dāng)量厚度或模數(shù),為鑄件體積與表面積之比。折算厚度大,熱量散失慢,充型能力就好。鑄件壁厚相同時(shí),垂直壁比水平壁更容易充填。二、液態(tài)金屬的凝固與收縮(一)鑄件的凝固方式
1.逐層凝固2.糊狀凝固
3.中間凝固
影響鑄件凝固方式的主要因素:(1)合金的結(jié)晶溫度范圍合金的結(jié)晶溫度范圍愈小,凝固區(qū)域愈窄,愈傾向于逐層凝固
。表層中心t鑄件固相線液相線成分溫度表層中心t鑄件液固液表層中心St鑄件溫度液相線固凝固區(qū)(2)鑄件的溫度梯度
在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下,凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的溫度差由小變,則其對(duì)應(yīng)的凝固區(qū)由寬變窄。表層中心St鑄件溫度成分溫度S1T1T2(二)合金的收縮1.收縮的概念T澆T液T固T室合金的收縮經(jīng)歷如下三個(gè)階段:(1)液態(tài)收縮
從澆注溫度到凝固開始溫度之間的收縮。T澆
—T液體收縮率是鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松的根本原因。體收縮率:線收縮率:線收縮率是鑄件產(chǎn)生應(yīng)力、變形、裂紋的根本原因。(3)
固態(tài)收縮
從凝固終止溫度到室溫間的收縮。
T固
—T室(2)
凝固收縮
從凝固開始到凝固終止溫度間的收縮。
T液
—T固2.縮孔與縮松
液態(tài)合金在冷凝過(guò)程中,若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充,則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的稱為縮孔,細(xì)小而分散的稱為縮松。1)縮孔和縮松的形成2)縮孔和縮松的防止
防止縮孔和縮松常用的工藝措施就是控制鑄件的凝固次序,使鑄件實(shí)現(xiàn)“順序凝固”。
暗冒口冒口—儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。順序凝固—鑄件按照一定的次序逐漸凝固。冷鐵熱節(jié)確定熱節(jié)的方法等溫線法內(nèi)切圓法冷鐵同時(shí)凝固—整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固。三、鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋
(一)鑄造內(nèi)應(yīng)力
鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過(guò)程中,其固態(tài)收縮受到阻礙,鑄件內(nèi)部即將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
1.機(jī)械應(yīng)力(收縮應(yīng)力)
合金的線收縮受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。上型下型2.熱應(yīng)力
熱應(yīng)力是由于鑄件壁厚不均勻,各部分冷卻速度不同,以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的應(yīng)力。
tT12t0t1t2t3THT臨T室t0~t1:塑性狀態(tài)彈性狀態(tài)12+-12t1~t2:t2~t3:+-1212-+12
熱應(yīng)力:由于形狀復(fù)雜,厚薄不均,各部分的冷卻速度不同,以至在同一時(shí)刻,鑄件各部位收縮不一致而引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力的形成過(guò)程如下圖框形梁鑄件所示。ⅠⅡⅡ
熱應(yīng)力使鑄件的厚壁或心部受拉伸,薄壁或表層受壓縮。
熱應(yīng)力是永久應(yīng)力。(二)鑄件的變形與防止
+-反變形法防止變形的方法:1)使鑄件壁厚盡可能均勻;2)采用同時(shí)凝固的原則;3)采用反變形法。(三)鑄件的裂紋與防止
1.熱裂
熱裂的形狀特征是:裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。熱裂的防止:①應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小,熱裂傾向小的合金。②應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性,以減小機(jī)械應(yīng)力。③對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件,必須嚴(yán)格控制硫的含量,防止熱脆性。
2.冷裂
冷裂的特征是:裂紋細(xì)小,呈連續(xù)直線狀,縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。
冷裂的防止:1)使鑄件壁厚盡可能均勻;2)采用同時(shí)凝固的原則;3)對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件,必須嚴(yán)格控制磷的含量,防止冷脆性。
四、液態(tài)成形件的質(zhì)量與控制
常見鑄件缺陷及特征
名稱特征名稱特征氣孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞,表面較光滑,一般不在鑄件表面露出,大孔獨(dú)立存在,小孔則成群出現(xiàn)??s孔縮松1.縮孔:形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的空洞,孔壁粗糙并帶有枝狀晶,常出現(xiàn)在鑄件最后凝固部位。2.所松:鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細(xì)小的縮孔。粘砂鑄件的部分或整個(gè)表面粘附著一層金屬和砂粒的機(jī)械混和物,多發(fā)生在鑄件厚壁和熱節(jié)處。裂紋1.熱裂:斷面嚴(yán)重氧化,無(wú)金屬光澤,斷口沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展,外形曲折而不規(guī)則的裂紋。2.冷裂:穿過(guò)晶體而不沿晶界斷裂,斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。夾砂鑄件表面上有凸起的金屬片狀物,表面粗糙,邊角銳利,有小部分與鑄件本體相連?;瘜W(xué)成分及力學(xué)性能不合格鑄件的化學(xué)成分和硬度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術(shù)條件要求。白口灰鑄鐵件斷面全部或表面出現(xiàn)亮白色組織,常在鑄件薄的斷面,棱角及邊緣部分。
鑄件缺陷的產(chǎn)生與鑄造工藝、造型材料、模具、合金的熔煉與澆注、鑄造合金的選擇、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)要求的設(shè)計(jì)是否合理等各個(gè)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。因此,應(yīng)從以下幾個(gè)方面控制鑄件質(zhì)量:1.合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)2.合理制定鑄件的技術(shù)要求具有缺陷的鑄件并不都是廢品,在合格鑄件中,允許存在那些缺陷及其存在的程度,應(yīng)在零件圖或有關(guān)的技術(shù)文件中做出具體規(guī)定,作為鑄件質(zhì)量要求的依據(jù)。3.鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)是控制鑄件質(zhì)量的重要措施。鑄件檢驗(yàn)的項(xiàng)目有:鑄件外觀質(zhì)量,包括鑄件表面缺陷、表面粗糙度、重量公差和尺寸公差等;鑄件內(nèi)在質(zhì)量,包括鑄件內(nèi)部缺陷、化學(xué)成分、金相組織和材質(zhì)性能等;鑄件使用性能,包括鑄件在強(qiáng)力、高速、耐蝕、耐熱、耐低溫等不同條件下的工作能力。鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)最常用的是宏觀法。它是通過(guò)肉眼觀察(或借助尖咀錘)找出鑄件的表面缺陷和皮下缺陷,如氣孔、砂眼、夾渣、粘砂、縮孔、澆不到、冷隔、尺寸誤差等。對(duì)于內(nèi)部缺陷則要用儀器檢驗(yàn),如著色滲透檢驗(yàn)、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、熒光探傷、耐壓試驗(yàn)等。此外,若有必要還應(yīng)對(duì)鑄件進(jìn)行解剖檢驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能檢驗(yàn)和化學(xué)成分分析等。
用型砂緊實(shí)成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法,其主要工序包括:制造模樣,制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。
一、造型方法的選擇
二、鑄造工藝設(shè)計(jì)第二節(jié)砂型鑄造
用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過(guò)程稱為造型。造型是砂型鑄造的最基本工序,通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。
(一)手工造型
手工造型主要用于單件小批生產(chǎn),特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件。1.手工造型方法分類
根據(jù)砂型的不同特征,手工造型方法可分為:兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型、組芯造型;根據(jù)模樣的不同特征,手工造型方法可分為:整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。各種手工造型方法的示意圖如圖1-15所示。
2.各種手工造型方法的主要特征及其適用范圍一、造型方法的選擇兩箱造型是造型的最基本方法,鑄型由成對(duì)的上型和下型構(gòu)成,操作簡(jiǎn)單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。
a)兩箱造型三箱造型的鑄型由上、中、下三型構(gòu)成。中型高度需與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型操作費(fèi)工。主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。
b)三箱造型
c)地坑造型組芯造型是用若干塊砂芯組合成鑄型,而無(wú)需砂箱。它可提高鑄件的精度,但成本高。適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。
d)組芯造型整模造型的模樣是整體的,分型面是平面,鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi),其造型簡(jiǎn)單,鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端,且為平面的鑄件。
e)整模造型挖砂造型的模樣是整體的,但鑄件分型面為曲面。為便于起模,造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低,工人技術(shù)水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。
f)挖砂造型假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點(diǎn),在造型前預(yù)先做個(gè)底胎(即假箱),然后在底胎上制下箱,因底胎不參予澆注,故稱假箱。比挖砂造型操作簡(jiǎn)單,且分型面整齊。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。
j)假箱造型分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半,型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi),造型簡(jiǎn)單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。
g)分模造型活塊造型是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小凸臺(tái),肋條等這些部分作成活動(dòng)的(即活塊)。起模時(shí),先起出主體模樣,然后再?gòu)膫?cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時(shí),工人技術(shù)水平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起模的鑄件。
h)活塊造型刮板造型是用刮板代替實(shí)體模樣造型,它可降低模樣成本,節(jié)約木材,縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低,工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。
i)刮板造型(二)機(jī)器造型
機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機(jī)器造型鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小,但需要專用設(shè)備,投資較大,適合大批量生產(chǎn)。
1.機(jī)器造型方法分類
常用的機(jī)器造型方法有:壓實(shí)緊實(shí)、高壓緊實(shí)、震擊緊實(shí)、震壓緊實(shí)、微震緊實(shí)、拋砂緊實(shí)、射壓緊實(shí)、射砂緊實(shí)。
2.各種機(jī)器造型方法的主要特征及其適用范圍壓實(shí)緊實(shí)方法單純借助壓力緊實(shí)砂型,機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小,生產(chǎn)率高,消耗動(dòng)力少,型砂的緊實(shí)度沿砂箱高度方向分布不均勻,上下緊實(shí)度相差很大。主要適用于成批生產(chǎn)高度小于200mm薄而小的鑄件。
a)壓實(shí)緊實(shí)
高壓緊實(shí)主要是用較高壓實(shí)比壓(一般在0.7MPa-1.5MPa)壓實(shí)砂型。砂型緊實(shí)度高,鑄件尺寸精度高,表面粗糙度Ra值小,廢品率低,生產(chǎn)率高、噪聲低、灰塵小、易于機(jī)械化、自動(dòng)化、但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件,如汽車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。
b)高壓緊實(shí)震擊緊實(shí)主要依靠震擊力堅(jiān)實(shí)砂型。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,但噪聲大、生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。砂型堅(jiān)實(shí)度沿砂箱高度方向愈往下愈大。主要適用于需成批生產(chǎn)的中,小型鑄件。
c)震擊緊實(shí)震壓緊實(shí)是經(jīng)過(guò)多次震擊后再壓實(shí)砂型。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少,機(jī)械磨損少,砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻,但噪聲大。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。
c)震壓緊實(shí)微震緊實(shí)是在加壓堅(jiān)實(shí)型砂的同時(shí),砂箱和模板作高頻率、小振幅震動(dòng)。此方法生產(chǎn)率較高、緊實(shí)度均勻、噪聲小。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。
e)微震緊實(shí)拋砂緊實(shí)是利用離心力拋出型砂,使型砂在慣性力下完成填砂和堅(jiān)實(shí)。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少、噪聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度均勻、適用性廣。主要適用于單件、小批、成批、大量生產(chǎn)中、大型鑄件或大型芯。
f)拋砂緊實(shí)射壓緊實(shí)是使壓縮空氣驟然膨脹,將型砂射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān)實(shí),再進(jìn)行壓實(shí)。該方法生產(chǎn)率高,堅(jiān)實(shí)度均勻,砂型型腔尺寸精確、表面光滑、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于自動(dòng)化、但造型機(jī)調(diào)整維修復(fù)雜。主要適用于大批、大量生產(chǎn)的形狀簡(jiǎn)單的中、小型鑄件。
g)射壓緊實(shí)射砂緊實(shí)是用壓縮空氣將型(芯)砂高速射入砂箱或芯盒而進(jìn)行緊實(shí)。因其將填砂、緊實(shí)兩個(gè)工序同時(shí)完成,故生產(chǎn)率高,但用于造型,其堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。廣泛用于制芯、并開始用于造型。
一、金屬型鑄造
二、熔模鑄造
三、壓力鑄造第三節(jié)特種鑄造
一金屬型鑄造液態(tài)金屬澆入金屬型鑄件獲得(一)金屬型的材料及結(jié)構(gòu)材料一般采用鑄鐵,要求較高時(shí),可選用碳鋼或低合金鋼。金屬型的結(jié)構(gòu)有水平分型式、垂直分型式和復(fù)合分型式等。(二)金屬型的鑄造工藝
1.加強(qiáng)金屬型的排氣2.在金屬型的工作表面上噴刷涂料3.預(yù)熱金屬型并控制其溫度4.及時(shí)開型(三)金屬型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍1.金屬型鑄件冷卻速度快,組織致密,力學(xué)性能高。
2.鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量均優(yōu)于砂型鑄造件。尺寸精度達(dá)IT12~IT14,Ra值平均可達(dá)6.3~12.5μm。
3.生產(chǎn)率高,勞動(dòng)條件得到改善。4.金屬型不透氣、無(wú)退讓性、鑄件冷卻速度快,易產(chǎn)生
氣孔、應(yīng)力、裂紋、澆不到、冷隔、白口等鑄造缺陷。
應(yīng)用:主要用于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)。二、熔模鑄造成形工藝
在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料,待其硬化干燥后,將模樣熔去制成中空型殼,經(jīng)澆注而獲得鑄件的一種成形工藝方法。(一)熔模鑄造的工藝過(guò)程壓型蠟?zāi)=M結(jié)殼脫蠟單個(gè)蠟?zāi)1簾?、澆注(二)熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍1.鑄件的精度和表面質(zhì)量較高,公差等級(jí)可達(dá)IT11~IT13,表面粗糙度Ra值達(dá)1.6~12.5μm。2.合金種類不受限制,尤其適用于高熔點(diǎn)及難加工的高合金鋼,如耐熱合金、不銹鋼、磁鋼等。
3.可鑄出形狀較復(fù)雜的鑄件,如鑄件上寬度大于3mm的凹槽、直徑大于2mm的小孔均可直接鑄出。
4.生產(chǎn)批量不受限制,單件、成批、大量生產(chǎn)均可適用。
5.工藝過(guò)程較復(fù)雜,生產(chǎn)周期長(zhǎng);原材料價(jià)格貴,鑄件成本高;鑄件不能太大、太長(zhǎng),否則熔模易變形,喪失原有精度。應(yīng)用:它最適合25kg以下的高熔點(diǎn)、難以切削加工合金鑄件的成批大量生產(chǎn)。三、壓力鑄造成形工藝液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中,并在壓力下結(jié)晶,以獲得鑄件的成形工藝方法。(一)壓鑄機(jī)和壓鑄工藝過(guò)程(二)壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍
1.鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量最高。公差等級(jí)一般為
IT11~IT13級(jí),Ra為3.2~0.8μm。2.鑄件的強(qiáng)度和表面硬度高。抗拉強(qiáng)度可比砂型鑄造提高25~30%,但伸長(zhǎng)率有所下降。
3.可壓鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件。
4.生產(chǎn)率高。國(guó)產(chǎn)壓鑄機(jī)每小時(shí)可鑄50~150次,最高可達(dá)500次。
5.壓鑄設(shè)備投資大,壓鑄型制造成本高,工藝準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng),不適宜單件、小批生產(chǎn)。6.由于壓鑄型壽命的原因,目前壓鑄尚不適宜鑄鐵、鋼等高熔點(diǎn)合金的鑄造。7.壓鑄件內(nèi)部存在縮孔和縮松,表皮下形成許多氣孔。(三)在壓鑄件的設(shè)計(jì)和使用中,應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)使鑄件壁厚均勻,并以3~4mm壁厚為宜,最大壁厚應(yīng)小于6~8mm,以防止縮孔、縮松等缺陷。2.壓鑄件不能進(jìn)行熱處理或在高溫下工作,以免壓鑄件內(nèi)氣孔中的氣體膨脹,導(dǎo)致鑄件表面鼓泡或變形。3.壓鑄件應(yīng)盡量避免切削加工,以防止內(nèi)部孔洞外露。4.由于壓鑄件內(nèi)部疏松,塑性、韌性相對(duì)較差,因此不適宜制造承受沖擊的制件。應(yīng)用:有色薄壁小件的大批量生產(chǎn)。四、低壓鑄造成形工藝
低壓鑄造是在0.2~0.7大氣壓的低壓下將金屬液注入型腔,并在壓力下凝固成形,以獲得鑄件的方法。(一)低壓鑄造的工藝過(guò)程(二)低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍應(yīng)用:目前廣泛應(yīng)用于鑄造鋁合金鑄件,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、葉輪等,也可用于球墨鑄鐵、銅合金等澆注較大的鑄件,如球鐵曲軸、銅合金螺旋槳等。1.澆注壓力和速度便于調(diào)節(jié),可適應(yīng)不同材料的鑄型。2.鑄件的氣孔、夾渣等缺陷較少。
3.便于實(shí)現(xiàn)順序凝固,使鑄件組織致密、力學(xué)性能高。
4.由于省去了補(bǔ)縮冒口,使金屬的利用率提高到90~98%。
第四節(jié)金屬件液態(tài)成形工藝設(shè)計(jì)一、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(一)鑄件壁厚的設(shè)計(jì)1.合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚
1)鑄件的最小壁厚鑄造方法鑄件尺寸(mm)合金種類鑄鋼灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型鑄造<200×20085~66533~5200×20~500×50010~126~1012846~8>500×50015~2015~2015~2010~12610~122)鑄件的臨界壁厚在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下,臨界壁厚≈3×最小壁厚
3)鑄件截面形狀在一定鑄造工藝條件下,所能澆注出的鑄件最小壁厚。
2.鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面(二)鑄件壁的連接1.鑄件的結(jié)構(gòu)圓角2.避免銳角連接3.厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過(guò)渡4.減緩筋、輻收縮的阻礙(三)鑄件外形的設(shè)計(jì)
1.避免外部側(cè)凹、凸起;2.分型面應(yīng)盡量為平直面;上中中下上下3.凸臺(tái)、筋條的設(shè)計(jì)應(yīng)便于起模。(四)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)1.應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量,避免不必要的型芯。芯撐2.便于型芯的固定、排氣和清理。(五)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的其它問(wèn)題1.鑄造方法2.組合鑄件的設(shè)計(jì)二、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝圖—將工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容(工藝方案)用工藝符號(hào)或文字在零件圖上表示出來(lái)所形成的圖樣。
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