热加工方法铸造成形(ppt 38页).ppt

1、第11章 热加工方法,回顾: 钢铁材料的分类,11.1 铸造成形,1.铸造及铸件 将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程称为铸造。 用铸造方法制成的毛坯或零件称为铸件,11.1 铸造成形,2.铸造的分类 铸铁铸造 金属材料 铸钢铸造 有色金属铸造 砂型铸造 金属型铸造 生产方法 压力铸造 离心铸造 熔模铸造,11.1 铸造成形,3.铸造的特点： 优点： 1）原材料来源广； 2）工艺设备简单； 3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。 缺点： 但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高。铸造工序

2、多，而且一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率高,11.1.1 砂型的制造,一、砂型铸造 是指铸型由砂型和砂芯组成，而砂型和砂芯是用砂子和粘结剂为基本材料制成的。 二、造型材料 砂型铸造用的造型材料主要有:型砂、芯砂和涂料,有时还加入少量的煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性能,11.1.1 砂型的制造,良好的型砂必须具备的性能： 1）强度：型砂抵抗外力破坏的能力； 2）透气性：型砂空隙透过气体的能力； 3）耐火性：型砂抵抗高温热作用的能力。 4）可塑性：型砂在外力作用下变形，去除外应力后能完整地保持已有形状的能力： 5）退让性：铸件在冷凝时，型砂可被压缩的能力,图

3、2-2 型砂结构示意图 1砂粒 2空隙 3附加物 4粘土膜,三、主要工序有：制模、配制造型材料、造型、造芯、烘干、合箱、熔炼、浇注、铸件的清理与检查。 套筒的砂型铸造过程,11.1.1 砂型的制造,三、铸造工艺图应考虑的问题 )分型面的选择 :分型面是上下砂型的分界面，选择分型面时必须使模样能从砂型中取出，并使造型方便和有利于保证铸件质量 。 )拔模斜度 ：为了易于从砂型中取出模样，凡垂直于分型面的表面，都做出0.5 4的拔模斜度。 )加工余量 ：铸件需要加工的表面，均需留出适当的加工余量 )收缩量 ：铸件冷却时要收缩，模样的尺寸应考虑收缩的影响。通常铸铁件要加大1；铸钢件加大152；铝合金为

4、1l.5。 5)铸造圆角：铸件上各表面的转折处，都要做成过渡性圆角,以利于造型及保证铸件质量。 )芯头：有砂芯的砂型，必须在模样上做出相应的芯头，以便芯稳固地安放在铸型中,11.1.1 砂型的制造,三、手工造型,常用造型工具 a) 捣砂锤 b) 直浇道棒 c) 通气针 d) 起模针 e) 墁刀：修平面及挖沟槽用 f) 秋叶:修凹的曲面用g) 砂勾:修深的底部或侧面及钩出砂型中散砂用 h) 皮老虎,整模两箱造型,分模造型,活块造型,挖砂造型,刮板造型,三箱造型,五）制造砂芯,1冒口 2外浇口 3直浇道 4横浇道 5内浇道,六）浇注系统,在浇注时，由于金属液具有很大的浮力（又称抬型力），会把上铸型

5、抬起而出现金属 液泄漏现象。小型铸件的抬型力不大, 可使用压铁压牢。中、大型铸件的抬型力较大, 可用螺栓或箱卡固定,七）合型 将上型、下型、砂芯等组合为一个完整砂型的过程称为合型。 包括：1.铸型的检验和装配 2.铸型的紧固,11.1.2 铸铁的熔炼 与浇注,1.冲天炉的熔炼过程 冲天炉的燃料为焦碳；金属炉料有：铸造生铁锭、回炉料、废钢、铁合金；熔剂为石灰石和氟石,在冲天炉熔炼过程中，高炉炉气不断上升，炉料不断下降：底焦燃烧；金属炉料被预热、熔化和过热；冶金反应使铁水发生变化,11.1.2 铸铁的熔炼与浇注,二、铸铁炉料 1）金属料：生铁、回炉铁、废钢和铁合金等 2）燃料：焦碳或煤球 3）熔剂

6、：石灰石和英石 三、铸铁的铸造性能： 1）灰口铸铁的铸造性能：铸造性能最好，是铸造中应用最广泛的一种金属材料； 2）球墨铸铁的铸造性能：浇注温度偏低，流动性下降，容易产生缩孔和缩松,11.1.2 铸铁的熔炼与浇注,四、铸铁的熔炼（略） 五、浇注与清理 1）浇注 将熔融的金属浇入砂型的过程称为浇注，注意在浇注过程中要控制好浇注温度与浇注速度 2）清理 1.对铸件进行时效处理 2.去除浇口、冒口、砂芯、表面粘砂和毛刺飞边等,2.4 铸件质量分析,缺陷名称,特 征,产生的主要原因,件内部或表面有大 小不等的光滑孔洞,型砂含水过多，透气性差；起模和修型 时刷水过多；砂芯烘干不良或砂芯通气 孔堵塞；浇注

7、温度过低或浇注速度太快等,缩孔多分布在铸件厚 断面处，形状不规则， 孔内粗糙,铸件结构不合理，如壁厚相差过大，造成局部金属积聚；浇注系统和冒口的位置不对，或冒口过小；浇注温度太高，或金属化学成分不合格，收缩过大,在铸件内部或表面 有充塞砂粒的孔眼,型砂和芯砂的强度不够；砂型和砂芯的紧实度不够；合箱时铸型局部损坏；浇注系统不合理，冲坏了铸型,2.4 铸件质量分析,铸件表面粗糙， 粘有砂粒,型砂和芯砂的耐火性不够；浇注温度太高；未刷涂料或涂料太薄,铸件在分型面处有 错移,模样的上半模和下半模未对好；合箱时，上下砂箱未对准,铸件上有未完全融合 的缝隙或洼坑，其交 接处是圆滑的,浇注温度太低；浇注速度

8、太慢或浇注过程曾有中断；浇注系统位置开设不当或浇道太小,缺陷名称,特 征,产生的主要原因,铸件不完整,浇注时金属量不够；浇注时液体金属从分型面流出；铸件太薄；浇注温度太低；浇注速度太慢,铸件开裂，开裂 处金属表面氧化,铸件结构不合理，壁厚相差太大；砂型和砂芯的退让性差；落砂过早,2.4 铸件质量分析,缺陷名称,特 征,产生的主要原因,11.1.4 铸件的结构工艺性,铸件的结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用性能的前提下，铸件成形的可行性和经济性，即铸造成形的难易程度。良好的铸件结构性应与金属的铸造性能和铸造工艺相适应,一）铸造工艺对铸件结构的要求,悬臂支架,闭式结构 开式结构,未延伸凸台 延伸凸台,结构斜度,避免使用活块,二）合金铸造性能对铸件结构的要求,1.铸件的壁厚 壁厚合理、壁厚