机械制造之第11章 热加工方法(铸造).ppt
第11章热加工方法回顾:钢铁材料的分类:2021/9/23111.1铸造成形1.铸造及铸件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。2021/9/2322021/9/2332021/9/2342021/9/23511.1铸造成形2.铸造的分类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2021/9/23611.1铸造成形3.铸造的特点：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。2021/9/23711.1.1砂型的制造一、砂型铸造一、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。2021/9/23811.1.1砂型的制造良好的型砂必须具备的性能：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。2021/9/239图2-2型砂结构示意图1砂粒2空隙3附加物4粘土膜2021/9/2310 三、主要工序有：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套筒的砂型铸造过程:2021/9/231111.1.1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0.54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2021/9/231211.1.1砂型的制造2021/9/2313三、手工造型造型方特点整模两箱造型整体模型，分型面为平面分模造型分开模型，分型面多是平面活块造型将模样上有妨碍取摸的部分做成活动的挖沙造型造型时须挖去阻碍取模的型砂刮板造型和铸件截面形状相适应的板状模样三箱造型铸件两端截面尺寸较大，需要三个沙箱2021/9/2314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2021/9/2315整模两箱造型2021/9/2316分模造型2021/9/2317活块造型2021/9/2318挖砂造型2021/9/2319刮板造型2021/9/2320三箱造型2021/9/2321五）制造砂芯五）制造砂芯2021/9/23221冒口2外浇口3直浇道4横浇道5内浇道六）浇注系统六）浇注系统2021/9/2323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2021/9/232411.1.2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。2021/9/232511.1.2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：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。2021/9/232611.1.2铸铁的熔炼与浇注四、铸铁的熔炼（略）五、浇注与清理1）浇注）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）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。2021/9/23272.4 2.4 铸件质量分析铸件质量分析缺陷名称缺陷名称特特 征征产生的主要原因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2021/9/23282.4 2.4 铸件质量分析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缺陷名称特特 征征产生的主要原因产生的主要原因2021/9/2329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 2.4 铸件质量分析铸件质量分析缺陷名称缺陷名称特特 征征产生的主要原因产生的主要原因2021/9/233011.1.4 铸件的结构工艺性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。2021/9/2331（一）铸造工艺对铸件结构的要求悬臂支架悬臂支架 闭式结构 开式结构2021/9/2332 未延伸凸台 延伸凸台结构斜度避免使用活块2021/9/2333（二）合金铸造性能对铸件结构的（二）合金铸造性能对铸件结构的要求要求1.铸件的壁厚壁厚合理、壁厚均匀、符合凝固原则2.壁的连接圆角连接、避免交叉、逐渐过渡3.避免变形、开裂结构对称、加强筋合理、自由收缩2021/9/2334铸件的壁厚且均匀结构圆角壁间大角度连接 2021/9/2335 交叉接头 交错接头 环状接头 圆角过渡 倾斜过渡 复合过渡 2021/9/2336防变形铸件结构防变形铸件结构对称结构加强肋结构2021/9/2337
