铸造工艺介绍课件.ppt
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1、铸造工艺介绍2014-081目录1、铸造简介2、铸造工艺设计介绍3、铸造缺陷分类 浇注位置的选择原则浇注位置的选择原则分型面的选择原则分型面的选择原则铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定2014-8-282铸造简介铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因不同要求,使用的方法也会有所不同。
2、司母戊鼎是世界上罕见的青铜器贵重文物,它是迄今为止所有出土的鼎中最大最重的。鼎重832.84公斤,高133厘米,口长110厘米,宽78厘米,足高46厘米,壁厚6厘米。是商代晚期的青铜器,鼎腹内有铭文“司母戊”三字(或释“后母戊”)。是商王为祭祀其母戊而做。2014-8-283铸造简介 考工记是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。考工记中记载了六种器物的不同含锡量,称之为“六齐”。合金名称合金名称含铜比例含铜比例含锡比例含锡比例钟鼎之齐56 16斧斤之齐4515戈戬之齐341 4大刃之齐2313削杀矢之齐3525鉴燧之齐
3、12122014-8-284铸造的优缺点优点:1、可以生产形状复杂的零件,尤其是复杂内腔的毛坯;2、适应性广,工业常用的金属材料均可铸造,从几克到几百吨;3、原材料来源广,价格低廉,如废钢、废件、切屑等;4、铸件的形状尺寸与零件非常接近,减少了切削量,属于无切削加工;5、应用广泛,农业机械中40%70%、机床中70%80%的重量都是铸件。缺点:1、机械性能不如锻件,如组织粗大,缺陷多等;2、砂型铸造中,单件、小批量生产,工人劳动强度大;3、铸件质量不稳定,工序多,影响因素复杂,易产生许多缺陷。2014-8-285铸件的用途 铸件的用途非常广泛,已运用到五金及整个机械电子行业等,而且其用途正在成
4、不断扩大的趋势。具体用到,建筑,五金,设备,工程机械等大型机械,机床,船舶,航空航天,汽车,机车,电子,计算机,电器,灯具等行业。很多都是普通老百姓整天接触,但不了解的金属物件。2014-8-286铸造分类按产品材质分类按产品材质分类 1、常用铸造黑色金属 1.1.灰铸铁 1.2.球墨铸铁 1.3.可锻铸铁 1.4.铸钢 2、常用铸造有色金属 2.1.黄铜(铜+锌)2.2.锡青铜 2.3.无锡青铜 2.4.铝合金 2.5.锌合金、镁合金等马踏飞燕又名马超龙雀、铜奔马、马袭乌鸦、马踏飞燕又名马超龙雀、铜奔马、马袭乌鸦、鹰(鹞)掠马、马踏飞隼、凌云奔马等,为东鹰(鹞)掠马、马踏飞隼、凌云奔马等,为
5、东汉青铜器,汉青铜器,19691969年出土于甘肃省武威市雷台汉年出土于甘肃省武威市雷台汉墓。东汉时期镇守张掖的军事长官张某及其妻墓。东汉时期镇守张掖的军事长官张某及其妻合葬墓中出土。合葬墓中出土。2014-8-287铸造分类按铸造工艺分类:主要有砂型铸造和特种铸造按铸造工艺分类:主要有砂型铸造和特种铸造2 2大类大类。1.砂型铸造 1.1.湿型(潮模砂)铸造;1.2.干型铸造 1.3.树脂自硬砂铸造;1.4.水玻璃自硬砂铸造;1.5.覆膜砂造型铸造。2.特种铸造 2.1.精密铸造,又称失蜡铸造,熔模铸造 2.2.消失模铸造,又称实型铸造 2.3.压铸,又称压力铸造 2.4.离心铸造 2.5.
6、石膏型铸造 2.6.连续铸造 2.7.金属型铸造等2014-8-288铸造分类1 1、普通砂型铸造,利用砂作为铸模材料,又称砂铸,翻砂,普通砂型铸造,利用砂作为铸模材料,又称砂铸,翻砂,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3 3类,但并非所有砂均可类,但并非所有砂均可用以铸造,铸造用砂其耐火度需要满足一定的要求。砂型铸造用以铸造,铸造用砂其耐火度需要满足一定的要求。砂型铸造的好处是成本较低,因为铸模所使用的砂可重复使用;缺点是的好处是成本较低,因为铸模所使用的砂可重复使用;缺点是铸模制作耗时,铸模本身不能被重复使用,须破坏后才能取得铸模制作耗时,铸模本身不能被重复使
7、用,须破坏后才能取得成品。成品。1.1 1.1 砂型(芯)铸造方法包括湿型砂型、树脂自硬砂型、砂型(芯)铸造方法包括湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、负压造型。水玻璃砂型、干型和表干型、负压造型。1.2 1.2 砂芯制造方法是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及砂芯制造方法是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。在生产中,从总体上可分为手工制具体生产条件进行选择的。在生产中,从总体上可分为手工制芯和机器制芯。芯和机器制芯。2014-8-289铸造分类2 2、特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的
8、特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、负压铸造、实型铸造实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。两类。2.1 2.1 失蜡铸造法失蜡铸造法 用蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷(或硅溶用蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直胶)的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步
9、骤直到外膜足以支持铸造过程重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约约1/41/4寸到寸到1/81/8寸寸),然后熔,然后熔解模型中的蜡,并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧,增强硬解模型中的蜡,并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧,增强硬度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。2014-8-2810铸造分类2.2 2.2 消失模铸造法消失模铸造法 消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在
10、干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的铸造方法。位置,凝固冷却后形成铸件的铸造方法。其与其与V V法的区别是:消法的区别是:消失模铸造是实型铸造,失模铸造是实型铸造,V V法铸造是空腔铸造。法铸造是空腔铸造。2.32.3压铸压铸,又称压力铸造又称压力铸造 在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。型(压铸模具)型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。2.42.4离心铸
11、造离心铸造 离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内,使金属液在离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内,使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。2014-8-2811铸造分类2.52.5石膏型铸造石膏型铸造 用石膏作为铸型材料制作符合要求的铸型,浇入熔融金属用石膏作为铸型材料制作符合要求的铸型,浇入熔融金属冷却凝固制作铸件的铸造方法。冷却凝固制作铸件的铸造方法。2.62.6连续铸造连续铸造 将熔融的金属,不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中,将熔融的金属,不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中,凝固(结壳)了的铸件,连续不断地从结晶
12、器的另一端拉出,凝固(结壳)了的铸件,连续不断地从结晶器的另一端拉出,它可获得任意长或特定的长度的铸件,如铸管等。它可获得任意长或特定的长度的铸件,如铸管等。2.72.7金属模铸造法金属模铸造法 利用熔点较原料高的金属制作铸模,然后将低熔点的熔融利用熔点较原料高的金属制作铸模,然后将低熔点的熔融物质浇入冷却凝固后形成所需形状和尺寸物体的铸造方法。其物质浇入冷却凝固后形成所需形状和尺寸物体的铸造方法。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。受制于铸模的熔点,可被铸造的金属也有所限制。受制于铸模的熔点,可被铸造的金属也有所限制。2014-8-281
13、2铸造工艺设计介绍浇注位置的选择原则浇注位置的选择原则分型面的选择原则分型面的选择原则铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定2014-8-2813铸造工艺方案铸造工艺方案:选择铸件的选择铸件的浇注位置浇注位置及及分型面分型面 型芯型芯的数量、形状及其固定方法的数量、形状及其固定方法 确定确定工艺参数工艺参数(加工余量、起模斜度、铸造圆(加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率)角、收缩率)浇冒口、冷铁形状、尺寸浇冒口、冷铁形状、尺寸及其布置及其布置2014-8-28141.浇注位置的选择原则 浇注位置是指浇注时浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处铸件在铸型中所处的空间位置的空间位置。选择正确与否,对铸
14、件质量影响很大。选择正确与否,对铸件质量影响很大。选择时应考虑以下原则:选择时应考虑以下原则:2014-8-2815铸件的铸件的重要加工面重要加工面应朝下或位于侧面应朝下或位于侧面铸件铸件宽大平面宽大平面应朝下应朝下面积面积较大的薄壁部分较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直应置于铸型下部或垂直易形成缩孔易形成缩孔的铸件,较厚部分置于上部或侧面的铸件,较厚部分置于上部或侧面应尽量减少型芯的数量应尽量减少型芯的数量要便于安放要便于安放型芯、固定和排气型芯、固定和排气浇注位置的选择原则2014-8-2816 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 因为铸件上部凝固速度慢,晶粒
15、较粗大,易因为铸件上部凝固速度慢,晶粒较粗大,易在铸件上部形成砂眼、气孔、渣孔等缺陷。铸件在铸件上部形成砂眼、气孔、渣孔等缺陷。铸件下部的晶粒细小,组织致密,缺陷少,质量优于下部的晶粒细小,组织致密,缺陷少,质量优于上部。上部。如机床如机床床身导轨床身导轨和铸造和铸造锥齿轮锥齿轮的锥面都是主的锥面都是主要的工作面,浇注时应朝下。要的工作面,浇注时应朝下。2014-8-2817铸件宽大平面应朝下铸件宽大平面应朝下 因为在浇注过程中,熔融金属对型腔上表面因为在浇注过程中,熔融金属对型腔上表面的的强烈辐射强烈辐射,容易使上表面型砂急剧地膨胀而,容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂拱起或开裂,在铸件
16、表面造成,在铸件表面造成夹砂结疤夹砂结疤缺陷缺陷.2014-8-2818面积较大的薄壁部分应置于铸型下部面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或或 垂直垂直 将将薄壁部分置于铸型上部,易产生浇不足、薄壁部分置于铸型上部,易产生浇不足、冷隔等缺陷。改置于铸型于下部后,可避免出冷隔等缺陷。改置于铸型于下部后,可避免出现缺陷。现缺陷。2014-8-2819易形成缩孔的铸件,较厚部分置于上易形成缩孔的铸件,较厚部分置于上部或侧面部或侧面2014-8-2820 应尽量减少型芯的数量应尽量减少型芯的数量2014-8-2821 要便于安放型芯、固定和排气要便于安放型芯、固定和排气合理的方案合理的方案:不合理的方案
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