第六章 铸造——造型方法(02)
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铸造基础知识铸造的定义——铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内,经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程,是制造业常用的制造方法之一。
铸造是一种古老的制造方法,在我国可以追溯到6000年前。
随着工业技术的发展,铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量,因此,铸造在机械制造业中占有重要的地位。
铸造工艺种类:铸造工艺可分为重力铸造、压力铸造、砂型铸造、压铸、熔模铸造和消失模铸造。
铸造方法常用的是砂型铸造,其次是特种铸造方法,如:金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。
各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性,对铸件结构也各有各自的特殊要求。
重力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺,也称浇的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造,泥模铸造等;窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力(不含重力)的作用下注入铸型的工艺。
广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等;窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造,简称压铸。
这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料,制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造,有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。
砂型铸造的适应性很广,小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用。
砂型铸造用的模具,以前多用木材制作,通称木模。
木模缺点是易变形、易损坏;除单件生产的砂型铸件外,可以使用尺寸精度较高,并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。
虽然价格有所提高,但仍比金属型铸造用的模具便宜得多,在小批量及大件生产中,价格优势尤为突出。
此外,砂型比金属型耐火度更高,因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。
但是,砂型铸造也有一些不足之处:因为每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;又因为砂的整体性质软而多孔,所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙。
第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型,在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1.离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备,按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。
立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转(图2-2-41a),由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。
卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转(图2-2-41b),铸件的壁厚较均匀,主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2.离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比,离心铸造的优点是:(1)优点1)铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷,力学性能好。
2)铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,简化了工艺过程,降低了金属消耗。
3)提高了金属液的充型能力,改善了充型条件,可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4)可生产双金属铸件,如钢套内镶铜轴承等,其结合面牢固、耐磨,又可节约贵重金属材料。
5)离心铸造适应性较广,铸造合金的种类几乎不受限制。
既合适于铸造中空件,又可以铸造成形铸件。
中空铸件的内径通常为8~3000mm;铸件长度可达8000mm;质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金(如铅青铜等),铸件内表面较粗糙,尺寸不易控制。
(2)应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件,如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件,也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
(六)熔模铸造熔模铸造是指在易熔(如蜡料)制成的模样上包覆若干层耐火涂料,待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳,型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。
熔模铸造是精密铸造方法之一。
1.熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
铸造厂造型操作方法
铸造厂是指进行铸造加工的工厂,铸造操作是将熔化的金属倒入铸模中,经过冷却凝固后得到所需的铸件。
造型操作方法包括以下几个步骤:
1. 准备模具:根据所需铸件的形状和尺寸,制作模具。
常见的模具材料有砂型、金属型、陶瓷型等。
2. 模具涂料处理:对于砂型模具,需要在模具内表面涂覆涂料,以增加耐热性和抗粘性。
涂料常使用的有石蜡、石棉、酒精等。
3. 模具准备:将模具按照设计要求进行组装和调整,确保其形状、尺寸和表面质量符合要求。
4. 熔化金属:将需要铸造的金属加热到熔化状态,通常使用电炉、煤气炉或其他热源进行加热。
5. 铸造操作:将熔化的金属倒入模具中,填充整个模腔,待金属冷却凝固后,即可得到所需的铸件。
6. 冷却和处理:待铸件冷却至室温后,可将其取出模具。
根据需要,还可以进行去毛刺、研磨、喷漆、镀层等后续处理。
需要注意的是,造型操作的具体步骤和方法会根据不同的铸件材料、形状和工艺要求而有所不同。
铸造厂通常会根据具体情况制定相应的操作流程和工艺方案,以确保铸件的质量和生产效率。