铸造工艺学
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铸造工艺学.上册铸造工艺学,即针对金属件和非金属件加工成型的一门学科。
它既包括了传统的铸造工艺,也包括其他新型成型技术,如模压成型、浇注成型等,用以制造各种精密零件。
基于不断发展的铸造工艺,有助于改变传统的制造方法,提升产品品质,满足实际的应用要求,推动世界制造业的发展。
铸造工艺学是一门让学生了解和掌握各种铸造过程的课程。
本章将重点介绍铸造工艺学的内容:一、铸造的历史1. 古代铸造铸造技术在古代已出现,古代以铸铁和铸铝等金属为原料,利用各种高温烧结技术在木模型中塑造出想要的结构。
2. 近代铸造近代铸造技术发展较快,金属成形更加复杂、精细。
例如转火铸钢及其复合材料的大规模应用,被应用到航天、轨道交通、核能发电等高科技行业。
二、铸造的方法1. 选料在铸造过程中,很重要的一步是对原料进行选择,铸造过程中使用的材料一般是铸铁、铸钢、铝材等各种可以被熔化的金属。
2. 合金合金也是铸造过程中重要的一部分,常见的合金有铁锰合金、铝锡合金等,它们可以提高铸件的耐热性、耐腐蚀性、强度及硬度等特性。
3. 模具模具是铸件加工过程的关键装备,它可以定义出铸件的外形、结构及尺寸。
一般的模具可分为模具的型腔板和钻孔、锻塑机及模具模座,它们结合在一起,可以使得模具更加精细化、可靠性更高。
三、铸造的术语1. 冷铸:指在室温下进行铸造,由于温度比较低,所以铸件的精度也不高。
2. 热铸:指在较高的温度下进行铸造,它可以使铸件具有更精细的配置,更高的精度及耐久性。
3. 投入:指在铸模内投入一定金属加工材料,以得到所要打造的铸件。
4. 机加工:指利用机械设备加工卡具等材料,以获得所需要的铸件。
四、铸造的大类1. 普通铸造:普通铸造方法比较简单,无需使用复杂的铸造工艺,只需金属材料由熔炉灌注到模具内就可以完成整个铸造过程。
2. 精密铸造:精密铸造技术是普通铸造技术的升级版,利用一系列的技术,可以提高加工铸件的性能和精度,适用于制造高精度的部件和组件。
一、名词解释1.铸造工艺设计:对于某一个铸件,编制出其铸造生产工艺过程的技术文件就是铸造工艺设计。
2.零件结构铸造工艺性:指零件的结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质、简化铸造工艺过程和降低成本。
3.芯头:指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
4.分型面:指两半铸型相互接触的表面。
5.工艺补正量:因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。
6.反变形量:为了解决挠曲变形问题,在制造模样时,按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样,这种在模样上做出的预变形量称为反变形量。
7.分芯负数:在砂芯的分开面处,将砂芯尺寸减去间隙尺寸,被减去的尺寸称为分芯负数。
8.起模斜度:为了方便起模,在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度,以免损坏砂型或砂芯,这个斜度称为起模斜度。
9.分型负数:为了保证铸件尺寸精确,在拟定工艺时,为抵消铸件在分型面部位的增厚,在模样上相应减去的尺寸,称为分型负数。
10.砂芯负数:为了保证铸件尺寸准确,将芯盒的长、宽尺寸减去一定量,这个被减去的尺寸称为砂芯负数。
11.缩孔:铸件在凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,在铸件最后凝固的部位若得不到金属液的补偿,则会容易出现孔洞,称为缩孔。
12.缩松:铸件内分散在某区域的细小缩孔通常称为缩松。
13.冒口:在铸型内专门设置的储存金属液的空腔,在铸件形成时补给金属液。
(习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口)14.浇注时间:液态金属从开始进入铸型到充满铸型所经历的时间叫浇注时间。
15.冷铁:为增加铸件局部冷却速度,在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
16.活块:模样上妨碍起模的部分设计分割成活动的,这种活动而又可拆卸的部分叫做活块。
17.砂箱:砂箱是铸造车间造型所必须的工艺装备,是构成铸型的一部分,其作用是制造和运输砂型。
18.芯盒:芯盒是是制造砂芯专用的工艺装备,其尺寸精度和结构合理与否,将在很大程度上影响砂芯的质量和造芯效率。
铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属和非金属材料的加工工艺的学科,它涉及到材料的熔炼、浇注、冷却、热处理、机械加工等工艺过程。
一、熔炼工艺
熔炼工艺是铸造工艺的基础,它是将原料熔炼成液态金属的过程。
熔炼工艺的主要方法有电弧熔炼、电极熔炼、燃烧熔炼、热风熔炼、热压熔炼等。
二、浇注工艺
浇注工艺是将熔炼的金属从熔炼容器中浇入模具中的过程,它是铸造工艺的核心。
浇注工艺的主要方法有重力浇注、压力浇注、真空浇注、液压浇注等。
三、冷却工艺
冷却工艺是将浇注后的金属从模具中取出,使其冷却到室温的过程。
冷却工艺的主要方法有水冷却、油冷却、气冷却、空气冷却等。
四、热处理工艺
热处理工艺是将冷却后的金属经过加热、保温、冷却等工艺处理,以改变金属的组织结构和性能的过程。
热处理工艺的主要方法有正火、退火、回火、淬火、渗碳等。
五、机械加工工艺
机械加工工艺是将热处理后的金属经过机械加工,以改变金属的形状和尺寸的过程。
机械加工工艺的主要方法有铣削、钻削、切削、磨削、冲压等。
铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属铸造工艺的学科,主要研究铸造的原理、方法、工艺流程以及铸件的质量控制。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学的教材之一,通常包含铸
造工艺学的基础知识和常用工艺流程。
铸造工艺学.上册可能包含以下内容:
1.铸造的原理:介绍金属铸造的基本原理,包括流动、填充、冷却和凝固的过程。
2.铸造的方法:介绍各种常见的铸造方法,包括压铸、锻铸、铸轧和铸锻等。
3.铸造的工艺流程:介绍铸造工艺流程的各个环节,包括模具设计、型腔清理、
型腔加热和浇注等。
4.铸件的质量控制:介绍铸件质量控制的各项措施,包括材料控制、工艺参数控
制和检验控制等。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学学习的重要教材,通过阅读和理解这本书,学生可
以掌握铸造工艺学的基础知识,为进一步深入学习打下坚实的基础。
铸造工艺学.上册可能还包括以下内容:
5.模具设计:介绍模具设计的基本原则和方法,包括模具的结构、尺寸和材料的
选择等。
6.型腔加热:介绍型腔加热的目的和方法,包括加热的温度和时间的选择等。
7.浇注:介绍浇注的基本原则和方法,包括浇注的速度和压力的选择等。
8.铸件冷却:介绍铸件冷却的基本原则和方法,包括冷却的温度和时间的选择等。
9.铸件拆模:介绍铸件拆模的基本原则和方法,包括拆模的工具和技术的选择等。
10.铸件修整:介绍铸件修整的基本原则和方法,包括修整的工具和技术的选择等。
这些内容是铸造工艺学.上册的重要部分,学生在学习时应当加强对这些内容的理
解和应用,以便更好地学习和掌握铸造工艺学的知识。
一、名词解释铸造:采用熔炼方法,将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。
铸造工艺学:是研究铸件成形方法的一门学科,包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。
技术审查:审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。
零件的工艺性:零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚,铸件壁的联结处的联结方式是否合理,薄厚壁是否均匀过渡,拐角处是否圆角过渡,是否利于起模,是否有利于清砂。
浇注位置:浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。
铸造工艺参数:指需要确定的工艺数据,具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。
铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小,表达式为%模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量:指在铸件加工表面上留出的,准备切去的铸件表层厚度。
往往和铸件尺寸公差配合使用。
加工余量值由两部分构成,一部分是尺寸公差CT 值,另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。
起模斜度:为了利于起模或脱芯,在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度,以避免损坏铸型和芯子。
最小铸出孔及槽:对于一些较小的孔和槽,如果采用铸造方法生成,往往会产生问题,如:精度、粘砂,有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工,故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。
工艺补正量:有时模样和芯盒的尺寸准确无误,但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求,对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。
分型负数:分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等,这样在分型面处增加了铸件尺寸,为了保证铸件尺寸精度,通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。
通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。
第1篇一、引言铸造工艺学是研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
它是金属工艺学的一个重要分支,广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、船舶、能源、化工等领域。
本文将从铸造工艺学的概念、分类、特点、应用等方面进行阐述。
二、铸造工艺学的概念铸造工艺学是一门研究金属熔炼、造型、熔炼处理、凝固、冷却、铸件处理等一系列工艺过程和原理的学科。
其主要任务是研究金属材料的熔炼、凝固、冷却等过程,以及铸件质量与工艺参数之间的关系,从而为铸造生产提供理论指导和实践经验。
三、铸造工艺学的分类1. 按照铸件材料分类:铸铁铸造、铸钢铸造、有色金属铸造、粉末冶金铸造等。
2. 按照铸型材料分类:砂型铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造等。
3. 按照铸造方法分类:重力铸造、压力铸造、离心铸造、电磁铸造等。
四、铸造工艺学的特点1. 材料广泛:铸造工艺可以应用于各种金属材料,包括铸铁、铸钢、有色金属等。
2. 形状复杂:铸造工艺可以生产形状复杂、尺寸精度要求高的铸件。
3. 生产成本低:与机械加工相比,铸造工艺生产成本较低。
4. 便于大批量生产:铸造工艺可以实现大批量生产,提高生产效率。
5. 可实现自动化:随着技术的发展,铸造工艺可以实现自动化生产,提高生产效率和质量。
五、铸造工艺学的应用1. 机械制造:铸造工艺在机械制造领域应用广泛,如汽车、机床、工程机械等。
2. 航空航天:铸造工艺在航空航天领域具有重要作用,如发动机、机体、零件等。
3. 船舶制造:铸造工艺在船舶制造领域应用广泛,如船体、舵叶、螺旋桨等。
4. 能源:铸造工艺在能源领域具有重要作用,如锅炉、汽轮机、发电机等。
5. 化工:铸造工艺在化工领域应用广泛,如反应器、塔、阀门等。
六、铸造工艺学的发展趋势1. 绿色铸造:随着环保意识的提高,绿色铸造技术逐渐成为主流,如水玻璃砂、粘土砂、熔模铸造等。
2. 智能化铸造:利用计算机技术、传感器、机器人等实现铸造过程的智能化控制。
铸造工艺学简介铸造工艺学是一门研究金属铸造过程及其相关技术的学科。
它涵盖了从原型制作到铸造模具制作、熔化和铸造流程的所有步骤。
铸造工艺学是制造业中最古老、最重要的加工方式之一,它广泛应用于汽车、航空航天、船舶、建筑等多个领域。
铸造工艺的分类铸造工艺可以根据不同的铸造材料和铸造方法进行分类。
常见的铸造材料包括铸铁、铝合金、黄铜等,而铸造方法则包括砂型铸造、金属型铸造、压铸等。
砂型铸造砂型铸造是最常见的铸造方法之一,它以砂为模具材料,通过将熔化的金属倒入砂型中冷却凝固来制造零件。
砂型铸造工艺简单、成本低廉,适用于大型、中小批量生产。
常见的砂型铸造工艺包括绿砂铸造、失重铸造等。
金属型铸造金属型铸造是一种使用金属模具的铸造方法。
金属型具有较高的热传导性能,可以快速冷却和凝固铸件。
金属型铸造精度高,表面质量好,适用于高精度、高质量要求的零件生产。
常见的金属型铸造工艺包括压力铸造、重力铸造等。
压铸压铸是将熔融金属注入压铸机中,通过高压将熔融金属充填到模具中的一种铸造方法。
压铸具有高生产效率、良好的表面质量和精度,广泛应用于汽车、电子、通信等行业。
常见的压铸材料包括铝合金、锌合金等。
铸造工艺的流程无论是哪种铸造工艺,都有一套相对固定的流程。
下面是一个典型的铸造工艺流程:1.产品设计:根据零件的功能和要求进行设计,并绘制详细的图纸。
2.模具制作:根据产品设计图纸制作合适的模具,用于制造砂型、金属型或压铸模具。
3.材料准备:根据铸造工艺的要求,准备合适的铸造材料,包括金属、砂等。
4.熔炼材料:将金属原料熔化成熔融状态,通常采用电炉或火炉进行熔炼。
5.充填过程:将熔融金属注入模具中,待其冷却凝固,形成零件。
6.除杂和修饰:对铸件进行除杂、去毛刺、修剪等处理,以获得最终的几何尺寸和表面质量。
7.检验和测试:对铸件进行尺寸、密度、硬度等方面的检验和测试,确保其符合设计要求。
8.表面处理:根据需要进行喷砂、喷漆、热处理等表面处理过程。
铸造工艺学重点一、铸造工艺设计依据〔铸造工艺设计就是依据铸造零件的构造特点、技术要求、生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程〕〔一〕生产任务(1)铸造零件图样供给的图样必需清楚无误,有完整的尺寸和各种标记(2)零件的技术要求金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它的特别性能要求(3)产品数量及生产期限产品数量是指批量大小,生产期限是指交货日期的长短。
数量大的实行先进技术,应急单件产品应考虑使生产设备尽可能简洁〔二〕生产条件1〕设备力量 2〕车间原材料的应用状况和供给状况 3〕工人技术水平和生产阅历 4〕模具等工艺装备制造车间的加工力量和生产阅历〔三〕考虑经济性二、设计内容和设计程序设计内容:铸造工艺图、铸件〔毛坯〕图、铸型装配图〔合箱图〕、工艺卡及操作工艺规程设计程序:1〕零件的技术条件和构造工艺性分析 2〕选择铸造及造型方法 3〕确定浇注位置和分型面 4〕选用工艺参数 5〕设计浇冒口、冷铁和铸肋 6〕砂芯设计 7〕在完成铸造工艺图的根底上,画出铸件图8〕通常在完成砂箱设计后,画出铸型装配图 9〕综合整个设计内容制铸造工艺卡三、铸件构造审查作用:一〕审查零件构造是否符合铸造工艺的要求。
二〕在既定的零件构造条件下,考虑铸造过程中可能消灭的主要缺陷,在工艺设计中实行措施予以防止。
〔一〕从避开缺陷方面审查铸件构造。
1)铸件应有适宜的壁厚 2〕铸件构造不应造成严峻的收缩阻碍,留意壁厚过渡和圆角3〕铸件内壁应薄于外壁 4〕壁厚力求均匀,削减肥厚局部,防止形成热节 5〕利于补缩和实现挨次凝固 6〕防止铸件翘曲变形 7〕避开浇注位置上有水平的大平面构造〔二〕从简化铸造工艺方面改进零件构造1〕改进阻碍起模的凸台、凸缘和肋板的构造 2〕取消铸件外表侧凹 3〕改进铸件内腔构造以削减砂芯 4〕削减和简化分型面 5〕有利于砂芯的固定和排气 6〕削减清理铸件的工作量 7〕简化模具的制造 8〕大型简单件的分体铸造和简洁小件的联合铸造四、浇注位置确实定〔浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置〕1〕铸件的重要局部应尽量置于下部2〕重要加工面应朝下或呈直立状态 3〕使铸件的大平面朝下,避开夹砂结疤类缺陷 4〕应保证铸件能布满 5〕应有利于铸件的补缩 6〕避开用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯,便于下芯、合箱及检验7〕应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置全都五、分型面的选择〔分型面是指两半铸型相互接触的外表〕1〕应使铸件全部或大局部置于同一半型内 2〕应尽量削减分型面的数目 3〕分型面应尽选用平面 4〕便于下芯、合箱和检查型腔尺寸 5〕不使砂箱过高6〕受力件的分型面的选择不应减弱铸件构造强度 7〕留意减轻铸件清理和机械加工量六、砂芯设计砂芯的功用:形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位砂芯应满足以下要求:砂芯的外形、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求,具有足够的强度和刚度,在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能准时排出型外,铸件收缩时阻力小和简洁清砂确定砂芯外形〔分块〕及分盒面选择的根本原则:总原则:使造芯到下芯的整个过程便利,铸件内腔尺寸准确,不致造成气孔等缺陷,使芯盒构造简洁1)保证铸件内腔尺寸精度 2〕保证操作便利 3〕保证铸件壁厚均匀 4〕应尽量削减砂芯数目 5〕填砂面应宽阔,烘干支撑面是平面 6〕砂芯外形适应造型、制芯方法芯头:伸出铸件以外不与金属接触的砂芯局部。
铸造工艺学
1 铸造工艺学
铸造是通过加热金属材料的方式,将其倒入模具内,然后凝固成
指定形状的工艺。
它作为一种机械加工方式,历史悠久,被广泛应用
于机械制造工业。
铸造工艺学是研究如何应用铸造工艺以及其他关联加工产品设计,制造和控制的学科。
铸造工艺学还涉及铸造机制与材料及其性能之间
的互动,以及整流大型铸件技术。
铸造工艺学还涉及物理变形过程,例如液体金属在模具内使用物
理原理,包括流变学,热传导,热量传递和模具表面处理的综合理论
的形成原理。
铸造工艺学还包括类似酥类工艺,包括冲压、挤压、空心铸造等,以及相应的材料供应、冷却制造等其他加工过程。
铸造工艺学还涉及金属材料受铸性能,包括其热力学特性,塑性
行为或室温力学特性,热处理介质,介质和模具表面处理,夹具结构,浇注量和粘度,以及溶液保持和固态构型等。
总的来说,铸造工艺学是一门涉及金属材料的多领域的方向,涉
及多个铸造技术,从制造本身到特性检测,不仅复杂而且对于铸件件
的质量要求也和高。
一、名词解释铸造:采用熔炼方法,将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。
铸造工艺学:是研究铸件成形方法的一门学科,包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。
技术审查:审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。
零件的工艺性:零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚,铸件壁的联结处的联结方式是否合理,薄厚壁是否均匀过渡,拐角处是否圆角过渡,是否利于起模,是否有利于清砂。
浇注位置:浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。
铸造工艺参数:指需要确定的工艺数据,具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。
铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小,表达式为%模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量:指在铸件加工表面上留出的,准备切去的铸件表层厚度。
往往和铸件尺寸公差配合使用。
加工余量值由两部分构成,一部分是尺寸公差CT 值,另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。
起模斜度:为了利于起模或脱芯,在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度,以避免损坏铸型和芯子。
最小铸出孔及槽:对于一些较小的孔和槽,如果采用铸造方法生成,往往会产生问题,如:精度、粘砂,有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工,故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。
工艺补正量:有时模样和芯盒的尺寸准确无误,但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求,对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。
分型负数:分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等,这样在分型面处增加了铸件尺寸,为了保证铸件尺寸精度,通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。
通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。
铸造工艺学教学设计一、引言铸造工艺学是一门涉及制造工业中最基础、最重要的加工方法之一的学科。
随着现代工业的发展,铸造工艺学不断壮大,同时也在实践中不断改进和完善。
铸造工艺学教学主要目的是使学生掌握先进的铸造工艺技术和实际操作技能,为实践工作做好准备。
本文将探讨铸造工艺学教学设计的方法与策略。
二、教学目标1.掌握铸造工艺学中各种加工工艺与方法的基本原理和实用技能;2.培养学生的实践应用能力,提高铸造工艺学实践技能;3.提高学生的质量控制意识,使学生能够在铸造加工过程中有效地进行质量控制和质量管理。
三、教学内容1. 铸造原理讲解铸造的基本原理,包括材料的选取、铸造工艺的选择,以及模具设计、铸造成形等方面的内容。
2. 铸造工艺技术在学生理解基本原理的基础上,通过实际操作加深学生对铸造工艺技术的理解。
3. 铸造材料与试验学生通过对不同材料的试验,了解材料有不同的特性和适用范围,进而更好的掌握铸造工艺。
4. 质量控制在铸造工艺过程中,质量控制非常重要。
学生必须掌握各项质量管理措施,纠正不合格品,并改善生产过程和制造质量。
四、教学方法教学方法应注重理论与实践相结合,在讲授铸造工艺学原理的同时,要加强学生的实践能力,要求学生亲自操作实验室设备,并熟练掌握基本的铸造工艺和操作技能。
教学应该以实验教学为主,配合讲授教学法。
通过让学生亲自操控设备操作,观察生产过程,进而对铸造工艺学进行更深入的理解和探究。
五、教学评估评估结果应以学生成绩、实验质量、课堂表现和实践操作为主要评估依据。
在实验过程中,要对学生进行操作技能考核,能够根据评估结果制定针对性措施,帮助学生提高能力和实践能力。
六、结论铸造工艺学教学设计需要注重理论与实际操作相结合,加强实验教学和讲授教学同步开展。
通过教学的方式,让学生尽快掌握铸造工艺学知识和操作技能,为今后的实践工作做好准备。
铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门重要的工程学科,它涉及到铸件的设计、制造、检测和应用。
铸造工艺学的
研究主要集中在铸件的材料、结构、性能和制造工艺等方面。
铸造工艺学的研究主要包括铸件的材料研究、结构研究、性能研究和制造工艺研究。
铸件的材
料研究主要是研究铸件的材料性能,包括铸件的热处理、机械性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能等。
结构研究主要是研究铸件的结构特性,包括铸件的结构形式、结构尺寸、结构强度等。
性
能研究主要是研究铸件的性能特性,包括铸件的热处理性能、机械性能、耐腐蚀性能、抗疲劳
性能等。
制造工艺研究主要是研究铸件的制造工艺,包括铸件的铸造工艺、热处理工艺、机械
加工工艺、表面处理工艺等。
铸造工艺学的研究对于提高铸件的质量、提高铸件的性能和提高铸件的制造效率具有重要意义。
因此,铸造工艺学在高等教育中具有重要的地位,许多高校都开设了铸造工艺学的课程,以培
养具有铸造工艺学知识和技能的高素质人才。
铸造工艺学的研究不仅涉及到铸件的材料、结构、性能和制造工艺,而且还涉及到铸件的设计、检测和应用。
因此,铸造工艺学的研究不仅要求学生具备专业的理论知识,而且还要求学生具
备较强的实践能力,以便能够更好地应用铸造工艺学的知识。
总之,铸造工艺学是一门重要的工程学科,它涉及到铸件的设计、制造、检测和应用,在高等
教育中具有重要的地位,许多高校都开设了铸造工艺学的课程,以培养具有铸造工艺学知识和
技能的高素质人才。
铸造工艺学概述铸造工艺学是一门研究金属铸造技术的学科,涉及到金属熔炼、铸型与模具制备、浇注、凝固和冷却等过程。
通过使用适当的工艺,能够制造出各种形状复杂的金属零件,广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域。
铸造工艺学对于提高产品的质量和生产效率具有重要意义。
铸造方法铸造工艺涉及多种铸造方法,常用的有:1.砂型铸造:将金属熔液倒入砂型中进行浇注,待金属凝固后,取出砂型,得到所需的铸件。
砂型铸造工艺简单、成本低,适用于制造中小型铸件。
2.金属型铸造:根据原型制作金属型,通过加热金属型并进行浇注,得到所需的铸件。
金属型铸造工艺适用于制造高精度和大型铸件。
3.石膏模铸造:使用石膏模具进行浇注,待金属凝固后,取出石膏模具,得到所需的铸件。
石膏模铸造工艺适用于制造高精度的铸件。
4.压铸:将熔融合金注入压铸机中,通过高压迫使熔融合金填充模具腔体,待熔融合金凝固后,取出模具,得到所需的铸件。
压铸工艺适用于制造复杂形状、高精度和大批量的铸件。
铸造工艺的步骤铸造工艺一般包括以下步骤:1. 模型和模具制备根据所需铸件的形状和尺寸,制作相应的模型。
模型可以是实物模型,也可以是CAD图纸。
然后根据模型制备模具,常用的材料包括砂型、金属型、石膏模具等。
2. 熔炼金属根据所需铸件的材料特性,选用适当的金属进行熔炼。
熔炼金属时需要考虑金属的熔点、熔化温度和熔炼工艺。
3. 浇注将熔融金属倒入模具中,进行浇注。
浇注时需要注意浇注温度、浇注速度和浇注方式,以确保金属能够充分填充模具,并避免产生气孔和缺陷。
4. 凝固和冷却待金属在模具中凝固后,需要进行冷却。
冷却过程中,金属会发生收缩和变形,需要通过合适的冷却措施来控制金属的凝固速度和温度分布,以避免产生应力和变形。
5. 精加工和热处理待铸件冷却后,通常需要进行精加工和热处理。
精加工包括切割、磨削、修整等工艺,以获得所需的尺寸和表面质量。
热处理包括退火、淬火等工艺,以改善铸件的力学性能。
铸造工艺的挑战铸造工艺面临着一些挑战,包括:1.自由熔化和凝固过程的不可逆性,使得铸造过程中很难控制金属的凝固行为。
一、名词解释铸造:采用熔炼方法,将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。
铸造工艺学:是研究铸件成形方法的一门学科,包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。
技术审查:审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。
零件的工艺性:零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚,铸件壁的联结处的联结方式是否合理,薄厚壁是否均匀过渡,拐角处是否圆角过渡,是否利于起模,是否有利于清砂。
浇注位置:浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。
铸造工艺参数:指需要确定的工艺数据,具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。
铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小,表达式为%模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量:指在铸件加工表面上留出的,准备切去的铸件表层厚度。
往往和铸件尺寸公差配合使用。
加工余量值由两部分构成,一部分是尺寸公差CT 值,另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。
起模斜度:为了利于起模或脱芯,在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度,以避免损坏铸型和芯子。
最小铸出孔及槽:对于一些较小的孔和槽,如果采用铸造方法生成,往往会产生问题,如:精度、粘砂,有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工,故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。
工艺补正量:有时模样和芯盒的尺寸准确无误,但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求,对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。
分型负数:分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等,这样在分型面处增加了铸件尺寸,为了保证铸件尺寸精度,通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。
通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。
反变形量:铸件在造型以及成形过程中发生翘曲、收缩等现象使得铸件产生变形。
在工艺设计时,需要设置一个反变形量,使得铸件在成形后减少乃至消除变形。
吃砂量:模样或者铸型内腔内外表面与砂箱的内壁、顶面、底面或箱挡之间的距离;型腔之间的最小间距;芯骨至砂芯表面的砂层厚度。
铸型材料:包括永久型材料和造型材料。
永久型材料一般用于永久型铸型,采用导热性良好、力学性能好的金属、合金或石墨等材料制成。
造型材料:砂型铸造中铸型和砂芯所用的材料,包括铸造用砂、粘结剂、涂料和其他辅助材料。
铸造用砂的热物理特征:比热、导热性、蓄热特性和热膨胀性。
蓄热系数:λρc b =,c 为材料的比热,λ为材料的导热系数,ρ为材料的密度。
蓄热系数越大,铸件冷却速度越快,材料的结晶组织越细。
耐火度:是表征耐火材料抵抗高温能力的指标,是通过三角锥试样在加热过程中的变形和弯倒程度来测定。
烧结点:是指砂粒表面或砂粒间的混合物开始熔化的温度。
最低共熔点:表征耐火材料抵抗高温能力的指标,由于耐火材料的多相特征,其熔融是在一定温度范围内进行的,耐火材料开始出现液相的温度就是最低共熔点。
热稳定性:也称抗热冲击性,指耐火材料抵抗温度急剧变化而不开裂的性能。
热化学稳定性:指耐火材料不与液态金属及其氧化物发生反应,不与粘结剂的氧化物形成低熔点的共熔物的性能。
含泥量:指原料中颗粒直径小于0.002mm部分所占的质量分数。
含泥量高会影响型、芯的透气性和耐火度。
铸造用砂的颗粒组成:包括颗粒尺寸大小、粒度分布。
颗粒平均细度:砂样的总表面积保持不变,将砂样换算成同样重量的均一直径的颗粒,所能通过的筛号,即表示颗粒的平均细度,也就是用能通过的筛号数表示砂粒的平均直径。
粘结剂(铸型):在颗粒状或粉状的造型材料间形成有一定强度的连续粘结的薄膜,将其粘结成型芯。
涂料:涂覆在铸型或芯子表面的一层耐火材料层,起保护铸型,提高铸件表面光洁度、防止铸件粘砂的目的。
胶合剂:是用于两半型芯装配时进行胶合或用于型芯修补的粘结剂。
涂膏:用来修补烘干后型、芯表面的裂纹、缝隙和粗糙部分,型芯中较小的缺肉。
脱模剂:用来防止模样或芯盒与型砂,或者永久铸型与铸件之间相粘连的溶剂。
保温冒口套:采用珍珠岩、微珠或其他轻质阻热材料,使冒口部位散热减慢,提高冒口效率。
保温覆盖剂:浇注后在明冒口的顶部放置的粉状保温剂,以减缓热量从冒口顶部散发。
陶瓷管:采用陶土烧制而成的按浇注系统各类结构组成的浇注系统预制组件。
质轻、耐高温、价格便宜,利于造型过程中的连接、安装和摆放等操作。
芯子:用来形成铸件内腔、孔和外形不易起模的部分。
芯头:指芯子中伸出铸件,且不与铸件相接触的部分。
起到定位并固定芯子,承受芯子本身重力及浇注时金属液对芯子的浮力,排除浇注时芯子所产生的气体的作用。
芯头结构:包括定位结构、位置结构。
芯头长度:指芯子伸入铸型部分的长度。
芯头斜度:为了便于合箱和下芯,芯头的侧面和端面一般都带有斜度。
芯头间隙:为了下芯方便,通常在芯头和芯座之间留有的间隙。
芯座:铸型中专门为放置芯头而设置的空腔。
补砂档:是在芯头端部的芯座增加一段距离,也就是超出芯头端部多出的一段空腔,合箱时用背砂填充。
为了尺寸调节也同时使下芯更加方便。
芯撑:对悬臂芯起到支撑作用,浇注后留在铸件内部的工装。
排气措施:为了将浇注后芯子产生的气体排出设置的装置。
一般向芯头排气。
浇注系统:引导液态金属进入铸型型腔的通道系统。
一般由浇口杯、直浇道、横浇道、直浇道窝,内浇道组成。
封闭式浇注系统:组元截总面积最小的是内浇道。
一般∑A直>∑A横>∑A内。
半封闭式浇注系统:∑A横>∑A直∑A内。
开放式浇注系统:该类系统,从浇口杯底孔到内浇道截面,面积逐渐加大。
即∑A内>∑A横∑A直。
顶注式浇注系统:指从铸件位置的顶部注入金属液的浇注系统体系。
铸件的大部分位于下箱,金属液进入型腔时自由下落。
底注式浇注系统:指从铸件浇注位置的底部注入金属液的浇注系统体系。
铁豆:由于液态金属的飞溅造成。
液滴飞溅预冷凝固成豆状。
若无液态金属重新熔化则产生铁豆。
砂眼:砂型被冲击型砂脱落混入铁水中凝固形成砂眼。
中间注入式浇注系统:只从铸件浇注位置的中间部位注入金属液的浇注系统体系,一般把内浇口开在分型面上。
阶梯式浇注系统:从铸件浇注位置的不同部位注入金属液的浇注系统体系。
金属液先从最下层注入型腔,然后是临近的上一层,以此类推。
静压头:指从铸件底部到浇口杯内液面顶部的高度差所产生的压头。
剩余压头:指浇口杯内液面与铸件浇注位置中最高点之间的高度差所产生的压头。
工艺出品率:%100⨯=总重毛重工艺出品率,毛重包括净重、加工余量、铸死的孔、槽,无法去除的补贴、残余的切割量。
总重包括毛重、浇冒口重量、去除的补贴、损耗、富余量。
镇静:钢包在充满钢水后不立即浇注,等待一定时间后浇注,有利于气体、熔渣上浮。
补缩系统:包括冒口、补贴和与之相对应的铸件部分。
合金的收缩:指液态合金在向固态转变的冷却过程中产生的收缩。
包括三个阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩。
合金的体收缩率:指合金由液相线开始至室温时的体积収缩。
公式为ss 0V V -V =ε,V 0为铸件刚好在充满铸型时的体积。
V s 为铸件全部进入固相线时的体积。
缩孔:指在铸件凝固过程中,由于合金的凝固收缩或者补缩通道的堵塞,使得铸件在最后凝固部位由于得不到金属液的补缩产生的孔洞。
缩松:指在铸件凝固过程中,由于合金的收缩以及合金的粥状方式,在最后凝固部位产生的分散而细小的孔洞的聚集体。
补缩通道:铸件在凝固过程中,冒口中的金属液对铸件的凝固和降温所产生的体收缩进行补偿,该补缩过程金属液所通过的区域就是补缩通道。
冒口区:冒口周围直接由冒口进行补偿而获得致密组织的区域。
末端区:在远离冒口的铸件端部,由于端部的边角效应,该区域的补缩通道扩张角比较大,易于补缩,所形成的致密区域叫末端区。
冒口的有效补缩距离:指冒口周围能获得致密组织的距离,通常由冒口区加末端区组成。
冒口:铸型内储存合金液而不构成铸件实体,并为铸件的凝固和收缩提供补缩液的腔体。
特殊/异型冒口:根据工艺需要无法采用标准冒口而生产的冒口。
标准冒口:就是将冒口的结构参数标准化,具体说就是冒口结构尺寸比例关系的标准化,冒口的斜度标准化和冒口尺寸系列的标准化,以提高其通用性,提高生产效率,节约生产成本。
冒口的尺寸参数:包括冒口的长宽比、高宽比和斜度。
冒口的计算方法:模数法、热节圆法、均衡凝固法、液量补缩法。
铸件的模数:根据平方根定律和折算厚度法则的原理,将凝固体的体积与散热面积之比称为模数。
热节圆法:根据铸件内热节圆的大小及其与冒口和补贴的比例关系,并根据补缩量和收缩量的相互关系来确定补贴及冒口尺寸的方法。
热节:凝固过程中,铸件比周围金属凝固较慢的节点或局部区域。
热节圆:指在铸件内的热节处所能做出的最大内切球体,一般通过作图法确定。
冒口的补缩量:铸件凝固完毕后,冒口中未凝固的液体就是补缩给铸件和冒口凝固时所产生的收缩的液量,也就是冒口的补缩量。
液量补缩法:利用冒口的补缩效率,计算出冒口的补缩量,与铸件加上冒口的总补缩量相比较,补缩量应大于收缩量。
冒口的补缩效率:%100V V -V ⨯=冒终冒η,V 冒为冒口的原始体积,V 终为冒口补缩后的体积。
均匀凝固法:主要是用于铸铁件的凝固,通过控制各热节处的凝固进程,来实现铸件内部的均衡凝固。
补贴:通过对铸件向冒口方向逐渐增加厚度的方法,使铸件的末端与冒口之间建立起补缩通道,并使补缩扩张角增加,这种人为增加的铸件以外的厚度就是补贴。
补贴在铸后需要采用气割、电弧气刨或机加等方法去除。
设计方法包括图表法、热节圆法。
冷铁:是用来控制铸件凝固,使被激冷区的凝固时间缩短的激冷物。
外冷铁:设置在型砂表面,使与之接触的铸件部位迅速冷却的冷铁。
内冷铁:设置在铸件的热节部位的型腔中,浇注后凝固在铸件中的,使与之接触的铸件部位迅速冷却的冷铁。
直接冷铁:就是直接与金属液相接触的外冷铁。
间接冷铁:就是不直接与铸件相接触,与铸件之间相隔一层较薄的造型材料。
该类冷铁又称为暗冷铁。
普通冷铁:一般为长方形,以平面方式与铸件相接触。
成形冷铁:就是以铸件敷设冷铁部位的表面形状作为冷铁表面形状的冷铁。
熔焊型冷铁:指铸件凝固结束后,内冷铁与焊件的界面发生焊合。
非熔焊型冷铁:指铸件凝固结束后,内冷铁与铸件的界面未发生焊合。
手工造型、造芯:指用手工方式完成紧砂、起模、修型及合箱等主要操作的造型和制芯过程。
芯盒制芯:在芯盒内进行制芯操作,如紧砂,安放芯骨、开通气道等。
硬化过程可以在芯盒内进行,也可以脱芯盒后,烘干硬化。
铸造工艺装备:指造型、制芯、合箱和浇注过程中所使用的装备和用具的总称。
,具体包括:模样、模板、芯骨、砂箱、造型平板、芯盒、烘芯托板、砂芯修整器具、下芯夹具、量具、检验样板。