砂型鑄造工藝過程及設備

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1、砂型鑄造工藝過程及設備主講人：王開E-Mail:wangkai@cqu.edu.cnTel:159239297782009.7主要內容什么是鑄造及鑄造特征。鑄造加工過程及鑄造類型。涉及的砂型鑄造五大工部工藝特征及相應的工藝裝備。將液態(tài)（熔融）的合金澆入到與零件的形狀，尺寸相適應的鑄型空腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法通常稱為鑄造。1.1鑄造的實質1導論1.2鑄造工藝的發(fā)展歷史公元前3000年，現(xiàn)存最早的鑄造零件——銅制武器和崇拜偶像來自中東和印度。1.2鑄造的發(fā)展歷史逐漸采用粘砂土，蠟型等制作消失模；中國的鑄造體現(xiàn)在精湛的模和

2、范的制造技術，可以獲得具有優(yōu)良表面質量的鑄件(如明永樂大鐘)；德國修道士Thophilus在大約1140年，對翻砂和鑄造進行了透徹的研究；18世紀下半葉，新技術的發(fā)展和鑄件逐步增長的需求，極大刺激了金屬鑄造行業(yè)的發(fā)展。設計優(yōu)雅的鑄鐵件不再只用于制造裝飾品，也被用于機器零件和日用品的生產。1.2鑄造的發(fā)展歷史從出現(xiàn)至今，金屬鑄造工藝就一直被用于生產藝術品。1.3鑄造工藝特征適用范圍廣，據(jù)統(tǒng)計：在機械行業(yè)中鑄件占機器總質量的50%以上；可以制造各種合金鑄件；鑄件尺寸精度高（與一般焊接件、鍛件比較）；成本低廉；可以生產形狀復雜的零件。現(xiàn)代各種類型

3、的機器設備中鑄件所占的比重很大。機床，內燃機70～80％。農業(yè)機械40～70％。農業(yè)機械1。適用范圍廣大型內燃機組1。適用范圍廣各類機床柴油機缸體200kg,灰鑄鐵鑲寶“戒指樹”變速箱輪轂軋鋼機機架（鑄鋼，400噸）大直徑管道適用材料范圍廣泛（鋼、鐵、鋁、銅、鋅……)虎牛祭案(春秋晚期）青銅1.3鑄造工藝特征（缺點）鑄造生產過程比較復雜；影響鑄件質量的因素多；廢品率一般較高；鑄件容易出現(xiàn)各種缺陷。（澆不足，縮孔，氣孔，裂紋等）壓力鑄造熔模精鑄金屬型鑄造反重力鑄造鑄造成形砂型鑄造特種鑄造自硬砂型粘土砂型樹脂砂、水玻璃砂、CP法多觸頭高壓、氣沖

4、、靜壓造型消失模鑄造離心鑄造陶瓷型鑄造石膏型鑄造半固態(tài)鑄造1.4鑄造方法分類1.5鑄造工藝過程鑄型（使液態(tài)金屬成為固態(tài)鑄件的容器）準備。鑄型準備的優(yōu)劣是影響鑄件質量的主要因素；鑄造金屬的熔化與澆注。鑄造金屬（鑄造合金）主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金；鑄件處理和檢驗。鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。1.6獲得優(yōu)質鑄件的基本要求合理的合金熔煉工藝方法；模具型腔具有理想的形狀，且具有足夠的強度以保證熔體填充，不能妨礙合金的凝固，模具的設計也必須避免內部氣孔和裂紋；模具必須

5、正確布置，以保證合金進入型腔時氣體可以排除，避免與氣體相關的缺陷；鑄件內腔中的任何模具材料（砂芯）必須便于取出，最終必須除去鑄件上多余材料。1.7國內外鑄造生產技術水平比較項目國外國內尺寸精度氣缸體和氣缸蓋：一般為CT8-CT9氣缸體和氣缸蓋：一般為CT10表面粗糙度Ra氣缸體和氣缸蓋：<25μm氣缸體和氣缸蓋：>50μm使用壽命氣缸套為：6000-10000h氣缸套為：3000-6000h鑄件廢品率美、英、法、日約為2%8%-9%耗能/噸鑄件360-370kg標準煤（合格鑄件）3650kg標準煤勞動生產率t/(人年)658熔煉技術富氧送風

6、，鐵液溫度>1500℃富氧送風，鐵液溫度為1400℃項目國外國內造型工藝廣泛采用流水線，采用高壓造型、射壓造型和氣沖造型除汽車等行業(yè)中少數(shù)廠采用半自動、流水線外，很多廠普遍采用20世紀40年代造型技術鑄造工藝裝備造型機精度和精度保持能力很高；造型線精度可保持1-2年；設備綜合開工率>80%；裝備全部標準化、系列化、商品化精度低；精度保持能力差(小于半年)；設備綜合開工率<50%;裝備標準化、系列化、商品化程度低鑄造用工藝材料質量很高，如日本硅砂都經(jīng)過水洗，喊泥量小于0.2%質量很差，砂只作篩分，含泥量在2%以上。1.7國內外鑄造生產技術水平

7、比較1.8砂型鑄造工藝過程砂型鑄造基本工藝過程：造型、混砂、制芯、熔煉、清理等五大工部。鑄造車間布置、設備也相應分為五個工部。1.8砂型鑄造工藝過程2造型工藝及裝備砂型鑄造模具型腔結構2.1造型工藝過程砂型的制造是整個鑄造生產的核心，通常需要首先確定造型工部的工藝和設備。首先需要通過分析所生產的鑄件材質、重量、尺寸大小、結構形狀、表面質量和其他工藝要求，以及生產規(guī)模（批量）等因素，從而確定將要采用的造型工藝和流程，選擇與之相適應的造型方式和設備、模板布置、砂箱尺寸，進而確定設備的型號規(guī)格，并為熔煉、砂處理、熔化和清理工部的設計提供依據(jù)。1）

8、砂型鑄造造型過程2.2造型方法分類造型是砂型鑄造的重要工序，造型方法有手工造型和機器造型兩類。手工造型：即緊砂與起模是由人來完成的。手工造型操作靈活，工裝簡單，但勞動強度大，生產