鑄造工藝是利用具有一定性能的原砂作為主要造型材料的鑄造方法。
應(yīng)用鑄造有關(guān)理論和系統(tǒng)知識(shí)生產(chǎn)鑄件的技術(shù)和方法。包括鑄件工藝,澆鑄系統(tǒng),補(bǔ)縮系統(tǒng),出氣孔,激冷系統(tǒng),特種鑄造工藝等內(nèi)容。
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:鑄件工藝圖的設(shè)計(jì),鑄件圖的設(shè)計(jì),鑄型裝配圖的設(shè)計(jì)以及工藝卡的制作等 。
歷史沿革
鑄造是一種古老的制造方法,鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR在我國(guó)可以追溯到6000年前。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,鑄大型鑄件的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,因此,鑄造在機(jī)械制造業(yè)中占有重要的地位。鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速,特別是19世紀(jì)末和20世紀(jì)上半葉,出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續(xù)鑄造等,在20世紀(jì)下半葉得到完善和實(shí)用化。
操作方法
鑄造是將通過(guò)熔煉的金屬液體澆注入鑄型內(nèi),經(jīng)冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過(guò)程。鑄造是常用的制造方法,制造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件,在機(jī)械制造中占有很大的比重,如機(jī)床占60~80%,汽車占25%,拖拉機(jī)占50~60%。
由于現(xiàn)今對(duì)鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動(dòng)化等要求的提高,鑄造技術(shù)向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自動(dòng)化和清潔化的方向發(fā)展,例如我國(guó)這幾年在精密鑄造技術(shù)、連續(xù)鑄造技術(shù)、特種鑄造技術(shù)、鑄造自動(dòng)化和鑄造成型模擬技術(shù)等方面發(fā)展迅速.
主要種類鑄造主要工藝過(guò)程包括:金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金(銅、鋁、鋅、鉛等)等。
鑄造工藝可分為砂型鑄造工藝和特種鑄造工藝。
特種鑄造工藝有離心鑄造,鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR低壓鑄造,差壓鑄造,增壓鑄造,石膏型鑄造,陶瓷型鑄造等方式
壓力鑄造
壓力鑄造是指金屬液在其他外力(不含重力)的作用下注入鑄型的工藝。廣義的壓力鑄造包括壓鑄機(jī)的壓力鑄造和真空鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等;窄義的壓力鑄造專指壓鑄機(jī)的金屬型壓力鑄造,簡(jiǎn)稱壓鑄。這幾種鑄造工藝是有色金屬鑄造中最常用的、也是相對(duì)價(jià)格的。
金屬型鑄造
金屬型鑄造是用金屬(耐熱合金鋼,球墨鑄鐵,耐熱鑄鐵等)制作的鑄造用中空鑄型模具的現(xiàn)代工藝。
金屬型既可采用重力鑄造,也可采用壓力鑄造。金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用,每澆注一次金屬液,就獲得一次鑄件,壽命很長(zhǎng),生產(chǎn)效率很高。金屬型的鑄件不但尺寸精度好,表面光潔,而且在澆注相同金屬液的情況下,其鑄件強(qiáng)度要比砂型的更高,更不容易損壞。因此,在大批量生產(chǎn)有色金屬的中、小鑄件時(shí),只要鑄件材料的熔點(diǎn)不過(guò)高,一般都優(yōu)先選用金屬型鑄造。但是,金屬型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槟蜔岷辖痄摵驮谒厦孀龀鲋锌招颓坏募庸ざ急容^昂貴,所以金屬型的模具費(fèi)用不菲,不過(guò)總體和壓鑄模具費(fèi)用比起來(lái)則便宜多了。對(duì)小批量生產(chǎn)而言,分?jǐn)偟矫考a(chǎn)品上的模具費(fèi)用明顯過(guò)高,一般不易接受。又因?yàn)榻饘傩偷哪>呤苣>卟牧铣叽绾托颓患庸ぴO(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制,所以對(duì)特別大的鑄件也顯得無(wú)能為力。因而在小批量及大件生產(chǎn)中,很少使用金屬型鑄造。此外,金屬型模具雖然采用了耐熱合金鋼,但耐熱能力仍有限,一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造,在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用,而用于黑色金屬鑄造就更少了。
壓鑄
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR壓鑄是在壓鑄機(jī)上進(jìn)行的金屬型壓力鑄造,是生產(chǎn)效率最高的鑄造工藝。
壓鑄機(jī)分為熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)兩類。熱室壓鑄機(jī)自動(dòng)化程度高,材料損耗少,生產(chǎn)效率比冷室壓鑄機(jī)更高,但受機(jī)件耐熱能力的制約,還只能用于鋅合金、鎂合金等低熔點(diǎn)材料的鑄件生產(chǎn)。當(dāng)今廣泛使用的鋁合金壓鑄件,由于熔點(diǎn)較高,只能在冷室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。壓鑄的主要特點(diǎn)是金屬液在高壓、高速下充填型腔,并在高壓下成形、凝固,壓鑄件的不足之處是:因?yàn)榻饘僖涸诟邏?、高速下充填型腔的過(guò)程中,不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內(nèi)部,形成皮下氣孔,所以鋁合金壓鑄件不宜熱處理,鋅合金壓鑄件不宜表面噴塑(但可噴漆)。否則,鑄件內(nèi)部氣孔在做上述處理加熱時(shí),將遇熱膨脹而致使鑄件變形或鼓泡。此外,壓鑄件的機(jī)械切削加工余量也應(yīng)取得小一些,一般在0.5mm左右,既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本,又可避免穿透表面致密層,露出皮下氣孔,造成工件報(bào)廢。
熔模鑄造
失蠟法鑄造現(xiàn)稱熔模精密鑄造,是一種少切削或無(wú)切削的鑄造工藝,是鑄造行業(yè)中的一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù),其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造,而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它鑄造方法要高,甚至其它鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜、耐高溫、不易于加工的鑄件,均可采用熔模精密鑄造鑄得。
熔模精密鑄造是在古代蠟?zāi)hT造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。作為文明古國(guó),中國(guó)是使用這一技術(shù)較早的國(guó)家之一,遠(yuǎn)在公元前數(shù)百年,我國(guó)古代勞動(dòng)人民就創(chuàng)造了這種失蠟鑄造技術(shù),用來(lái)鑄造帶有各種精細(xì)花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品,如春秋時(shí)的曾侯乙墓尊盤(pán)等。曾侯乙墓尊盤(pán)底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯(cuò),形成中間鏤空的多層云紋狀圖案,這些圖案用普通鑄造工藝很難制造出來(lái),而用失蠟法鑄造工藝,可以利用石蠟沒(méi)有強(qiáng)度、易于雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤(pán)一樣的石蠟材質(zhì)的工藝品,然后再附加澆注系統(tǒng),涂料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤(pán)。
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR現(xiàn)代熔模鑄造方法在工業(yè)生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用是在二十世紀(jì)四十年代。當(dāng)時(shí)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,要求制造像葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜,尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機(jī)械加工,零件形狀復(fù)雜,以致不能或難于用其它方法制造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,于是借鑒古代流傳下來(lái)的失蠟鑄造,經(jīng)過(guò)對(duì)材料和工藝的改進(jìn),現(xiàn)代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎(chǔ)上獲得重要的發(fā)展。所以,航空工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了熔模鑄造的應(yīng)用,而熔模鑄造的不斷改進(jìn)和完善,也為航空工業(yè)進(jìn)一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR我國(guó)是于上世紀(jì)五、六十年代開(kāi)始將熔模鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。其后這種先進(jìn)的鑄造工藝得到巨大的發(fā)展,相繼在航空、汽車、機(jī)床、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制造工業(yè)中被廣泛采用,同時(shí)也用于工藝美術(shù)品的制造。
所謂熔模鑄造工藝,簡(jiǎn)單說(shuō)就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)制成可熔性模型(簡(jiǎn)稱熔模或模型),在其上涂覆若干層特制的耐火涂料,經(jīng)過(guò)干燥和硬化形成一個(gè)整體型殼后,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然后把型殼置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,最后將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過(guò)高溫焙燒(如采用高強(qiáng)度型殼時(shí),可不必造型而將脫模后的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經(jīng)焙燒后,于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過(guò)程復(fù)雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過(guò)程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過(guò)程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓制熔模時(shí),采用型腔表面光潔度高的壓型,因此,熔模的表面光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成,與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以,熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm.
熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度,所以可減少機(jī)械加工工作,只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可,甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量,不必機(jī)械加工即可使用。由此可見(jiàn),采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí),大幅度節(jié)約金屬原材料。
熔模鑄造方法的另一優(yōu)點(diǎn)是,它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件,特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片,其流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔,用機(jī)械加工工藝幾乎無(wú)法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn),保證了鑄件的一致性,而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。
消失模鑄造
消失模鑄造技術(shù)(EPC或LFC)是用泡沫塑料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸完全一樣的實(shí)型模具,經(jīng)浸涂耐火粘結(jié)涂料,烘干后進(jìn)行干砂造型,振動(dòng)緊實(shí),然后澆入金屬液使模樣受熱氣化消失,而得到與模樣形狀一致的金屬零件的鑄造方法。消失模鑄造是一種近無(wú)余量、精確成形的新技術(shù),它不需要合箱取模,使用無(wú)粘結(jié)劑的干砂造型,減少了污染,被認(rèn)為是21世紀(jì)最可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的工藝技術(shù)。
消失模鑄造技術(shù)主要有以下幾種:
1、壓力消失模鑄造技術(shù)
壓力消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的鑄造新技術(shù),它是在帶砂箱的壓力灌中,澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后,迅速密封壓力灌,并通入一定壓力的氣體,使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷,提高鑄件致密度,改善鑄件力學(xué)性能。
2、真空低壓消失模鑄造技術(shù)
真空低壓消失模鑄造技術(shù)是將負(fù)壓消失模鑄造方法和低壓反重力澆注方法復(fù)合而發(fā)展的一種新鑄造技術(shù)。真空低壓消失模鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是:綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在可控的氣壓下完成充型過(guò)程,大大提高了合金的鑄造充型能力;與壓鑄相比,設(shè)備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強(qiáng)化;而與砂型鑄造相比,鑄件的精度高、表面粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好;反重力作用下,直澆口成為補(bǔ)縮短通道,澆注溫度的損失小,液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固,合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效、成品率高、組織致密;真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低,適合于多種有色合金。
3、振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)
振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)是在消失模鑄造過(guò)程中施加一定頻率和振幅的振動(dòng),使鑄件在振動(dòng)場(chǎng)的作用下凝固,由于消失模鑄造凝固過(guò)程中對(duì)金屬溶液施加了一定時(shí)間振動(dòng),振動(dòng)力使液相與固相間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而使枝晶破碎,增加液相內(nèi)結(jié)晶核心,使鑄件最終凝固組織細(xì)化、補(bǔ)縮提高,力學(xué)性能改善。該技術(shù)利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實(shí)振動(dòng)臺(tái),通過(guò)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng),使金屬液在動(dòng)力激勵(lì)下生核,達(dá)到細(xì)化組織的目的,是一種操作簡(jiǎn)便、成本低廉、無(wú)環(huán)境污染的方法。
4、半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)
半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與半固態(tài)技術(shù)相結(jié)合的新鑄造技術(shù),由于該工藝的特點(diǎn)在于控制液固相的相對(duì)比例,也稱轉(zhuǎn)變控制半固態(tài)成形。該技術(shù)可以提高鑄件致密度、減少偏析、提高尺寸精度和鑄件性能。
5、消失模殼型鑄造技術(shù)
消失模殼型鑄造技術(shù)是熔模鑄造技術(shù)與消失模鑄造結(jié)合起來(lái)的新型鑄造方法。該方法是將用發(fā)泡模具制作的與零件形狀一樣的泡沫塑料模樣表面涂上數(shù)層耐火材料,待其硬化干燥后,將其中的泡沫塑料模樣燃燒氣化消失而制成型殼,經(jīng)過(guò)焙燒,然后進(jìn)行澆注,而獲得較高尺寸精度鑄件的一種新型精密鑄造方法。它具有消失模鑄造中的模樣尺寸大、精密度高的特點(diǎn),又有熔模精密鑄造中結(jié)殼精度、強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。與普通熔模鑄造相比,其特點(diǎn)是泡沫塑料模料成本低廉,模樣粘接組合方便,氣化消失容易,克服了熔模鑄造模料容易軟化而引起的熔模變形的問(wèn)題,可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金復(fù)雜鑄件
6、消失模懸浮鑄造技術(shù)。
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR消失模懸浮鑄造技術(shù)是消失模鑄造工藝與懸浮鑄造結(jié)合起來(lái)的一種新型實(shí)用鑄造技術(shù)。該技術(shù)工藝過(guò)程是金屬液澆入鑄型后,泡沫塑料模樣氣化,夾雜在冒口模型的懸浮劑(或?qū)腋┓胖迷谀幽程囟ㄎ恢?,或?qū)腋┡cEPS一起制成泡沫模樣)與金屬液發(fā)生物化反應(yīng)從而提高鑄件整體(或部分)組織性能。
由于消失模鑄造技術(shù)成本低、精度高、設(shè)計(jì)靈活、清潔環(huán)保、適合復(fù)雜鑄件等特點(diǎn),符合新世紀(jì)鑄造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì),有著廣闊的發(fā)展前景。
細(xì)晶鑄造
細(xì)晶鑄造技術(shù)或工藝(FGCP)的原理是通過(guò)控制普通熔模鑄造工藝,強(qiáng)化合金的形核機(jī)制,在鑄造過(guò)程中使合金形成大量結(jié)晶核心,并阻止晶粒長(zhǎng)大,從而獲得平均晶粒尺寸小于1.6μm的均勻、細(xì)小、各向同性的等軸晶鑄件,較典型的細(xì)晶鑄件晶粒度為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM0~2級(jí)。細(xì)晶鑄造在使鑄件晶粒細(xì)化的同時(shí),還使高溫合金中的初生碳化物和強(qiáng)化相γ'尺寸減小,形態(tài)改善。因此,細(xì)晶鑄造的突出優(yōu)點(diǎn)是大幅度地提高鑄件在中低溫(≤760℃)條件下的低周疲勞壽命,并顯著減小鑄件力學(xué)性能數(shù)據(jù)的分散度,從而提高鑄造零件的設(shè)計(jì)容限。同時(shí)該技術(shù)還在一定程度上改善鑄件抗拉性能和持久性能,并使鑄件具有良好的熱處理性能。
細(xì)晶鑄造技術(shù)還可改善高溫合金鑄件的機(jī)加工性能,減小螺孔和刀刃形銳利邊緣等處產(chǎn)生加工裂紋的潛在危險(xiǎn)。因此該技術(shù)可使熔模鑄件的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到原先使用鍛件、厚板機(jī)加工零件和鍛鑄組合件等領(lǐng)域。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的精鑄生產(chǎn)中,使用細(xì)晶鑄件代替某些鍛件或用細(xì)晶鑄造的錠料來(lái)做鍛坯已很常見(jiàn)。
短流程
"短流程"鑄造工藝,是用高爐鐵液直接注入電爐中進(jìn)行升溫和調(diào)整成分,經(jīng)變質(zhì)處理后澆注鑄件,省去了用生鐵錠再重熔成鐵液的過(guò)程,是一種節(jié)能、高效、降成本的鑄造生產(chǎn)方法,是鑄造協(xié)會(huì)重點(diǎn)推廣的優(yōu)化技術(shù)之一。
"短流程"工藝在山東等省已經(jīng)得到了較好的應(yīng)用,在不久前公布的72家全國(guó)優(yōu)質(zhì)鑄造生鐵基地試點(diǎn)企業(yè)中,采用"短流程"的山東企業(yè)達(dá)到12家。其為加強(qiáng)鑄造生鐵基地建設(shè),優(yōu)化鑄造產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展發(fā)揮了很大的推進(jìn)作用,將會(huì)促進(jìn)鑄造業(yè)向更高的層次邁進(jìn)。
砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料,制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。
鑄造工藝專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-25-160-2A-GR砂型鑄造主要采用重力鑄造工藝:
重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝,也稱澆鑄。廣義的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造,泥模鑄造等;窄義的重力鑄造專指金屬型澆鑄。
砂型一般采用重力鑄造,有特殊要求時(shí)也可采用低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣,小件、大件,簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具,以前多用木材制作,通稱木模。木模缺點(diǎn)是易變形、易損壞;除單件生產(chǎn)的砂型鑄件外,可以使用尺寸精度較高,并且使用壽命較長(zhǎng)的鋁合金模具或樹(shù)脂模具。雖然價(jià)格有所提高,但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多,在小批量及大件生產(chǎn)中,價(jià)格優(yōu)勢(shì)尤為突出。此外,砂型比金屬型耐火度更高,因而如銅合金和黑色金屬等熔點(diǎn)較高的材料也多采用這種工藝。但是,砂型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一次,獲得鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;又因?yàn)樯暗恼w性質(zhì)軟而多孔,所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低,表面也較粗糙。
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