砂型鑄造工藝流程及所需材料.ppt

砂型鑄造工藝簡介 砂型鑄造工藝簡介 一、砂型鑄造簡介 二、鑄造工藝準備工作 三、砂型鑄造工藝 四、鑄件質(zhì)量檢驗與缺陷修補 1.砂型鑄造簡介 砂型鑄造是在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合 金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易 得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應， 長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。 1.砂型鑄造簡介 砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短。 所以像汽車的發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工 藝生產(chǎn)的。 復雜構(gòu)件的澆注過程 2.鑄造工藝準備工作 鑄造準備 工藝裝備 原材料 涂料 配制 型砂 混合 砂箱 模板 模樣 涂敷 配制 組成 2.鑄造工藝準備工作 2.1 型砂的準備 鑄造用型砂的種類可分為石英砂、鎂砂、橄欖石砂、鋯英石砂、石 灰石砂、黏土砂、水玻璃砂、樹脂砂、油砂等。 為獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件和良好的技術(shù)經(jīng)濟效果，型砂按一定比例混合后， 應具有以下性能： a、良好的成型性； b、足夠的強度； c、一定的透氣性； d、較小的吸濕性； e、較低的發(fā)氣量； f、較高的耐火度； g、較好的退讓性、潰散性和耐用性。 型砂性能對鑄件的質(zhì)量有重要影響，因此，所采用的型砂均要滿足 一定的性能需求。型砂的性能主要包括：水分、緊實率、透氣性、變形 量、破碎指數(shù)、有效黏土含量、有效煤粉含量等。 2. 鑄造工藝準備工作 2.2 鑄造工藝裝備準備 模樣是造型過程中必備的工藝裝備，直接關(guān)系鑄件的形狀和尺寸精 度。模樣須有足夠的強度和剛度，要保證表面光潔，并且要使用方便、 制造簡單、成本低廉。 模樣材料： a、木材：輕便，易加工，價格低；但強度低，易吸潮變形，壽命短。 b、金屬：鋁合金輕便，加工性好，表面光潔，不易銹，但耐磨性差；銅 合金易加工，表面光滑，耐蝕、耐磨，但成本高，重量大；鑄鐵強度硬 度高，耐磨，低價，但重量大、易銹且不易加工。 c、塑料：制造簡便、修理方便、較耐磨、變形小、生產(chǎn)周期短，但導熱 性差、不可加熱。 d、泡沫塑料：密度小，重量輕，制造簡便，但模樣表面不夠光滑，易撞 破，只能使用一次。 2. 鑄造工藝準備工作 2.2 鑄造工藝裝備準備 模板一般有模底板、模樣、澆冒口系統(tǒng)和定位銷等裝配而成。模板 主要用于在鑄型中形成鑄件外輪廓、澆冒口系統(tǒng)及芯頭等部分的型腔和 分型面。常用的模底板材料有：鑄造鋁合金，鑄鐵，鑄鋼，木材，塑料 等。 砂箱是鑄件生產(chǎn)中必備的工藝裝備之一，在設計零件的鑄造工藝是 就要考慮到砂箱的選用和設計。 2. 鑄造工藝準備工作 2.3 鑄造原材料的準備 鑄造合金的種類：鑄鐵（灰口鑄鐵、白口鑄鐵）、鑄鋼（碳鋼、低 合金鋼、高合金鋼）、鑄造鋁合金（鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、 鋁鋅合金、鋁鋰合金等）、鑄造銅合金（鑄造黃銅、鑄造青銅等）、鎂 合金、軸承合金、鈦合金、高溫合金等。 為了獲得化學成分合格的鑄造合金，減少有害元素的含量，所采用 的金屬原材料必須滿足一定技術(shù)需求。 2. 鑄造工藝準備工作 2.4 鑄造涂料 涂料是指覆蓋在型腔和型芯表面，以改善型腔和型芯表面耐火性、 化學穩(wěn)定性、抗金屬液沖刷性、抗黏砂性等性能的鑄造輔助材料系統(tǒng)。 涂料的主要作用有： a、提高鑄件表面質(zhì)量； b、防止或減少鑄件夾砂或砂眼等缺陷； c、改善鑄件表面性能。 涂料需要具有一定性能，才能起到應有的作用： a、懸浮性； b、觸變性； c、滲透性； d、涂層強度； e、發(fā)氣性； f、貯存性。 涂料的組成： a、耐火填料； b、懸浮劑； c、粘結(jié)劑； d、分散介質(zhì)； e、添加劑。 2. 鑄造工藝準備工作 2.4 鑄造涂料 涂料的制備可采用攪拌法和研磨法。 攪拌法：設備簡單，操作簡便，制備時間短，效率高；涂料性能和質(zhì) 量不易控制。 研磨法：涂料活性高，有利于涂料在分散介質(zhì)中充分擴散；設備投資 大、涂料制備周期長，設備損耗大。 涂料的涂敷方法主要有刷涂法、浸涂法、噴涂法、流涂法等。 刷涂法：操作簡單，要求涂料的觸變性能好，操作者技術(shù)熟練，勞動 強度大，生產(chǎn)效率低。 浸涂法：速度快，生產(chǎn)效率高，涂層表面光滑，易于實現(xiàn)機械化生產(chǎn)， 要去涂料具有較好流變性。 噴涂法：速度比刷涂法快，但涂料滲入深度和涂敷厚度不如刷涂法好。 造芯 造型 烘干 合箱 澆鑄 落砂 清理 表面處理 3.砂型鑄造工藝 3.1 造型 手工造型：操作方便靈活、適應性強，模樣生產(chǎn)準備時間短；但生產(chǎn)率低，勞動強度大， 鑄件質(zhì)量不易保證。只適用于單件小批量生產(chǎn)。 機械造型：大批量生產(chǎn)砂型的主要方法，能夠顯著提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，并 提高鑄件的尺寸精度、表面質(zhì)量，使加工余量減小。 除此之外，還有氣壓造型、靜壓造型、燃氣沖擊造型、實型造型等特殊造型工藝。 3.2造芯 型芯用來形成鑄件內(nèi)部空腔或局部外形。造型芯的芯砂要比型砂具有更高的強度、透氣 性、耐高溫性、退讓性和潰散性。 手工造芯：工藝裝備簡單，應用普遍。 機械造芯： a、射砂機造芯，速度快，生產(chǎn)率高； b、殼芯機造芯，能夠滿足各種殼芯 砂生產(chǎn)需要，工藝參數(shù)可調(diào)，模溫自動控制。 3.砂型鑄造工藝 3.3 烘干 砂型（芯）烘干： a、表面烘干； b、體烘干。 3.4 合箱 a、檢查、清掃、修理砂型； b、依次將砂芯裝入砂型； c、清除型內(nèi)散沙； d、固緊鑄型； e、放好澆口杯； 3.5 澆注 澆注前應做好下述準備工作： a、了解澆注合金種類、牌號，估算所需金屬液的重量； b、檢查澆包的修理質(zhì)量、烘干預熱情況及其運輸與傾斜機構(gòu)的靈活性和 可靠性； c、熟悉各種鑄型在車間所處位置； d、檢查冒口、冒口圈的安放及鑄型緊固情況； 3.砂型鑄造工藝 3.6 落砂 人工落砂：主要用于單件小批生產(chǎn)，對于有色合金鑄件，基本上都 采用手工落砂。 機械落砂：效率高，但機器易損壞，維修調(diào)整困難，且噪聲大。 清除砂芯的方法主要有水力清砂除芯法、水爆清砂除芯法等。 3.7 清理 鑄件澆注后必須除去澆注系統(tǒng)和冒口，并進行表面清理去除鑄件內(nèi) 外的黏砂、分型面和芯頭處的披縫、毛刺、冒口切除痕跡。 3.8 表面處理 鑄件在進行上述處理以后，還需進行表面處理，防止鑄件在使用過 程中發(fā)生腐蝕。 4.鑄件質(zhì)量檢驗與缺陷修補 4.1 鑄件質(zhì)量檢驗方法 鑄件質(zhì)量包括鑄件的內(nèi)在質(zhì)量、外表質(zhì)量、使用質(zhì)量等。為了保證 鑄件質(zhì)量，鑄造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，特別是清理后，都要進行質(zhì)量檢驗。 具體的檢驗方法有： a、外觀缺陷檢驗； b、表面缺陷檢驗； c、內(nèi)部缺陷檢驗； 此外，還需要進行鑄件質(zhì)量進行射線檢驗。 4.2 鑄件常見缺陷 鑄造工藝過程復雜，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，往往由于原料控制 不嚴，工藝方案不合理，生產(chǎn)操作不當，管理制度不完善等原因，會使 鑄件產(chǎn)生各種鑄造缺陷。 4.鑄件質(zhì)量檢驗與缺陷修補 缺陷名稱 特征 氣孔 在鑄件內(nèi)部或表面有大小不等的光滑孔洞 縮孔與松孔 縮孔多分布在鑄件厚斷面處，形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗 糙 砂眼 在鑄件內(nèi)部或表面有型砂充塞的孔眼 黏砂 鑄件沿分型面有相對位置錯移 冷隔 鑄件上有未完全融合的縫隙或坑洼，其交接處是圓 滑的 澆不足 鑄件未被澆滿 裂紋 鑄件開裂、開裂處金屬表面有氧化膜 錯型 鑄件沿分型面有相對位置錯移 4.鑄件質(zhì)量檢驗與缺陷修補 4.3 鑄件缺陷的修補 修補方法 適用范圍 矯正 用于校正變形的鑄件 電焊 主要用于鑄鋼件，其次用于鑄鐵與非鐵合金鑄件 氣焊 多用于鑄鐵與有色合金，鑄鋼件用得很少 釬焊 修補鑄鐵件和有色合金鑄件的孔洞與裂紋等，但零件使用溫度不能過高 熔補 多用于熔補鑄鐵件的大孔洞與澆不到等局部缺陷 浸滲 修補非加工面上的滲漏缺陷，用于承受水壓檢驗壓力不高的容器鑄件， 或滲漏不很嚴重的鑄件 填膩修補 修補不影響使用性能的小孔洞與滲漏缺陷。零件使用溫度低于 200 塞補 修補不影響使用性能的孔洞、偏析等缺陷 金屬噴鍍 修補粉加工表面上的滲漏處。修補后零件工作唯獨低于 400 粘接 粘接不承受沖擊載荷與受力很小的部位的表面缺陷 謝 謝！