《金工實習(xí)》第2章 鑄 造

第2章鑄造2.1概述2.2砂型鑄造2.3特種鑄造下一頁返回第2章鑄造掌握手工造型的基本方法和砂型鑄造工藝，了解常用鑄造合金的熔煉方法和常見鑄造缺陷產(chǎn)生的原因，能獨立進(jìn)行整模、分模、挖砂等兩箱手工造型操作;了解常用特種鑄造的主要原理、特點和應(yīng)用。上一頁返回2.1概述鑄造是指熔煉金屬、制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法。鑄造成型實質(zhì)上是利用熔融金屬的流動性能實現(xiàn)成型。鑄造成型具有以下主要特點。1.鑄造的適應(yīng)性強鑄造成型方法幾手不受工件的形狀、尺寸、重量和生產(chǎn)批量的限制。鑄造材料可以是鑄鐵、鑄鋼、鑄造非鐵合金等各種金屬材料，高分子材料、陶瓷材料等一也可采用類似的液態(tài)成型。2.成本較低鑄造用原材料來源廣泛，價格低廉，并可直接利用廢機件和切屑。鑄件的形狀和尺寸接近于零件，能節(jié)省金屬材料和切削加工工時。下一頁返回2.1概述3.鑄件的組織性能較差鑄件晶粒粗大(鑄態(tài)組織)，化學(xué)成分不均勻，其力學(xué)性能較差，鑄件廢品率較高。鑄造常用于制造形狀復(fù)雜或大型工件、承受靜載荷及壓應(yīng)力的機械零件，如床身、機座、支架、箱體等。4.鑄造工序較多，勞動條件較差鑄造成型的方法很多，主要分為砂型鑄造和特種鑄造兩類。砂型鑄造是口前砂型鑄造應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，其生產(chǎn)的鑄件約占鑄件總量的80%以上，砂型鑄造的一般工藝過程如圖2-1所示。上一頁返回2.2砂型鑄造2.2.1型(芯)砂型砂(或型芯砂)是制造砂型(或型芯)的材料，它的質(zhì)量對鑄件質(zhì)量有很大的影響，如果型砂(或型芯砂)的質(zhì)量不好，就可能使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂和夾砂等缺陷。1.型砂應(yīng)具備的性能(1)可塑性。造型時型砂在外力的作用下能塑制成型，而當(dāng)除掉外力并取出模樣(或打開型芯盒)后，仍能保持不變的、清楚的輪廓形狀的能力稱為可塑性。型砂的可塑性隨含水量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%以下)及黏結(jié)劑量的增加而提高，隨原砂粒度的增大而降低?？伤苄院玫男蜕?，手感柔軟，易成型，易起模。下一頁返回2.2砂型鑄造(2)強度。制成的砂型在外力作用下，不變形、不破碎的能力稱為強度。型砂具有較高的強度，是保證砂型在搬運和澆注過程中不變形、不掉砂、不塌箱的基本要求。型砂中黏結(jié)劑含量多、原砂顆粒細(xì)小或不均時，都可提高其強度。(3)透氣性。型砂能讓氣體通過的能力稱為透氣性。液體金屬澆入腔后，鑄型中新生的和殘存的氣體，都必須穿過型砂排出，否則就可能殘留在鑄件內(nèi)而產(chǎn)生氣孔。原砂顆粒越粗大越均勻、黍占結(jié)劑含量低;水分適當(dāng)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%~6%)或加入易燃的附加物等均可改善型砂的透氣性。(4)耐火度。型砂經(jīng)受高溫液體金屬的作用后，型砂不被燒焦、不熔融、不軟化的能力稱為耐火度。型砂耐火性低會使鑄件表面產(chǎn)生一層難以清除的粘砂層，使鑄件表面粗糙，對切削加工非常不利。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造型砂的

含量高、砂粒粗而圓，則耐火度就高;當(dāng)型砂中黏結(jié)劑含量高、堿性物質(zhì)含量高時，則會降低型砂的耐火度。(5)退讓性。型砂的體積能被壓縮的性能稱為退讓性。型砂的退讓性差，會阻礙鑄件凝固后的繼續(xù)收縮，使鑄件產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，甚至引起鑄件變形或開裂。原砂細(xì)小均勻、黍占結(jié)劑含量多，都會降低型砂的退讓性;加入可燃性附加物，可提高型砂的退讓性。(6)耐用性。型砂經(jīng)過重復(fù)使用后，仍能保持其本身品質(zhì)的能力叫耐用性。經(jīng)過使用的型砂，由于高溫液體金屬的作用，部分砂粒發(fā)生破碎，灰分增多，再用時必須再加適量的新砂。如果型砂的耐用性好，則需加入新砂的量就可以減少，能降低生產(chǎn)成本。由于型芯多置于鑄型型腔的內(nèi)部，澆注后其周圍被高溫液體金屬包圍，工作條件差，所以對型芯砂的性能要求要比型砂高一些。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造對于尺寸小，形狀復(fù)雜或重要的型芯，可用桐油、亞麻仁油等植物油作為黏結(jié)劑，以便提高型芯砂的性能。但是，由于植物油是重要的工業(yè)原料，成本高，應(yīng)盡量少用。2.型砂的組成(1)原砂。原砂即新砂，一般采自海、河或山地，但并非所有的砂子都能用于鑄造，鑄造用砂應(yīng)控制。①化學(xué)成分。砂的主要成分是石英和少量雜質(zhì)(鈉、鉀、鈣、鐵等氧化物)。石英的化學(xué)成分是二氧化硅()，它的熔點高達(dá)

，原砂中

含量越高，其耐火性越好。鑄造用砂

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%~97%。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造②粒度與形狀。砂粒愈大，則耐火性和透氣性越好。原砂粒度可通過標(biāo)準(zhǔn)篩過篩測定。標(biāo)準(zhǔn)篩篩號分為:6 、12、20、30、40、50、70、100、140、200和270。篩號表示每英寸長度上篩孔的數(shù)口，篩號越大則表示砂的粒度越細(xì)，常用的是50~200號篩。砂粒的形狀可分為圓形、多角形和尖角形。一般鑄鐵濕型砂多采用顆粒均勻的圓形或多角形的天然硅砂或硅長石砂;高熔點金屬鑄件造型用砂需選用含量高的粗砂，以保證澆注時砂粒不被高溫金屬液燒熔。(2)黏結(jié)劑。用來黏結(jié)砂粒的材料稱為黏結(jié)劑，如水玻璃、桐油、干性植物油、樹脂和黏土等。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造前幾種的黏性比黏土好，但價格貴，且材料來源不廣;黏土是價廉而又資源豐富的黏結(jié)劑，有一定的黏結(jié)強度。黏土主要分為普通黏土和膨潤土。濕型砂普遍采用黏結(jié)性能較好的膨潤土，而干型砂多用普通黏土。(3)附加物。為改善型砂某些性能而加入的材料稱為附加物，常用的附加物如下。①煤粉、重油。澆注時煤粉和重油在砂型中不完全燃燒，產(chǎn)生還原性氣體薄膜，將高溫金屬液與砂型壁隔開，減少金屬液對砂型的熱力作用與化學(xué)作用，因而有助于降低鑄件的表面粗糙度值。②鋸木屑。鋸木屑等纖維物加入需烘烤的砂型和型芯中，當(dāng)烘烤時鋸木屑燒掉，在砂型中留下空隙，從而使型砂有更好的退讓性和透氣性。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(4)水。黏土砂中的水分對型砂性能和鑄件質(zhì)量影響極大。干態(tài)黏土是不能將型砂黏結(jié)的，黏土只有被水潤濕后，其黏性才能發(fā)揮。水分太少則型砂干而脆，造型起模有困難;水分過多則型砂過濕，以致形成可流動的黏土漿，不僅型砂強度低而且造型時易黏模，使造型操作困難。當(dāng)黏土與水分的質(zhì)量比為3:1時，型砂強度可達(dá)最大值。(5)涂料和撲料。為了提高砂型的耐火度，防止粘砂，鑄鐵件的干型用石墨粉和少量黏土的水涂料;濕型則用石墨粉撲撒一層到砂型上;非鐵金屬件鑄型用滑石粉做涂料或撲料;鑄鋼件用硅粉和鎂砂粉做涂料。3.型砂的配制型砂和型芯砂的組成物，必須按適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行配制，才能全面保證型砂(型芯砂)應(yīng)該具備的性能。在生產(chǎn)中，型砂的配制比例(質(zhì)量比)有很多種，普遍應(yīng)用的有如下幾種。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(1)鑄鐵件(濕型、新砂)。粒度70~140號篩的新砂100%，膨潤土4%~6%,煤粉5%~6%，水分3%~4.5%。(2)鑄鋼件(濕型、新砂)。粒度40~70號篩的新砂100%，膨潤土9%~10%,碳酸鈉0.2%，糊精0.2%~0.4%，水分4%左右。(3)鑄鋼件(水玻璃砂，一次性)。粒度40~70號篩的新砂100%，水玻璃5%~7%，膨潤土1%~4%，還可加少量的水和NaOH，造型后向砂型中吹入，發(fā)生如下反應(yīng):上述反應(yīng)進(jìn)行很快，一般僅需吹入氣體3min左右，型砂即可硬化。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(4)鑄鐵件(復(fù)用砂、濕型)。粒度100~200號篩的新砂20%，回用砂75%，膨潤土3%~4%，煤粉0.5%~1%，水3.5%。(5)鑄鋼件(復(fù)用砂，表干型)。粒度40~70號篩的新砂20%~80%,回用砂80%~20%，膨潤土s%左右，紙漿1.5%左右，水5%。(6)鑄銅、鑄鋁件(復(fù)用砂、濕型)。粒度140~220號篩的新砂20%,回用砂80%，月彭潤土1.5%，水4%~5%。4.型砂的混制型砂配制可用混砂機或人工混制。常用的碾輪式混砂機中有兩只轉(zhuǎn)動的碾輪和刮刀，利用碾輪的碾壓和揉搓作用，將各種材料混合均勻。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造混制時，按一定比例先后加入新砂、舊砂、膨潤土和煤粉等，干混2~3min，然后加入一定量的水，再濕混10min左右即可從出砂口卸出，堆放4~5h(黏土砂)進(jìn)行回性處理，使用前再經(jīng)過篩砂或松砂處理。配制好的型砂必須經(jīng)過性能檢驗后才能使用。大型鑄造車間常用型砂試驗儀進(jìn)行檢驗。單件小批生產(chǎn)的鑄造車間多用手捏砂團的經(jīng)驗方法檢驗型砂的性能，如圖2-2所示。2.2.2砂型鑄造的工模具模樣、芯盒與砂箱是砂型鑄造時常使用的主要工藝裝備。除此之外還有一些常用的造型工具及輔具。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造1.模樣和芯盒模樣是用來形成鑄型型腔的，其形狀應(yīng)與鑄件外形相似。芯盒是用來制造砂芯的，砂芯是形成鑄件內(nèi)腔的，其形狀應(yīng)與鑄件內(nèi)腔相似。從芯盒的分型面與內(nèi)腔結(jié)構(gòu)來看，芯盒的常用結(jié)構(gòu)形式有分開式、整體式和可拆式，如圖2-3所示。模樣與芯盒的材質(zhì)，主要用術(shù)材，故常稱術(shù)模;批量大時，一也可用金屬模型。制造模樣和芯盒時，應(yīng)合理地選擇澆注位置和分型面，以便模樣能夠從鑄型中取出;澆注位置是指鑄件在鑄型中安放的位置。分型面是指上砂型與下砂型的分界面。確定澆注位置和分型面的原則如下。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(1)確定澆注位置的原則。①鑄件上重要的工作面和加工面，澆注時應(yīng)該朝下或置于側(cè)面。因為鑄件頂面的缺陷比下表面多，而且組織也不如下表面致密。例如圖2-4為車床床身鑄件的澆注位置，一般情況下，將導(dǎo)軌面朝下。②有大平面的鑄件，澆注時應(yīng)將大平面朝下，以避免大平面上產(chǎn)生夾砂缺陷。例如圖2-5是平板鑄件澆注位置。③盡量減少芯子的數(shù)量。圖2-6為車床床腿兩種澆注位置方案。b方案的中間空腔用砂胎來形成，可減少造芯和下芯工作量。(2)確定分型面的原則。①盡量把鑄件放在一個砂箱內(nèi)，而且盡可能放在下箱，以減少錯箱和提高鑄件精度。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造②機器造型時不允許用三個砂箱造型(有兩個分型面)和帶活塊的造型。③分型面應(yīng)盡量選取在鑄件最大截面處，以便造型。如圖2-7所示為雙聯(lián)齒輪手工造型的三種分型方案，雙聯(lián)齒輪的形狀為兩端截面大，中間截面小，顯然，采用圖2-7(a)方案的分型面處在鑄件最小截面，不能起模;而采用圖2-7(b)及(c)方案的部位均與鑄件的兩個最大截面重合，均可起模;但采用圖2-7(b)方案使鑄件形體位于上、中兩箱中，易產(chǎn)生錯箱，而圖2-7(c)方案使鑄件形體全部位于中箱中，不會因上箱、中箱錯箱影響鑄件形狀位置精度。2.砂箱砂箱是鑄造生產(chǎn)常用的工裝，造型時，用來容納和支承砂型;澆注時，砂箱對砂型起固定作用。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造圖2-8(a)為小型砂箱，用于澆注尺寸較小的鑄件;圖2-8(b)為大型砂箱，用于澆注尺寸較大的鑄件。合理選用砂箱可以提高鑄件質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度。3.造型工具及輔具常用的造型工具及輔具如圖2-9所示。2.2.3造型方法圖2-10為合箱后的砂型。被春緊在上、下砂箱中的型砂與上、下砂箱一起，分別被稱為上型和下型。將模樣從砂型中取出后，留下的空腔稱為型腔。上、下型之間的分界面稱為分型面。圖2-10中型腔內(nèi)有黑點的部分表示型芯，用來形成鑄件上的孔，型芯上用來安放和固定型芯的部分，叫做芯頭，芯頭安放在芯座內(nèi)。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造澆注時，金屬液從澆口杯澆入，經(jīng)直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道流入型腔。型腔的最高處開有出氣口，型腔上方的砂型中有用通氣針扎成的通氣孔，用來排出型腔中及砂型和型芯中產(chǎn)生的氣體。通過出氣口還可觀察金屬液是否已澆滿型腔。造型分為手工造型和機器造型兩類。1.手工造型造型主要工序為填砂、春砂、起模和修型。填砂是將型砂填充到已放置好模樣的砂箱內(nèi)，春砂則是把砂箱內(nèi)的型砂緊實，起模是把形成型腔的模樣從砂型中取出，修型是起模后對砂型損傷處進(jìn)行修理的過程。手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型工序。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造手工造型操作技術(shù)基本要點。(1)造型前，要準(zhǔn)備好造型工具、選擇適當(dāng)?shù)纳跋?、擦凈模樣、備好型砂?2)擺放模樣時，要注意起模斜度的方向和位置。(3)開始填砂時，要先用手按住模樣，并用手將模樣周圍的型砂塞緊，防止模樣發(fā)生位移;如果砂箱較高，型砂應(yīng)分幾次填入。(4)春砂時，春砂錘應(yīng)按一定的路線均勻行進(jìn)，用力要適當(dāng)，并注意春砂錘不能春擊在模樣上。(5)下型做好之后，必須在分型面上均勻地撒上一層無手性的分型砂，然后再造上型。(6)上型做好刮平后，應(yīng)在模型投影面的上方均勻地扎好通氣孔。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(7)澆口杯的內(nèi)表面要修光，它與直澆道的連接處應(yīng)修成圓滑過渡的表面。(8)整個砂型做好之后，應(yīng)在砂箱外壁兩個相鄰直角邊的遠(yuǎn)距離的分型面處，粘敷一塊砂泥，做出合箱記號(也叫合箱線)，然后才能開箱起模。(9)起模時，要先用毛筆沾點水，均勻地刷在模樣周圍的型砂上，以便增加這部分型砂的濕度;起模操作要精心平穩(wěn)。(10)起模后要精心修補砂型，并同時開出內(nèi)澆道。(11)修型完畢，即可合箱，準(zhǔn)備澆注。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造手工造型按起模特點可分為整模、分模、挖砂、活塊、三箱等造型方法。(1)整模造型。如果模樣的最大截面處于一端且為平面，使該端位于分型面處即可起模，這種造型方法稱為整模造型。整模造型模樣是整體結(jié)構(gòu)，操作簡單，不會產(chǎn)生錯型缺陷，適用于形狀簡單的鑄件，如盤類、齒輪、軸承座等鑄件。整模造型過程如圖2-11所示。(2)分模造型。如果模樣的最大截面處于中間部位，可以將模樣從最大截面處分開，在上砂箱和下砂箱中分別造出上半型和下半型，這種造型方法稱為分模造型，如圖2-12所示。顯然，采用分模造型方法鑄造回轉(zhuǎn)體類鑄件非常方便，但上、下型定位不準(zhǔn)時將產(chǎn)生錯型缺陷。其造型過程與整模造型基本相同。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(3)挖砂造型。如果模樣的一端為臺階面或曲面，則必須先挖去阻礙起模的型砂。這種造型方法稱為挖砂造型，如圖2-13所示。顯然，挖砂造型的生產(chǎn)率低，勞動強度大。只有在單件小批量生產(chǎn)時，對于端面不平又不便分模的帶輪、手輪等零件，才采用挖砂造型。在成批生產(chǎn)時，為避免每型挖砂，可采用假箱造型。先挖砂造假箱下型，再造假箱上型;然后在假箱上型上承托模樣造一批下型，再在一批下型上造上型。假箱不用來組成鑄型，不參與澆注，假箱造型過程如圖2-14所示，或采用成型模板造型，成型模板造型如圖2-15所示。這樣可大大提高生產(chǎn)率，還可提高鑄件質(zhì)量。(4)活塊造型。如果模樣上有妨礙起模的部分，應(yīng)將這部分做成活塊。造型時先取出模樣的主體部分，如圖2-16(a)所示;上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造再從旁側(cè)小心地取出活塊，如圖2-16(b)所示。這種造型方法稱為活塊造型。顯然，采用活塊造型方法操作難度較大。在單件小批量生產(chǎn)中，常用活塊造型來鑄造具有凸臺類鑄件。成批生產(chǎn)時，可用外砂芯取代活塊，如圖2-17所示。(5)三箱造型。如果模樣兩端截面大而中間小，需采用三個砂箱，從兩個分型面處分別取出模樣。槽輪的三箱造型過程如圖2-18所示。顯然，采用三箱造型方法操作復(fù)雜，生產(chǎn)率低，且要求中砂箱的高度應(yīng)與中型的模樣的高度基本相當(dāng)。在單件小批量生產(chǎn)中，常用于鑄造兩端截面較大一類零件的毛坯。在成批大量生產(chǎn)中，可采用帶外型芯的分模兩箱造型，如圖2-19所示。如果槽輪較小，質(zhì)量要求較高，一也可用帶外型芯的整模兩箱造型，如圖2-20所示。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(6)刮板造型。如果鑄造尺寸較大的回轉(zhuǎn)體或等截面形狀的鑄件，不用模樣而采用特制刮板進(jìn)行造型的方法稱為刮板造型。根據(jù)砂型型腔(或砂芯)的表面形狀，引導(dǎo)刮板做旋轉(zhuǎn)、直線或曲線運動，如圖2-21和圖2-22所示。刮板造型能節(jié)省制模材料和工時，但對造型工人的技術(shù)要求較高，生產(chǎn)率低，多用于單件小批量生產(chǎn)。(7)地坑造型。如果是大型鑄件單件生產(chǎn)時，為節(jié)省砂箱，降低砂型高度，便于澆注操作，可采用地坑造型。直接在鑄造車間的地面坑內(nèi)造型的方法稱為地坑造型。較小鑄件可在軟砂床內(nèi)造型，即在地面挖一個坑，填入型砂，放入模樣，進(jìn)行造型。大型鑄件則需要在特制的地坑(稱硬砂床)內(nèi)造型，如圖2-23所示。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造2.機器造型機器造型是用機器全部地完成或至少完成緊砂操作的造型工序。與手工造型相比，機器造型生產(chǎn)率高;造型時因模板與砂箱有定位導(dǎo)銷，定位準(zhǔn)確，故鑄件尺寸精度較高，表面粗糙度較小。此外，機器造型對工人操作技術(shù)要求不高，易于掌握，工人的勞動強度低。但機器造型需要專用設(shè)備及專用砂箱和模板等，一次性投資費用大，適用于大量、成批生產(chǎn)的鑄件。機器造型時采用模樣和底板牢固地組合成一體的模板來造型。模板上有澆口模和定位裝置(定位銷和定位銷孔)。定位裝置保證分別在兩臺造型機上造出的上、下箱精確的合箱。此外，機器造型是專門制造上、下箱的機器配對組成生產(chǎn)線，故不宜用于三箱造型及活塊造型。圖2-24是常用的震壓式造型機造型過程示意圖。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造2.2.4造芯型芯主要用來形成鑄件的內(nèi)腔或局部外形。用型芯砂造的型芯一也叫砂芯，根據(jù)砂芯的尺寸、形狀、生產(chǎn)批量以及技術(shù)要求不同，造芯方法也不同。通常有手工造芯和機器根執(zhí)一造芯兩大類。機器造芯的生產(chǎn)率高、緊實均勻、砂芯質(zhì)量好，適用于成批大量生產(chǎn)。據(jù)芯盒材料的不同，手工造芯有塑料芯盒、芯盒射砂、射芯、擠壓、震實及壓實芯盒等。金屬芯盒和術(shù)芯盒，而機器造芯有殼芯、根據(jù)芯盒結(jié)構(gòu)的不同，芯盒又可分為三種:整體式芯盒，用于形狀簡單的中、小砂芯，如圖2-25(a)所示;對開式芯盒，用于圓形截面的較復(fù)雜砂芯，如圖2–25(b)所示;可拆式芯盒，用于形狀復(fù)雜的中、大型砂芯，如圖2-25(c)所示。對于內(nèi)徑大于200mm的彎管砂芯，可用刮板造芯。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造為了保證砂芯的尺寸精度、形狀精度、強度、透氣性和裝配穩(wěn)定性，造芯時應(yīng)根據(jù)砂芯尺寸大小、復(fù)雜程度及裝配方案采取以下措施。(1)放置芯骨。如圖2-26所示，以提高砂芯強度，防止砂芯在制造、搬運、使用中被損壞。(2)開出氣孔。如圖2-27所示，以便澆注時順利而迅速地排出砂芯中的氣體。砂芯中的排氣槽(孔)一定要與砂型的排氣道接通。(3)刷涂料。在砂芯表面刷涂料以降低鑄件內(nèi)腔的表面粗糙度值并防止粘砂。鑄鐵件砂芯常用石墨涂料，鑄鋼件砂芯則用硅石粉涂料，非鐵合金鑄件的砂芯可用滑石粉涂料。(4)烘干。烘干砂芯以提高砂芯強度和透氣性，減少砂芯在澆注時的發(fā)氣量。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造芯頭必須有足夠的尺寸和合適的形狀，以保證砂芯在安放時定位準(zhǔn)確并穩(wěn)定可靠。若鑄件形狀特殊，單靠芯頭不能使砂芯牢固固定時，還可以用芯撐加以固定，如圖2-28所示，澆注時芯撐和液體金屬可以熔焊在一起，但鑄件致密性差。2.2.5開設(shè)澆注系統(tǒng)與合型1.開設(shè)澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是指為填充型腔和冒口而開設(shè)于鑄型中的一系列通道。合理選擇澆注系統(tǒng)各部分的形狀、尺寸和位置，對于獲得合格鑄件、減少金屬的消耗具有重要的意義。若澆注系統(tǒng)設(shè)計得不合理，鑄件易產(chǎn)生沖砂、砂眼、渣眼、澆不到、氣孔和縮孔等缺陷。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造典型的澆注系統(tǒng)由澆u杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道組成。如圖2-29所示。(1)澆口杯。澆口杯是漏斗形外澆道，單獨制造或直接在鑄型中形成，成為直澆道頂部的擴大部分。它承接來自澆包的金屬液，減緩金屬液流的沖擊，使金屬液平穩(wěn)地流入直澆道，并具有擋渣和防止氣體卷入澆道的作用。(2)直澆道。直澆道是澆注系統(tǒng)中的垂直通道，通常帶有一定的錐度。其截面多為圓形。直澆道以其高度產(chǎn)生的靜壓力，使金屬液充滿型腔的各個部分。(3)橫澆道。橫澆道是澆注系統(tǒng)中的水平通道。其截面多為梯形，一般設(shè)在上砂型分型面以上的位置。橫澆道將金屬液分配給各個內(nèi)澆道并起擋渣作用。

上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(3)橫澆道。橫澆道是澆注系統(tǒng)中的水平通道。其截面多為梯形，一般設(shè)在上砂型分型面以上的位置。橫澆道將金屬液分配給各個內(nèi)澆道并起擋渣作用。(4)內(nèi)澆道。內(nèi)澆道是澆注系統(tǒng)中引導(dǎo)金屬液進(jìn)入型腔的部分。其截面多為扁梯形或三角形。內(nèi)澆道的位置應(yīng)低于橫澆道，以便于把橫澆道中靠底層的純凈金屬液引入型腔。內(nèi)澆道控制金屬液流入型腔的方向和速度，調(diào)節(jié)鑄件各個部分的冷卻速度。內(nèi)澆道的形狀、位置和數(shù)口，以及導(dǎo)入液流的方向，是決定鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵之一。開設(shè)內(nèi)澆道時必須注意以下各點。①盡可能使金屬液進(jìn)入鑄型及金屬液在型腔中流動的途徑最短。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造②應(yīng)使金屬液順著鑄型型腔壁流動，不使其正面沖擊鑄型和型芯，尤其不允許沖擊突出的砂型部分。對于圓形鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)沿切線方向開設(shè)，如圖2-30所示。③內(nèi)澆道不要開設(shè)在鑄件的重要部位。大，力學(xué)性能較差。④對于壁厚較均勻，面積較大的蓋、罩因為內(nèi)澆道附近的金屬液冷卻慢，晶粒粗盤類鑄件，應(yīng)增加內(nèi)澆道的尺寸和數(shù)量，使金屬液均勻分散地引入型腔，避免冷隔和變形。⑤壁厚相差不大、收縮不大(如灰鑄鐵)的鑄件，內(nèi)澆道多開在薄壁處，使鑄件各處冷卻均勻，有利于減小鑄件的內(nèi)應(yīng)力。壁厚相差較大，特別是收縮大(如球墨鑄鐵、鑄鋼)的鑄件，內(nèi)澆道多開在厚壁處，以保證金屬液對鑄件的補縮，有利于防止縮孔。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造⑥內(nèi)澆道與鑄型的接合處應(yīng)帶有縮頸，以保證清除澆道時不撕裂鑄件，如圖2-31所示。按內(nèi)澆道在鑄件上的位置，澆注系統(tǒng)可設(shè)計成多種形式。要根據(jù)鑄件的材料、形狀、尺寸和質(zhì)量要求來選擇澆注系統(tǒng)的形式。如一般兩箱分模造型的中小型鑄件，多采用側(cè)注式澆注系統(tǒng);對于重量小、高度不大、形狀簡單以及不易氧化的薄壁和中厚壁鑄件，多采用頂注式澆注系統(tǒng);對易氧化的鋁、鎂合金大鑄件和鑄鋼件，多采用底注式澆注系統(tǒng)，對高度較大的復(fù)雜鑄件，可采用階梯式澆注系統(tǒng)，如圖2-32所示。2.合型合型是將鑄型的各個組元如上型、下型、型芯、澆口盆等組合成一個完整鑄型的過程稱為合型。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造合型是制造鑄型的最后一道工序，它直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量。合型操作不當(dāng)會造成鑄件氣孔、砂眼、錯型、偏芯、飛邊、跑火等缺陷。正確合型后鑄型需要緊固，然后準(zhǔn)備澆注。2.2.6熔煉與澆注1.熔煉熔煉是指金屬由固態(tài)通過加熱轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)的過程。熔煉的任務(wù)是提供化學(xué)成分和溫度都合格的熔融金屬液。如果金屬液的化學(xué)成分不合格就會降低鑄件的力學(xué)性能和物理性能;金屬液的溫度過低，就會使鑄件產(chǎn)生澆不到、冷隔、氣孔和夾渣等缺陷。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(1)鑄鐵的熔煉。在鑄造生產(chǎn)中，用得最多的合金是鑄鐵。鑄鐵通常用沖天爐或電爐來熔煉。(2)沖天爐的構(gòu)造如圖2-33所示，主要由以下幾部分組成。①煙囪用于排煙，其上裝有能撲滅火花的除塵器。②爐身是沖天爐的主體，外部用鋼板制成爐殼，其內(nèi)砌上耐火爐襯。③爐缸專門用于儲存熔融的金屬。④前爐用于儲存從爐缸中流出的鐵液。沖天爐還有稱料、運料、上料、送風(fēng)等輔助設(shè)備。沖天爐大小是以每小時熔化的鐵液量來表示的。通常沖天爐每小時可熔化鐵液量為1.5~10t。考核沖天爐性能的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)是鐵焦比，即沖天爐熔煉時，所熔化的鐵料質(zhì)量與消耗的焦炭質(zhì)量之比。鐵焦比一般為8:1~12:1。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(3)沖天爐的爐料，是裝入爐內(nèi)材料的總稱。它包括金屬料、燃料和熔劑。①金屬料包括新生鐵、回爐鐵(澆冒口、廢鑄件和廢鐵等)、廢鋼和鐵合金(硅鐵、錳鐵和鉻鐵等)。新生鐵又叫高爐生鐵，是爐料的主要成分。利用回爐鐵可以降低鑄件成本。加入廢鋼可以降低鐵液中的含碳量。各種鐵合金的作用是調(diào)整鐵液的化學(xué)成分或配制合金鑄鐵。②燃料主要是焦炭。要求焦炭含揮發(fā)物、灰分及硫量少，發(fā)熱量高，強度高，塊度適中。③熔劑在冶煉過程中，用以降低渣的熔點，使渣流動性增加或便于扒渣的物質(zhì)稱為熔劑。常用的熔劑有石灰石()或氟石()，塊度比焦炭略小。加入量為焦炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的25%~30%。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(4)沖天爐的熔化原理。在沖天爐熔化過程中，爐料從加料口裝入，自上而下運動。被上升的高溫爐氣預(yù)熱，并在熔化區(qū)(在底焦頂部，溫度約1200℃)開始熔化。鐵液在下落過程中又被高溫爐氣和熾熱的焦炭進(jìn)一步加熱(稱過熱)，溫度可達(dá)1600℃左右，經(jīng)過過橋進(jìn)入前爐。此時溫度稍有下降，最后出爐溫度約為1360℃~1420℃。從風(fēng)u進(jìn)入的風(fēng)和底焦燃燒后形成的高溫爐氣，是自下而上流動的，最后變成廢氣從煙囪排出。所以，沖天爐是利用對流的原理來進(jìn)行熔化的。在沖天爐熔化過程中，爐內(nèi)的鐵液、焦炭和爐氣之間要產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)變化。一般情況下，鐵液由于和熾熱的焦炭接觸，使含碳量有所增加。焦炭中的硫溶于鐵液使硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加約50%。硅、錳等合金元素的含量因燒損而下降。磷的含量基本不變。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造影響沖天爐熔化的主要因素是底焦高度和送風(fēng)強度等，必須合理控制。沖天爐構(gòu)造簡單，操作較方便，熱效率和生產(chǎn)率較高，能連續(xù)熔化，成本低，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。但鐵液質(zhì)量不穩(wěn)定，工作環(huán)境差。(5)鑄鋼的熔煉。機械零件的強度、韌性要求較高時，可采用鑄鋼件。鑄鋼的熔煉設(shè)備有平爐、轉(zhuǎn)爐、電弧爐以及感應(yīng)電爐等。鑄鋼車間多采用三相電弧爐。如圖2-34所示為典型三相電弧爐)從上面垂直地裝入三根石墨電極，通人三相電流后，電極與爐料間產(chǎn)生電弧，用其熱量進(jìn)行熔化、精煉。電弧爐的容量是以一次熔化金屬量表示的。一般電弧爐的容量為2~10t,國外最大的電弧爐達(dá)400t。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造電弧爐熔煉時，溫度容易控制，熔煉質(zhì)量好，熔煉速度快，開爐、停爐方便。它既可以熔煉碳素鋼，一也可以熔煉合金鋼。小型鑄鋼件一也可用工頻或中頻感應(yīng)電爐熔煉。(6)非鐵合金的熔煉。非鐵合金有銅、鋁等合金。鋁合金的熔煉特點是金屬爐料不與燃料直接接觸，以減少金屬的損耗，保持金屬的純潔。在一般的鑄造車間里，鋁合金多采用增竭爐熔化，如圖2-35所示。鋁合金在高溫下容易氧化，且吸氣(氫氣等)能力很強。鋁的氧化物()呈固態(tài)夾雜物懸浮在鋁液中，在鋁液表面形成致密的

薄膜，液態(tài)合金所吸收的氣體被其阻礙而不易排出，便在鑄件中產(chǎn)生非金屬夾雜物和分散的小氣孔，降低其力學(xué)性能。為避免鋁合金氧化和吸氣，熔煉時加入覆蓋溶劑(KCl,NaCI,NaF等)，使鋁合金液體在熔劑層覆蓋下進(jìn)行熔煉。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造當(dāng)鋁合金液被加熱到700℃~730℃時，加入精練熔劑(,等)進(jìn)行去氣精煉，將鋁液中溶解的氣體和夾雜物帶到液面而去除，以凈化金屬液，提高合金的力學(xué)性能。2.澆注將熔融金屬從澆包澆入鑄型的過程，稱為澆注。澆注也是鑄造生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)。澆注工作組織得好壞，澆注工藝是否合理，不僅影響到鑄件質(zhì)量，還涉及工人的安全。澆注前要準(zhǔn)備足夠數(shù)量的澆包。先把澆包內(nèi)襯修理光滑平整并烘干;整理場地，使?jié)沧龅赝〞车淖叩狼覠o積水。澆注時要嚴(yán)格遵守澆注的操作規(guī)程，控制好澆注溫度和澆注速度。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造澆注溫度過高，鑄件收縮大，粘砂嚴(yán)重，晶粒粗大;溫度太低，會使鑄件產(chǎn)生冷隔和澆不到等缺陷。應(yīng)根據(jù)鑄造合金的種類、鑄件的結(jié)構(gòu)和尺寸等合理確定澆注溫度。鑄鐵件的澆注溫度一般為1250℃~1350℃;鑄鋼的澆注溫度一般在1500℃-1550℃;鋁合金的澆注溫度一般在700℃左右。澆注溫度可用光學(xué)高溫計和可調(diào)式溫度指示儀來測定。澆注速度要適中，應(yīng)按鑄件形狀決定。澆注速度太快，金屬液對鑄型的沖擊力大，易沖壞鑄型，產(chǎn)生砂眼或型腔中的氣體來不及逸出而產(chǎn)生氣孔，有時會產(chǎn)生假充滿的現(xiàn)象形成澆不到的缺陷。澆注速度太慢，易產(chǎn)生夾砂或冷隔等缺陷。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造澆注速度的快慢可用澆注時間的長短來衡量。一般鑄件根據(jù)工作經(jīng)驗確定澆注時間，重要鑄件需經(jīng)過計算確定澆注時間。鑄型應(yīng)加壓鐵或夾緊，澆注中不能斷流，并始終保持澆口杯的充滿狀態(tài);從鑄型排氣道、冒口排出的氣體要及時引燃，防止現(xiàn)場人員中毒。澆注后，對收縮大的合金鑄件要及時卸去壓鐵或夾緊裝置，以免鑄件產(chǎn)生鑄造應(yīng)力和裂紋。2.2.7落砂與清理鑄件落砂和清理的內(nèi)容包括落砂、去除澆冒口、除芯和鑄件表面清理等工作。有些鑄件清理結(jié)束后還要進(jìn)行熱處理。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造落砂和清理是整個鑄造生產(chǎn)過程中勞動最繁重、工作條件最差的一個工藝環(huán)節(jié)，因此采用落砂清理機械代替口前還存在的手工和半機械化操作是十分必要的。(1)落砂。落砂是用手工或機械使鑄件和型砂、砂箱分開的操作。鑄件在砂型中要冷卻到一定溫度才能落砂。落砂太早，鑄件會因表面急冷而產(chǎn)生硬皮，難以切削加工，還會增大鑄造內(nèi)應(yīng)力，引起變形和裂紋;落砂太晚，鑄件固態(tài)收縮受阻，會增大收縮應(yīng)力，鑄件晶粒一也粗大，還影響生產(chǎn)率和砂箱的周轉(zhuǎn)。因此，要按合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等合理掌握落砂時間。形狀簡單、小于10kg的鑄件，一般在澆注后0.5~1h就可以落砂。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造采用手工落砂勞動強度大，在成批大量生產(chǎn)時一般用振動落砂機落砂。按振動方式不同，落砂機可分為固定式慣性振動落砂機、沖擊式落砂機和慣性輸送振動落砂機。帶振動電機的慣性振動落砂機如圖2-36所示，取消了機械傳動裝置，機構(gòu)簡單，工作可靠，制造及維修方便。(2)去除澆冒口。對于中小型鑄鐵件的澆冒口，一般用手錘或大錘敲掉。對于大型鑄鐵件的澆冒口，先在其根部鋸槽，再重錘敲掉。對于非鐵合金鑄件的澆冒口，一般用鋸子鋸掉;鑄鋼件的澆冒口，一般用氧氣切割。不銹鋼及合金鋼鑄件的澆冒口，可以用等離子弧切割。(3)除芯。除芯是從鑄件中去除芯砂和芯骨的操作。除芯的方法也有手工除芯和機械除芯兩種。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造(4)鑄件的表面清理。鑄件表面清理是落砂后從鑄件清除表面粘砂、型砂、多余金屬(包括澆冒口、飛翅和氧化皮)等過程的總稱。常用的表面清理方法有手工、風(fēng)動工具、滾筒、噴砂或噴丸、拋丸及浸漬處理等。清理后的鑄件應(yīng)根據(jù)其技術(shù)要求仔細(xì)檢驗，判斷鑄件是否合格。技術(shù)條件允許焊補的鑄件缺陷進(jìn)行焊補。必要時，合格的鑄鐵件應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火或自然時效。變形的鑄件應(yīng)矯正。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造2.2.8鑄件的質(zhì)量檢驗與缺陷分析1.鑄件質(zhì)量檢驗鑄件質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量。內(nèi)在質(zhì)量包括化學(xué)成分、物理和力學(xué)性能、金相組織以及存在于鑄件內(nèi)AIS的孔洞、裂縫、夾雜物等缺陷;外觀質(zhì)量包括鑄件的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、重量偏差及表面缺陷等。根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求應(yīng)對鑄件質(zhì)量進(jìn)行檢驗。常用的檢驗方法有:外觀檢驗、無損探傷檢驗、金相檢驗及水壓試驗等。上一頁下一頁返回2.2砂型鑄造2.鑄件的缺陷分析鑄件質(zhì)量好壞，關(guān)系到機械(產(chǎn)品)的質(zhì)量及生產(chǎn)成本，一也直接關(guān)系到經(jīng)濟效益和社會效益。鑄件結(jié)構(gòu)、原材料、鑄造工藝過程及管理狀況等均會影響鑄件質(zhì)量。具有缺陷的鑄件是否定為廢品，必須按鑄件的用途和要求，以及缺陷產(chǎn)生的部位和嚴(yán)重程度來決定。一般情況下，鑄件有輕微缺陷，可以直接使用;鑄件有中等缺陷，可允許修補后使用;鑄件有嚴(yán)重缺陷，則只能報廢。常見鑄件缺陷特征及產(chǎn)生原因見表2-1。上一頁返回2.3特種鑄造砂型鑄造因其適應(yīng)性強、靈活性大、經(jīng)濟性好，得到了廣泛的應(yīng)用，但它也存在以下缺點。鑄件質(zhì)量不高，如鑄件尺寸精度低、表面較粗糙、內(nèi)在組織不夠致密、不能澆鑄薄壁件等;鑄型只能使用一次，因此造型工作量大、生產(chǎn)效率低;鑄造工藝過程復(fù)雜，工作條件較差。針對這些問題，人們通過改變造型材料或方法，以及改變澆注方法和凝固條件等，從而發(fā)展出了一系列的特種鑄造方法。特種鑄造是在砂型鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是指與砂型鑄造方法不同的其他鑄造方法。特種鑄造方法很多，生產(chǎn)上應(yīng)用較為廣泛的有金屬型鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造。除此之外還有低壓鑄造、殼型鑄造、磁型鑄造、真空密封造型法等多種方法。下一頁返回2.3特種鑄造2.3.1金屬型鑄造金屬型鑄造是將液態(tài)金屬在重力作用下澆入金屬鑄型內(nèi)以獲得鑄件的方法。金屬型是指用鑄鐵、鑄鋼或其他合金制成的鑄型。因為金屬型可以重復(fù)澆注幾百次以至于數(shù)萬次，所以又稱“永久型鑄造”。1.金屬型鑄造過程常用的垂直分型式金屬型如圖2-37所示，由定型和動型兩個半型組成，分型面位于垂直位置。先使兩個半型合緊，進(jìn)行金屬液澆注，凝固后利用簡單的機械再使兩半型分離，取出鑄件。若需鑄出內(nèi)腔，可使用金屬型芯或砂芯形成。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.金屬型鑄造特點及應(yīng)用(1)生產(chǎn)率高。金屬型鑄造實現(xiàn)了“一型多鑄”，提高生產(chǎn)率。(2)鑄件精度和表面質(zhì)量較高。金屬型鑄造鑄件精度高，例如:金屬型灰鑄鐵件的精度可達(dá)CT9~CT7，而手工造型砂型鑄件只能達(dá)到CT13~CT11。(3)組織致密，力學(xué)性能較高。因金屬型導(dǎo)熱性能好，過冷度較大，鑄件冷卻快而使組織致密。金屬型鑄件的力學(xué)性能比砂型鑄件要提高10%~20%。金屬型鑄造主要缺點是金屬型不透氣、無退讓性、使鑄件冷卻速度快，容易使鑄件產(chǎn)生澆不到、冷隔、灰鑄鐵件出現(xiàn)自日等缺陷。因此，金屬型鑄造主要用于大批量生產(chǎn)非鐵合金鑄件，如鋁合金活塞、氣缸體、銅合金軸瓦等。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.3.2熔模鑄造熔模鑄造是用易熔材料(如蠟料)制成模樣;在模樣上包覆若干層耐火材料，制成型殼，然后加熱使模樣熔化流出后經(jīng)高溫焙燒成為殼型，采用這種殼型澆注，金屬冷凝后敲掉型殼獲得鑄件的方法。1.熔模鑄造過程熔模鑄造過程如圖2-38所示。(1)壓鑄蠟?zāi)?。首先根?jù)鑄件的形狀尺寸制成比較精密的母模;然后根據(jù)母模制出比較精密的壓型;再用類似壓力鑄造的方法，將熔融狀態(tài)的蠟料壓射到壓型上，如圖2-38(a)所示。蠟料凝固后從壓型中取出蠟?zāi)?。上一頁下一頁返?.3特種鑄造(2)組合蠟?zāi)?。為了提高生產(chǎn)率，通常將許多蠟?zāi)Ｕ吃谝桓饘侔羯?，成為組合蠟?zāi)?，如圖2-38(b)所示。(3)鉆制型殼。在組合蠟?zāi)＝焱苛?多用水玻璃和硅石粉配制)后，放入硬化劑(通常為氯化鉸溶液)中固化。如此重復(fù)涂掛3~7次，至結(jié)成5~10mm的硬殼為止，即成型殼如圖2-38(c)所示。再將硬殼浸泡在85℃~95℃的熱水中，使蠟?zāi)Ｈ芑摮觯瞥蓺ば停鐖D2-38(d)所示。(4)澆注。為提高殼型的強度，防止?jié)沧r變形或破裂，常將殼型放入砂箱中，在其周圍用砂填緊;為提高熔融金屬的流動性，防止?jié)膊坏饺毕荩㈣T型在850℃~950℃焙燒，趁熱進(jìn)行澆注，如圖2-38(e)所示。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.熔模鑄造的特點及應(yīng)用(1)鑄件精度高，鑄件尺寸公差等級可達(dá)IT11~IT14，表面粗糙度Ra值較小，一般可以不再機械加工。(2)適用于各種鑄造合金，因為熔模鑄造的型殼材料是耐高溫的，因此各種金屬材料都可用于熔模鑄造，特別是對于熔點很高的耐熱合金鑄件，它幾乎是日前唯一的鑄造方法。(3)生產(chǎn)批量不受限制，可單件小批，亦可批量生產(chǎn)。但熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，一型也只能澆注一次，并且每型需要一個蠟?zāi)?，因而生產(chǎn)效率低、成本高。還因蠟?zāi)姸炔桓撸资軠囟扔绊懚冃?，故熔模鑄造一般不宜鑄造大鑄件。熔模鑄造是一種實現(xiàn)少、無切削的工藝方法，廣泛用于航空、汽車、拖拉機、機床、電器、儀器和刀具等制造部門。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.3.3壓力鑄造壓力鑄造是在高壓(5~150MPa)下把金屬液以較高的速度壓人金屬鑄型，并且在高壓下凝固而獲得鑄件的方法，簡稱壓力鑄造。1.壓力鑄造過程壓力鑄造使用的壓鑄機有多種，圖2-39(a)所示為立式冷壓室壓鑄機的工作原理，其由定型、動型、壓縮室等組成。首先使動型與定型合緊，用活塞將壓縮室中的熔融金屬壓射到型腔中，如圖2-39(b)所示，凝固后打開鑄型并頂出鑄件，如圖2-39(c)所示。2.壓力鑄造的特點及應(yīng)用(1)鑄件質(zhì)量好，能夠生產(chǎn)出尺寸精度高和表面粗糙度低的鑄件。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造(2)是壓鑄形狀復(fù)雜、輪廓清晰的薄壁鑄件。(3)金屬液冷卻速度快，并在壓力下結(jié)晶，所以鑄件組織致密，力學(xué)性能比一般鑄造高。(4)生產(chǎn)率高，并且易于機械化、自動化生產(chǎn)。(5)壓鑄鑄型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周期長，成本高。(6)壓鑄件內(nèi)部易產(chǎn)生許多細(xì)小氣孔，鑄件不能熱處理，機加工后氣孔等缺陷會暴露出來，所以應(yīng)少加工。(7)不易壓鑄厚壁鑄件。壓力鑄造I’一泛用于汽車、拖拉機、航空、電器和儀表等工業(yè)部門，以大批生產(chǎn)中、小型有色金屬鑄件。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.3.4離心鑄造離心鑄造是將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，在離心力作用下充型、凝固后獲得鑄件的方法。離心鑄造主要用來生產(chǎn)圓筒形鑄件，以形成圓筒的內(nèi)孔。離心鑄造必須在離心鑄造機上進(jìn)行，離心鑄造機可分為立式或臥式兩大類。1.離心鑄造過程離心鑄造過程如圖2-40所示。當(dāng)鑄型繞垂直軸線回轉(zhuǎn)時，澆注人鑄型中的熔融金屬的自由表面呈拋物線形狀，如圖2-40(a)所示，稱為立式離心鑄造，因此，不易鑄造軸向長度較大的鑄件。當(dāng)鑄型繞水平軸回轉(zhuǎn)時，澆注人鑄型中的熔融金屬的自由表面呈圓柱形，如圖2-40(b)所示，稱為臥式離心鑄造。因此，常用于鑄造要求均勻壁厚的中空鑄件。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.離心鑄造的特點及應(yīng)用(1)不用砂芯便可制成中空的圓筒形鑄件。(2)鑄件是在離心力作用下結(jié)晶凝固，組織細(xì)密、無縮孔和氣孔等缺陷，提高了鑄件力學(xué)性能。(3)不需澆注系統(tǒng)，提高了金屬的利用率。(4)不能用于有偏析的合金。(5)圓筒形鑄件內(nèi)孔尺寸和表面粗糙度差。離心鑄造適于長筒空心鑄件，也可鑄造成型鑄件以及雙層金屬鑄件等。其他的特種鑄造方法還有:擠壓鑄造、陶瓷型鑄造、磁型鑄造、實型鑄造、連續(xù)鑄造等。上一頁下一頁返回2.3特種鑄造2.3.5幾種鑄造方法的比較每種鑄造方法均有其優(yōu)、缺點，在選用時應(yīng)結(jié)合具體的生產(chǎn)情況進(jìn)行全面的分析、比較。表2-2為幾種鑄造方法的比較。影響鑄造經(jīng)濟性的因素很多，如質(zhì)量要求、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備條件等。表2-3為幾種鑄造方法的經(jīng)濟性的比較。上一頁返回圖2-1砂型鑄浩的一般工艾討程返回圖2-2手捏法檢驗型砂(a)型砂溫度活當(dāng)時可用平押成砂團;(b)手放開后可看出清晰平紋;(c)折斷時斷口面沒有碎裂紋，同時有足夠強度返回圖2-3芯食結(jié)構(gòu)形式(a)分開式;(b)整體式;(c)可拆式返回圖2-4車床床身的澆注位置返回圖2-5平板的澆注位置返回圖2-6車床床眼兩種澆注位置

(a)不合理;(b)合理返回圖2-7雙聯(lián)齒輪坯鑄件的分型面洗擇(a)分模兩箱造型;(b)分模三箱造型;(C)分模三箱造型返回圖2-8砂箱

(a)小型砂箱;(b)大型砂箱1-橫檔;2-吊環(huán);3-箱體;4-抬平;5-宗位孔;6–上箱;7-下箱返回圖2-9手工浩型工具(a)底板;(b)春砂錘;(C)通氣針;(d)起模針;(e)皮老虎(平風(fēng)箱);(f)鏝刀;(g)秋葉(圓勺、壓勺);(h)提勾;(i)平圓(銅環(huán)、竹片梗);(j)鏟勺;(k)法蘭勾;(l)篩子返回圖2-10砂型的組成1-上砂箱;2-上型;3-分型面;4-下砂箱;5-下型;6-芯座;7-芯頭;8-型芯

；9-型腔;10-內(nèi)澆道;11-橫澆道;12-直澆拼;13-澆口杯;14-芯通氣孔;、15-通氣孔返回圖2-11整模造型過程(a)造下型，填砂、春砂;(b)刮平、翻箱;(c);造上型，扎出氣孔，劃合型線;(d)敞箱、起模、開澆道;(e)合型澆注;(f)落砂后帶澆道的鑄件1-砂春子;2-砂箱;3-底板;4-模樣;5-刮板;6-合型線;7-直澆道;8-通氣針返回圖2-12分模造型

(a)鑄件;(b)上下半模樣;(c)用下半模造下型;(d)用下半模造下型;(e)起模、放型芯、合型1-分模面;2-芯頭;3-上半模;4-下半模;5-銷釘6-銷孔;7-直澆道棒;8-分型面;9-直澆拼;10-型芯;11-型芯通氣孔;12-排氣道返回圖2-13挖砂造型(a)平輪零件;(b)平輪模樣;(c)造下型;(d)翻轉(zhuǎn)、挖出分型面;(e)造上型、起模、合型返回2-14手輪的假箱浩型

(a)挖砂造假箱下型;(b)造假箱上型(c)翻轉(zhuǎn)假箱上型模樣放在假箱上造下型;(d)翻下型造上型1-挖砂后露出分型面;2-假箱上盤;3-下型;4-下型;5-上型返回圖2-15成型樟板(a)假箱;(b)成型模板;(C)合型圖返回圖2-16活塊浩型(a)取主體;(b)取活塊返回圖2-17用外砂芯做出活塊1，2-外砂芯;3-模樣返回圖2-18槽輪的三箱造型過程(a)鑄件;(b)模樣;(C)造下型;(d)翻箱，造中型;(e)造上型;(f)依次敞箱、起模;(f)下芯、合型1-上芯頭;2-中箱模樣;3-下箱模樣;4-下芯頭;5-上型;6-中型;7-下型返回圖2-19采用外型芯的分模兩箱造型返回圖2-20帶外型芯的整模兩箱造型