機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)(第六版)第一章鑄造

第三節(jié)特種鑄造及鑄造新技術(shù)31第一節(jié)鑄造基礎(chǔ)

2第二節(jié)砂型鑄造精品資料一、鑄造(zhùzào)及其分類鑄造(zhùzào)分類圖第一節(jié)鑄造基礎(chǔ)鑄造概述精品資料二、鑄造(zhùzào)的特點(diǎn)鑄造(zhùzào)的特點(diǎn)精品資料三、鑄造(zhùzào)的應(yīng)用由于(yóuyú)鑄造具有上述特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工件的毛坯制造。在各種機(jī)械和設(shè)備中，鑄件質(zhì)量占有很大的比例，如拖拉機(jī)及其他農(nóng)業(yè)機(jī)械中，鑄件質(zhì)量所占比例達(dá)40%～70%；在金屬切削機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)中達(dá)70%～80%，在重型機(jī)械設(shè)備中則可高達(dá)90%。但由于(yóuyú)鑄造易產(chǎn)生缺陷，性能不高，因此多用于制造承受應(yīng)力不大的工件。精品資料四、鑄造(zhùzào)安全文明生產(chǎn)要求進(jìn)行鑄造的工作人員必須(bìxū)有相應(yīng)的上崗證和操作證，持證上崗。操作人員必須(bìxū)按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)保護(hù)用品。熔煉爐爐體及其附屬設(shè)施完好，控制系統(tǒng)靈敏可靠，升降起吊裝置符合起重機(jī)械要求，爐坑干燥并設(shè)護(hù)欄或蓋板，爐料符合專門要求。鑄造設(shè)備完好，操縱靈敏，安全防護(hù)裝置齊全可靠，除塵裝置符合要求。壓鑄機(jī)壓鑄型區(qū)有防護(hù)裝置并與壓射程序聯(lián)鎖；制芯機(jī)芯盒加熱棒長(zhǎng)短適中，線頭連接可靠；混砂機(jī)防護(hù)罩牢固可靠，檢修門電器聯(lián)鎖；拋（噴）丸機(jī)密封良好，門孔電器聯(lián)鎖。精品資料鐵水包、鋼水包和灼熱件起重作業(yè)影響范圍內(nèi)，不得設(shè)置休息室、更衣室和人行通道，不得存放危險(xiǎn)物品，地面應(yīng)保持干燥。高溫烘烤作業(yè)人員應(yīng)穿戴耐高溫、防噴濺的防護(hù)用品；液態(tài)金屬、高溫材料運(yùn)輸設(shè)備要設(shè)置耐高溫、防噴濺設(shè)施，不得在有易燃易爆物質(zhì)(wùzhì)的區(qū)域停留，離開廠區(qū)時(shí)應(yīng)當(dāng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。鑄件、托板、鐵箱等要整齊地碼放，防止傾倒傷人。為了避免散亂、便于清掃、利于裝運(yùn)，需將鑄件、冷鐵、廢砂、垃圾等裝入箱內(nèi)或盒中。鑄件盡可能地不直接著地，而放在托板上,工具分類裝入工具箱中,化學(xué)品需放入專用箱內(nèi)并蓋好。精品資料1．制作(zhìzuò)模樣與芯盒模樣——用來(yònɡlái)形成鑄型型腔的工藝裝備。

芯盒——用來制造型芯的工藝裝備。一、砂型鑄造的工藝過程第二節(jié)砂型鑄造精品資料2．制備(zhìbèi)型（芯）砂基本原材料——鑄造(zhùzào)砂和型砂黏結(jié)劑。

型（芯）砂——用來制造鑄型的材料。

常用的鑄造砂——原砂、硅質(zhì)砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等。型砂和芯砂的經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)精品資料3．造型(zàoxíng)（1）手工(shǒugōng)造型

造型——利用制備的型砂及模樣等制造鑄型的過程。

手工造中型（2）機(jī)器造型精品資料兩箱(liǎnɡxiānɡ)造型三箱造型(zàoxíng)地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型

手工造型——全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型工序。手工造型操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡(jiǎn)單、成本低，但其鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作技藝要求高。

精品資料鑄型由成對(duì)的上型和下型構(gòu)成，操作(cāozuò)簡(jiǎn)單。適用于各種(ɡèzhǒnɡ)生產(chǎn)批量和各種(ɡèzhǒnɡ)大小的鑄件兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料鑄型由上、中、下三型構(gòu)成，中型高度需與鑄件(zhùjiàn)兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。操作費(fèi)工。主要適用于具有(jùyǒu)兩個(gè)分型面的鑄件的單件或小批量生產(chǎn)。兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料在地基上挖坑，并利用(lìyòng)挖出的地坑進(jìn)行造型主要(zhǔyào)用于大型鑄件兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料用若干塊砂芯組合成鑄型(zhùxínɡ)，而不需要砂箱。它可提高鑄件的精度，但成本高。適用(shìyòng)于批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料模樣是整體的，鑄件分型面為平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生(chǎnshēng)錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端(yīduān)且為平面的鑄件兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料模樣(múyàng)是整體的，鑄件分型面為曲面。適用于分型面不是(bùshi)平面的單件或小批量生產(chǎn)的鑄件。兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料在造型前預(yù)先做一底胎（即假箱），然后在底胎上制作(zhìzuò)下箱，底胎不參與澆注。用于代替批量生產(chǎn)中需要挖砂造型(zàoxíng)的鑄件。兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料將模樣(múyàng)沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)。造型簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率低。常用于最大截面在中部(zhōnɡbù)的鑄件兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料制模時(shí)，將鑄件(zhùjiàn)上妨礙起模的小凸臺(tái)、肋條等部分做成活動(dòng)的（即活塊）。主要(zhǔyào)用于帶有凸出部分、難以起模的鑄件的單件或小批量生產(chǎn)。兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料采用刮板代替實(shí)體模樣造型，可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短(suōduǎn)生產(chǎn)周期?？捎糜谟械冉孛婊蚧剞D(zhuǎn)(huízhuǎn)體的大、中型鑄件的單件或小批量生產(chǎn)，如帶輪、鑄管、彎頭等。兩箱造型三箱造型地坑造型組芯造型整模造型挖砂造型假箱造型分模造型活塊造型刮板造型精品資料（2）機(jī)器(jīqì)造型機(jī)器造型——指用機(jī)器全部完成(wánchéng)或至少完成(wánchéng)緊砂操作的造型工序。

緊砂——提高砂箱內(nèi)的型砂和芯盒內(nèi)的芯砂緊實(shí)度的操作。常用方法有壓實(shí)法、震實(shí)法、拋砂法等。精品資料

振壓式造型機(jī)緊砂和起模a）震壓式造型機(jī)b）緊砂c）起模

精品資料4．造芯造芯——制造(zhìzào)型芯的過程。手工造芯：主要應(yīng)用于單件、小批量生產(chǎn)。機(jī)器造芯：生產(chǎn)效率高，砂芯質(zhì)量(zhìliàng)好，適用于批量生產(chǎn)。手工造芯過程精品資料

芯盒造芯示意圖a）芯盒的裝配(zhuāngpèi)b）取芯精品資料5．合型合型——又稱合箱，是將鑄型的各個(gè)組元，如上型、下型、型芯、澆注系統(tǒng)等組合成一個(gè)完整鑄型的操作過程。

合型前，應(yīng)對(duì)砂型和型芯的質(zhì)量進(jìn)行檢查，若有損壞(sǔnhuài)，需要進(jìn)行修理；為檢查型腔頂面與型芯頂面之間的距離，需要進(jìn)行試合型（稱為驗(yàn)型）。精品資料澆注——把熔融金屬注入鑄型的過程，液體(yètǐ)金屬通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔。（1）澆注(jiāozhù)系統(tǒng)（2）冒口（3）澆注(jiāozhù)工藝要求6．熔煉和澆注精品資料（1）澆注(jiāozhù)系統(tǒng)澆注系統(tǒng)——鑄型(zhùxínɡ)中引導(dǎo)液體金屬進(jìn)入型腔的通道。精品資料（2）冒口冒口——鑄型內(nèi)存儲(chǔ)供補(bǔ)縮鑄件(zhùjiàn)用熔融金屬的空腔。一般設(shè)置在鑄件(zhùjiàn)的最高處和最厚處。精品資料（3）澆注工藝(gōngyì)要求澆注溫度(wēndù)（℃）——液體金屬澆入鑄型時(shí)所測(cè)量到的溫度(wēndù)。

澆注速度（kg/s）——單位時(shí)間內(nèi)澆入鑄型中的液體金屬的質(zhì)量。

澆包——容納、輸送和澆注熔融金屬用的容器，用鋼板制成外殼，內(nèi)襯耐火材料。精品資料常用(chánɡyònɡ)澆包a）握包b）抬包c(diǎn)）吊包精品資料7．落砂和清理(qīnglǐ)（1）落砂落砂——用手工或機(jī)械使鑄件和型砂、砂箱分開(fēnkāi)的操作。落砂分為手工落砂和機(jī)械落砂兩種。（2）清理

清理——落砂后從鑄件上清除表面黏砂、型砂、多余金屬（包括澆冒口、飛翅）和氧化皮等過程的總稱。精品資料8．檢驗(yàn)(jiǎnyàn)（1）鑄件的外觀質(zhì)量——鑄件表面狀況和達(dá)到產(chǎn)品要求的程度。包括鑄件的表面粗糙度、表面缺陷(quēxiàn)、尺寸誤差、形狀及位置誤差、質(zhì)量偏差等。

（2）鑄件的內(nèi)在質(zhì)量——一般不能用肉眼檢查出來的鑄件內(nèi)部狀況和達(dá)到用戶要求的程度。包括鑄件的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織，以及存在于鑄件內(nèi)部的孔洞、裂紋、夾雜物等缺陷。精品資料（3）鑄件的使用性能——指鑄件能滿足使用要求的性能。使用性能有在強(qiáng)力、高速、磨耗、腐蝕、高熱等不同條件下的工作性能、切削加工(jiāgōng)性能、焊接性能、運(yùn)轉(zhuǎn)性能等。精品資料二、鑄件(zhùjiàn)的缺陷鑄件的常見缺陷精品資料一、特種(tèzhǒng)鑄造1．熔模鑄造(zhùzào)2．金屬型鑄造(zhùzào)3．壓力鑄造(zhùzào)4．離心鑄造(zhùzào)5．特種鑄造(zhùzào)的特點(diǎn)及應(yīng)用

二、鑄造新技術(shù)和新工藝1．消失模鑄造2．陶瓷型鑄造第三節(jié)特種鑄造及鑄造新技術(shù)精品資料1．熔模鑄造熔模鑄造的工藝(gōngyì)過程a）撥叉鑄件b）制作蠟?zāi)）制作型殼d）澆注精品資料2．金屬型鑄造金屬型鑄造——又稱硬模(yìnɡm(xù)ó)鑄造，是將液體金屬澆入金屬鑄型，在重力作用下充填鑄型，以獲得鑄件的鑄造方法。鑄型材料常選用(xuǎnyòng)鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。精品資料金屬型鑄造示意圖金屬型鑄造產(chǎn)品(chǎnpǐn)精品資料壓力鑄造——簡(jiǎn)稱壓鑄，是利用高壓使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔，并在壓力下成型和凝固(nínggù)而獲得鑄件的方法。3．壓力(yālì)鑄造壓鑄機(jī)a）立式壓鑄機(jī)b）臥式熱室壓鑄機(jī)精品資料壓力鑄造(zhùzào)過程a）合型并注入液態(tài)金屬b）壓射c）開型并頂出鑄件a）b）c）精品資料4．離心(líxīn)鑄造離心鑄造——將熔融金屬澆入繞水平(shuǐpíng)軸、立軸或傾斜軸旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，在離心力作用下凝固成型的鑄造方法。離心鑄造的工作原理a）繞立軸旋轉(zhuǎn)的離心鑄造b）繞水平軸旋轉(zhuǎn)的離心鑄造精品資料5．特種鑄造(zhùzào)的特點(diǎn)及應(yīng)用特種鑄造特點(diǎn)應(yīng)用熔模鑄造鑄件精度高，表面質(zhì)量好，可鑄造形狀較為復(fù)雜的鑄件和高熔點(diǎn)合金鑄件；但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高用于以碳鋼、合金鋼為主的合金和耐熱合金的復(fù)雜、精密鑄件（鑄件質(zhì)量不大于10kg）的批量生產(chǎn)金屬型鑄造與砂型鑄造相比，鑄件精度高，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高，無粉塵；鑄造非鐵合金鑄件有細(xì)化組織的作用，鑄造灰鑄鐵件易出現(xiàn)白口；設(shè)備費(fèi)用高用于非鐵合金鑄件的批量生產(chǎn)；鑄件不宜過大，形狀不宜過于復(fù)雜，鑄件壁不能太薄壓力鑄造精度高、效率高的高壓成型方法，可以鑄造形狀復(fù)雜的薄壁鑄件；但壓鑄機(jī)昂貴，壓鑄型制造復(fù)雜、費(fèi)用高用于鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等有色金屬合金的中、小型薄壁鑄件的大批量生產(chǎn)離心鑄造鑄件組織細(xì)密，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)率高；但內(nèi)表層余量大，機(jī)械加工量大用于空心回轉(zhuǎn)體鑄件的單件或批量生產(chǎn)，并可進(jìn)行雙金屬襯套、軸瓦的鑄造精品資料1．消失模鑄造(zhùzà