汽車零件毛坯制造工藝

汽車零件毛坯制造工藝第一頁，共56頁。主要內(nèi)容第一節(jié) 砂型鑄造第二節(jié) 鋼模鑄造第三節(jié) 壓力鑄造第四節(jié) 精密鑄造第五節(jié) 模鍛第六節(jié) 輥鍛第二頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造定義：用型（芯）砂制作鑄型，將熔融金屬注入鑄型，待其冷卻、凝固后，經(jīng)落砂取出鑄件的方法。特點：可生產(chǎn)尺寸、重量、復(fù)雜程度不同的鑄件，且生產(chǎn)率高、原材料來源廣、成本相對低廉，應(yīng)用最廣泛的一種毛坯制造方法。第三頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造一、砂型鑄造工藝過程第四頁，共56頁。一、砂型鑄造工藝過程例：齒輪毛坯的砂型鑄造過程第五頁，共56頁。一、砂型鑄造工藝過程1、造型與制芯造型是用型砂和模型制造鑄型的過程，是砂型鑄造中最基本的工序。按緊實型砂的方法，造型方法可分為手工造型和機器造型兩大類。第六頁，共56頁。手工造型手工造型是用手工或手動工作的方法進行緊砂、起模的造型方法。其操作靈活，大小鑄件均可采用。特點：生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求較高，鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差，但在實際生產(chǎn)中仍是難以完全取代的重要工藝方法。手工造型主要用于單件、小批量生產(chǎn)，有時也可用于較大批量的生產(chǎn)。手工造型的方式有很多，常見的有整模造型、兩箱分模造型、三箱分模造型、挖砂造型、活塊造型等。第七頁，共56頁。手工造型整模造型第八頁，共56頁。手工造型兩箱分模造型第九頁，共56頁。手工造型三箱分模造型第十頁，共56頁。手工造型挖砂造型第十一頁，共56頁。手工造型挖砂造型：假箱造型第十二頁，共56頁。手工造型活塊造型第十三頁，共56頁。機器造型機器造型是將緊砂、起模兩個造型工序全部或者部分實現(xiàn)機械化，現(xiàn)代化鑄造車間大批量生產(chǎn)的基本方式。它可以大大提高生產(chǎn)率，質(zhì)量穩(wěn)定，鑄件尺寸精確，表面光潔，加工余量小。根據(jù)緊砂、起模方式的不同，有各種不同種類的造型機。當(dāng)機器造型配以機械化的型砂處理、澆注及落砂工序，即可組成現(xiàn)代化的鑄造生產(chǎn)線。第十四頁，共56頁。機器造型緊砂方法類別原理主要特點和適用范圍震壓造型先以機械震擊緊實型砂，再用較低的壓力（0.15MPa～0.4MPa）壓實設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,造價低,效率較高，緊實度較均勻；但緊實度較低,噪聲大。適用于成批大量生產(chǎn)中、小型鑄件。微震壓實造型在高頻率、小振幅振動下，利用型砂的慣性緊實作用并同時或隨后加壓緊實型砂。型砂緊實度較高且均勻，頻率較高，能適應(yīng)各種形狀的鑄件，對地基要求較低；但機器微震部分磨損較快，噪聲較小。適用于成批大量生產(chǎn)中、小型鑄件。拋砂造型利用離心力拋出型砂，使型砂在慣性作用下完成填砂和緊實。砂型緊實度較均勻，不要求專用模板和砂箱，噪聲小，但生產(chǎn)效率低，操作技術(shù)要求高。適用于單件小批量生產(chǎn)中、大型鑄件。氣沖造型用蒸汽或壓縮空氣瞬間膨脹所產(chǎn)生的壓力波緊實型砂。砂型緊實度高，鑄件精度高；設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單，易維修且能耗低，敲落砂少，噪聲小，適用于成批、大量生產(chǎn)中、小型鑄件，尤其形狀較復(fù)雜的鑄件。負壓造型型砂不含黏結(jié)劑，被密封于砂箱與塑料膜之間，抽真空使干砂緊實。設(shè)備投資較少；鑄件精度高、表面光滑；落砂方便，舊砂處理簡便；能耗和環(huán)境污染較小。但生產(chǎn)效率較低。形狀復(fù)雜覆膜較困難。適用于單件、小批量生產(chǎn)形狀不太復(fù)雜的鑄件。多觸頭高壓造型用許多小觸頭壓實砂型，同時還進行微震。砂型緊實，鑄件質(zhì)量好，生產(chǎn)率高勞動條件好，但設(shè)備復(fù)雜，適用于大批量生產(chǎn)的鑄件。第十五頁，共56頁。機器造型起模方法造型機大都裝有起模機構(gòu)，為了起模動作平穩(wěn)，沒有沖擊，所以動力絕大多數(shù)采用液壓或氣壓。起模方法分為頂箱、漏模和翻轉(zhuǎn)三種。第十六頁，共56頁。制芯制作型芯的工藝過程稱為制芯。當(dāng)制作空心鑄件或鑄件的外壁內(nèi)凹，或鑄件具有妨礙起模的外凸時，經(jīng)常需要制芯。型芯可以手工制造，也可機器制造，形狀復(fù)雜的型芯可分塊制造，黏合成形。為了提高型芯的剛度和強度，需在型芯中放芯骨；為了提高型芯的透氣性，需在型芯的內(nèi)部制作通氣孔；為了提高型芯的退讓性，型芯可以做成空心或在芯骨上纏草繩；為了提高型芯的強度和透氣性，一般型芯需烘干使用。第十七頁，共56頁。一、砂型鑄造工藝過程2.澆注系統(tǒng)定義：為了使液態(tài)金屬流入鑄型型腔所開的一系列通道。作用是保證液態(tài)金屬均勻，平穩(wěn)地流入并充滿型腔，以避免沖壞型腔；防止熔渣、砂?；蚱渌s質(zhì)進入型腔；調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序或補給金屬液冷凝收縮時所需的液態(tài)金屬。澆注系統(tǒng)是鑄型的重要組成分，若設(shè)計不合理，鑄件易產(chǎn)生沖砂、砂眼、澆不足等缺陷。第十八頁，共56頁。澆注系統(tǒng)第十九頁，共56頁。一、砂型鑄造工藝過程3.合型、熔煉與澆注合型將鑄型的各個組元（上型、下型、砂芯、澆口盆等）組成一個完整鑄型的過程稱為合型。合型時應(yīng)檢查鑄型型腔是否清潔，型芯的安裝是否準(zhǔn)確牢固，砂箱的定位是否準(zhǔn)確、牢固。熔煉通過加熱使金屬由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，并通過冶金反應(yīng)去除金屬中的雜質(zhì)，使其溫度和成分達到規(guī)定要求的操作過程稱為熔煉。澆注將金屬液從澆包注入鑄型的操作過程，稱為澆注。若澆注溫度過高，金屬液吸氣多，液體收縮大，鑄件容易產(chǎn)生氣孔、縮孔、黏砂等缺陷。若澆注溫度過低，金屬液流動性差，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。第二十頁，共56頁。一、砂型鑄造工藝過程4.落砂、清理與檢驗落砂用手工或機械使鑄件與型砂（芯砂）、砂箱分開的操作過程稱為落砂。澆注后，必須經(jīng)過充分的凝固和冷卻才能落砂。若落砂過早，鑄件的冷速過快，使鑄鐵表層出現(xiàn)白口組織，導(dǎo)致切削困難；若落砂過晚，由于收縮應(yīng)力大，使鑄件產(chǎn)生裂紋，且生產(chǎn)率低。清理落砂后，用機械切割，鐵錘敲擊，氣割等方法清除表面黏砂、型砂（芯砂）、多余金屬（澆口、冒口、飛翅和氧化皮）等操作過程稱為清理。檢驗可通過眼睛觀察（或借助尖嘴錘）找出鑄件的表面缺陷，如氣孔、砂眼、黏砂、縮孔、澆不足、冷隔。對于鑄件內(nèi)部缺陷可進行耐壓試驗、超聲波探傷等。第二十一頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造二、零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄件的生產(chǎn)不僅需要采用合理的、先進的鑄造工藝和設(shè)備，而且還要求鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能適合鑄造生產(chǎn)的要求。鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理，對于鑄件的質(zhì)量、成本和鑄造生產(chǎn)率都有很大的影響。鑄件結(jié)構(gòu)不僅要保證鑄件的力學(xué)性能和使用性能要求，還必須考慮合金的鑄造性能以及制模、造型、造芯、合型、鑄件清理等各個工藝環(huán)節(jié)，應(yīng)力求簡單、保證質(zhì)量、節(jié)省材料、提高生產(chǎn)率和降低成本。第二十二頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造三、鑄造工藝設(shè)計1.澆注位置澆注時，鑄件在鑄型中所處的位置稱為澆注位置。澆注位置的確定應(yīng)遵循以下基本原則：鑄件重要表面應(yīng)朝下或處于側(cè)面。澆注時液態(tài)合金中的氣體、夾渣、砂粒等易上浮，使鑄件上部缺陷增多，組織也不如下部致密。鑄件的大平面應(yīng)朝下。型腔上表面長時間被合金烘烤，易拱起或開裂，造成夾砂等缺陷。鑄件薄而大的平面應(yīng)放在型腔的下部、側(cè)面或傾斜的位置，以利于液態(tài)合金充填鑄型防止產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。鑄件較厚的部分澆注時應(yīng)放在型腔的上部或側(cè)面，以便安放冒口，使鑄件自下而上順序凝固，以利于補縮，防止縮孔缺陷。確定澆注位置時應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量，有利于型芯的安裝、固定、檢查和排氣，避免使用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯。第二十三頁，共56頁。三、鑄造工藝設(shè)計2.分型面分型面是指上、下鑄型之間接合面，確定原則如下：分型面應(yīng)選擇在鑄件的最大截面處，能保證模樣從型腔中順利取出。盡量使分型面為平直面，且數(shù)量只有一個，以便簡化造型，減少錯箱等缺陷，保證鑄件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。盡可能將鑄件的全部或大部分置于同一砂型內(nèi)，以避免錯箱和產(chǎn)生較大的隙縫與毛剌。分型面的選擇應(yīng)有利于下芯、合箱，使型芯安放穩(wěn)固，便于檢查型腔尺寸。分型面的選擇應(yīng)盡量減少型芯及活塊的數(shù)量，盡量使型腔及主要型芯位于下箱。第二十四頁，共56頁。三、鑄造工藝設(shè)計3.工藝參數(shù)加工余量是指在切削加工是從鑄件上切去的金屬層厚度。因此，制造模樣和芯盒時，應(yīng)在鑄件需要加工的表面上留出加工余量。起模斜度是指為使模樣容易從砂型或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上所增加的斜度。起模斜度通常是1°～3°，模樣或型芯的高度越高，起模斜度取值越小。鑄造圓角是在設(shè)計鑄件和制造模樣時，相交壁的交角要做成圓弧過渡。鑄造圓角半徑一般為3～10mm。收縮率鑄件在冷卻時要產(chǎn)生收縮，因此模樣的外尺寸應(yīng)比鑄件大，其數(shù)值取決于鑄件線收縮率。收縮率與鑄造合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型種類等因素有關(guān)。第二十五頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造四、鑄件熱處理1、灰鑄鐵件熱處理（1）時效用以消除殘余應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性等，時效方法有自然時效、熱時效以及振動時效等，時效處理時必須嚴(yán)格控制爐溫及時間，注意鑄件堆放方法，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。（2）退火目的是降低硬度以及消除由于工藝控制不當(dāng)而產(chǎn)生的自口組織，改善切削加工性。（3）表面熱處理耐磨灰鑄鐵件，如缸套等，采取表面淬火工藝，使工作表面具有耐磨的馬氏體組織，內(nèi)部仍保持良好的韌性。對于缸筒或缸套也有的采用激光淬火工藝的。第二十六頁，共56頁。四、鑄件熱處理2.球墨鑄鐵件熱處理（1）退火根據(jù)鑄件原始組織不同，又分為低溫退火和高溫退火。若原始組織中碳化物及磷共晶太多時，可采用高溫退火+低溫退火兩階段退火工藝。（2）正火當(dāng)鑄態(tài)珠光體含量達不到產(chǎn)品要求的80%～90%時，可采取正火工藝。為減少正火形成的內(nèi)應(yīng)力，對復(fù)雜件應(yīng)再進行回火處理。（3）等溫淬火等溫淬火是獲得奧貝球墨鑄鐵的關(guān)鍵工序。（4）表面高頻淬火表面要求耐磨的鑄件，如曲軸、凸輪軸等。往往在加工后對軸頸表面進行高頻淬火，使其表面具有耐磨的馬氏體組織，心部仍保持具有強韌性能的球墨鑄件組織。第二十七頁，共56頁。四、鑄件熱處理3.可鍛鑄鐵熱處理黑心可鍛鑄鐵的石墨化退火一般分五個階段，即升溫，第一階段石墨化(920℃～960℃)，中間冷卻，第二階段石墨化（650℃～750℃)，出爐冷卻，最終得到鐵素休基體和團絮狀石墨組織。珠光體可鍛鑄鐵則是在石墨化后，再進行空淬或液悴并回火。白心可鍛鑄鐵件則是在強氧化性介質(zhì)中氧化脫碳退火，小斷面(≤6mm)鑄件，主要組織為鐵素體，無退火碳。大斷面鑄件則外層為鐵索休，中間為鐵素體+珠光體，心部還存在退火碳組織。4.冷硬鑄鐵件熱處理對汽車凸輪軸、氣門挺桿等鑄件，一般僅進行消除內(nèi)應(yīng)力退火。5.鑄鋼件熱處理汽車常用的碳鋼鑄件，形狀復(fù)雜且易變形與開裂的鑄件采用退火處理。形狀不復(fù)雜，壁厚不大的鑄件可采用正火處理，厚大鑄件則可采用正火+回火工藝，以提高其力學(xué)性能。第二十八頁，共56頁。四、鑄件熱處理6.有色金屬和合金鑄件的熱處理１）鋁合金鑄件熱處理鋁合金鑄件熱處理，要根據(jù)具體情況決定，例如對壓鑄鋁鑄件，由于內(nèi)部存在氣孔、氣泡、縮松等，而表層卻較致密，因此一般不進行熱處理，以免破壞表面致密層；而對金屬型生產(chǎn)的缸蓋等鑄件，為提高其硬度和強度，可采用淬火+回火處理。2）鎂合金鑄件熱處理鎂合金鑄件為提高力學(xué)性能，降低鑄造應(yīng)力等也進行熱處理。為提高力學(xué)性能而進行固溶處理，但其前提是合金元素在淬火時可以固溶，然后經(jīng)時效可以析出。固溶處理加熱溫度根據(jù)鋁合金成分不同而不同，例如ZMgAl8Zn鋁合金，加熱溫度為415±5℃，保溫時間6～12h.而后進行空冷淬火，人工時效的加熱溫度為200±5℃，保溫12～16h，鎂合金鑄件熱處理加熱溫度超過400℃，則需采CO2等保護性氣體，防止鑄件表面氧化。第二十九頁，共56頁。四、鑄件熱處理3）鋅合金鑄件熱處理（1）穩(wěn)定化處理因鑄造鋅合金中的固相脫溶分解及共析轉(zhuǎn)變，容易受到冷卻速度和銅、鎂等的作用而被抑制，鑄態(tài)下的組織不穩(wěn)定，隨后會因組織緩慢時效而影響鑄件尺寸和性能。在低溫（100℃以下)下進行穩(wěn)定化處理則可加速組織轉(zhuǎn)化，而使尺寸及性能穩(wěn)定。（2）均勻化處理可改善枝晶偏析，并得到細片狀共析組織，以提高塑性。均勻化處理溫度一般為320℃～400℃，保溫5～8h。4）銅合金鑄件的熱處理對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的鑄件，常采用退火處理以防止鑄件在使用中尺寸不穩(wěn)定及變形，退火加熱溫度為250℃～300℃，保溫1.5～2.5h。而后空冷。第三十頁，共56頁。第一節(jié)：砂型鑄造五、鑄件質(zhì)量控制鑄造生產(chǎn)工序多，易使鑄件產(chǎn)生各種缺陷，為提高質(zhì)量，降低廢品率，首先應(yīng)正確判斷鑄件缺陷類別，并分析產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)措施。第三十一頁，共56頁。常見鑄件缺陷及其原因序號缺陷定義主要原因1氣孔主要為圓形、橢圓形等形狀的孔洞，內(nèi)壁較光滑，通常不露出鑄件表面，大孔常孤立存在，小孔則成群出現(xiàn)。型砂含水過多或起模、修型時刷水太多；砂型緊實度過大或透氣性差；型芯排氣道堵塞或型芯未烘干；金屬液溶氣太多；澆泩系統(tǒng)不合理。充型或澆注速度過快，氣體排不出；鑄件結(jié)構(gòu)不合理，不利于排氣等。2縮孔形狀極不規(guī)則、孔壁粗糙并帶有枝狀晶的孔洞，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位或厚壁處澆注系統(tǒng)和冒口位置不當(dāng)；補縮不良；鑄件結(jié)構(gòu)不合理；澆注溫度過高或鐵液成分不對，吸收太大等3縮松鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細小的縮孔，有時借助放大鏡才能發(fā)現(xiàn)原因與縮孔相同4砂眼鑄件內(nèi)部或外表面帶有砂粒的孔洞型砂或芯砂強度低；型腔內(nèi)部分砂未緊實；鑄型被破壞，型砂卷入金屬液等。5冷裂鑄件凝固后在較低溫度下形成的裂紋，呈長條形且寬度均勻。裂口常穿過晶粒延伸到整個斷面應(yīng)力過大；含磷過高；鑄件設(shè)計不合理；鑄件各部分冷速不均等6熱裂斷面嚴(yán)重氧化，無金屬光澤，裂口沿晶粒邊界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則的裂紋鑄件設(shè)計不合理，壁的厚薄相差較大；合金含硫量高；收縮不均；砂型或型芯退讓性差；澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)置不合理；金屬液過熱度大；應(yīng)力大等7夾砂結(jié)疤簡稱夾砂是指鑄件表面產(chǎn)生的疤片狀金屬突起物。其表面粗糙，邊緣銳利，有一小部分金屬和鑄件本體相連，疤片狀突起物與鑄件之間有砂層。砂型烘烤過度，使面部砂層開裂或翹起；砂型局部溫度太高，粘土過多；砂型緊實度不均勻，強度和透氣性不好；鑄件設(shè)計不合理等。8機械粘砂也稱滲透粘砂是指鑄件的部分或全部表面上，粘附著一層砂粒和金屬的機械混合物。清除粘砂層時可以看到金屬光澤。型砂耐火度不好，砂粒太粗；型腔未刷涂料或刷得太?。粷沧囟忍?；型砂緊實度不夠等。9冷隔在鑄件上穿透或不穿透，邊緣圓角狀的縫隙。冷隔常出現(xiàn)在遠離澆注系統(tǒng)的寬大表面或薄壁處、金屬液匯合處、激冷部位（冷鐵、芯撐）等。澆注溫度過低；充型速度太慢或澆注時發(fā)生中斷；流動性不好；澆道截面太小或位置不當(dāng)；鑄件設(shè)計不合理等。10澆不到鑄件殘缺或輪廓不完整或可能完整但邊角圓且光亮。澆不到常出現(xiàn)在遠離澆注系統(tǒng)的部位及薄壁處，其澆注系統(tǒng)是充滿的。與產(chǎn)生冷隔的原因相同11錯型由于合型時錯位，鑄件的一部分與另一部分在分型面處相互錯開。合型時上、下型未對準(zhǔn)或造型時上、下模未對準(zhǔn)；定位銷磨損等12偏芯由于型芯在金屬液作用下漂浮移動，使鑄件內(nèi)孔位置偏錯、形狀和尺寸不符合鑄件圖要求的缺陷。型芯變形或放置時偏位；型芯尺寸不準(zhǔn)或安置不牢；澆道位置不合理，金屬液沖偏了型芯等。第三十二頁，共56頁。第二節(jié)：鋼模鑄造將液態(tài)金屬澆注入耐熱鋼制成的鑄型而獲得鑄件的方法，稱為鋼模鑄造，屬于金屬型鑄造的一種。垂直分型式的鋼模鑄造活動半型固定半型底座定位銷第三十三頁，共56頁。第二節(jié)：鋼模鑄造一、鋼模鑄造的工藝要求1.金屬型的預(yù)熱金屬型在開始澆注前，應(yīng)該先預(yù)熱預(yù)熱溫度（即工作溫度）因合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小有所不同，可通過試驗確定。一般情況下，金屬型的預(yù)熱溫度不低于150℃。2.金屬型的澆注溫度金屬型的澆注溫度，一般比砂型鑄造時高，可根據(jù)合金種類，如化學(xué)成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗確定。也可以參考相關(guān)手冊確定。3.鑄件出型和抽芯時間金屬型芯在鑄件中停留時間越長，由于鑄件收縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就越大，所需要抽芯力也越大，而且型壁溫度升高，需要更多冷卻時間，降低生產(chǎn)率。當(dāng)鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍并有足夠的強度時是抽芯最好的時機，最合適的鑄件出型與抽芯時間，一般用試驗方法確定。4.金屬型工作溫度的調(diào)節(jié)要保證金屬型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，首先要使金屬型在生產(chǎn)過程中溫度變化恒定，因此在澆注過程中常用強制冷卻的方法。冷卻的方式一般有風(fēng)冷、間接水冷和直接水冷。5.金屬型的涂料在金屬型的工作表面噴刷涂料的作用是調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度，保護金屬型，防止高溫金屬也對型壁的沖蝕和熱擊，并利用涂料層蓄氣排氣。第三十四頁，共56頁。第二節(jié)：鋼模鑄造二、鋼模鑄造特點和應(yīng)用范圍1.鑄型材料的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學(xué)性能比砂型鑄件高15%左右；但又使金屬液較快地喪失流動性，降低了充填鑄型的能力。2.能獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性好，廢品率低，工藝出品率高。3.減小了粉塵和有害氣體的污染，改善了勞動環(huán)境。4.易于實現(xiàn)機械化、自動化，生產(chǎn)效率高，技術(shù)容易掌握，便于生產(chǎn)管理。5.鑄型制造周期長、成本高、工藝要求嚴(yán)格，易出現(xiàn)大量同一缺陷的廢品。6.退讓性差，鑄件凝固時易產(chǎn)生裂紋和變形，故鑄件應(yīng)盡早從型腔中取出，且不宜生產(chǎn)性狀太復(fù)雜的鑄件。7.受鑄型材料熔點的限制，熔點高的合金不適宜用鋼模鑄造。8.常見缺陷有氣孔、縮孔、縮松、裂紋、冷隔等。第三十五頁，共56頁。第三節(jié)：壓力鑄造一、壓力鑄造工藝過程及原理第三十六頁，共56頁。一、壓力鑄造工藝過程及原理臥式冷壓室壓鑄機工作原理圖第三十七頁，共56頁。一、壓力鑄造工藝過程及原理壓鑄過程中壓力的變化曲線慢速封孔階段充填階段增壓階段保壓階段第三十八頁，共56頁。第三節(jié)：壓力鑄造二、壓力鑄造的特點及應(yīng)用范圍高壓、高速充型是壓力鑄造區(qū)別于其他鑄造方法的重要特征。生產(chǎn)效率高，壓鑄時可實現(xiàn)全自動循環(huán)，適于大批量生產(chǎn)；壓力鑄造能壓鑄出形狀簡單和復(fù)雜的各種鑄件；壓鑄產(chǎn)品尺寸精度高，表面粗糙度值??；產(chǎn)品互換性好；壓鑄件組織致密，具有較高的強度和硬度；輪廓清晰，可在表面鑄出清晰地文字及圖案；材料利用率高；壓鑄可制作零件組合，代替部分裝配，經(jīng)濟效益高；壓鑄機費用高，壓力鑄造成本昂貴、工藝準(zhǔn)備時間長，因此不適宜單件、小批量生產(chǎn)；不適合壓鑄高熔點合金，如鋼、鑄鐵等；壓鑄件內(nèi)部常有氣孔、縮孔和縮松等缺陷，不宜進行熱處理和過多的切削加工。第三十九頁，共56頁。第四節(jié)：精密鑄造

精密鑄造，又稱為“熔模鑄造”，它是用易熔材料制成精確光潔的模樣——易熔模，再在易熔模上涂敷多層耐火材料，或澆灌耐高溫的陶瓷漿料，硬化干燥后再將鑄型中的易熔模熔化排出即成鑄型，留下的中空鑄型經(jīng)焙燒后即可澆入熔融金屬生產(chǎn)出鑄件。由于熔模廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造，故這種方法又稱為“失蠟鑄造”。一、精密鑄造的工藝過程精密鑄造工藝過程包括制造蠟?zāi)?、制出耐火型殼、造型和澆注等。第四十頁，?6頁。一、精密鑄造的工藝過程第四十一頁，共56頁。第四節(jié)：精密鑄造二、精密鑄造的特點及應(yīng)用范圍精密鑄造的鑄件精度高，表面質(zhì)量好，尺寸精度可達IT4～IT11，表面粗糙度Ra12.5～1.6μm，可實現(xiàn)少削和無削加工，熔模鑄件無分型面；鑄造合金種類不受限制，尤其適用于那些高熔點的難以切削加工的合金，如耐熱合金、不銹鋼等；生產(chǎn)批不受限制，既可以成批大量，又可單件小批量生產(chǎn)；可制造形狀復(fù)雜鑄件，最小壁厚可達0.3mm，最小鑄出孔直徑達0.5mm。但其工序繁雜，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高，而且因熔模易變形，型殼強度不高，故熔模鑄件的質(zhì)量一般不超過25kg。精密鑄造適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求較高或難以進行切削加工的小型零件。

第四十二頁，共56頁。第五節(jié)：模鍛一、模鍛設(shè)備與工藝過程模鍛設(shè)備有模鍛錘、平鍛機、曲柄壓力機、摩擦壓力機、模鍛水壓機等多種，其中模鍛錘應(yīng)用最廣泛。模鍛錘的砧座比自由鍛的砧座大得多，而且砧座與錘身連成一個封閉的整體，錘頭與導(dǎo)軌之間的配合也比自由鍛精密，錘頭的運動精度高，錘擊是能夠保證上下模對準(zhǔn)。模鍛時上模和下模分別安裝在錘頭下端和砧座上的燕尾槽內(nèi)，用楔形鐵對準(zhǔn)和緊固。

第四十三頁，共56頁。第五節(jié)：模鍛圖6-21單模膛模鍛工作示意圖1-砧座2-楔鐵3-模座4-楔鐵

5-下模6-坯料7-上模8-楔鐵9-錘頭10-坯料11-帶飛邊的鍛件12-切下的飛邊

13-成形鍛件第四十四頁，共56頁。第五節(jié)：模鍛圖6-22多模膛鍛模及鍛件成形過程1-鍛件2-零件圖3-延伸模膛4-滾壓模膛5-終鍛模膛6-預(yù)鍛模膛7-彎曲模膛8-坯料9-延伸坯料10-滾壓坯料11-彎曲坯料12-預(yù)鍛坯料13-帶飛邊鍛件第四十五頁，共56頁。第五節(jié)：模鍛二、模鍛的特點與應(yīng)用與自由鍛相比，模鍛有如下特點：生產(chǎn)效率高。自由鍛時，金屬的變形是在上、下兩個砧塊間進行的，難以控制。模鍛時，金屬的變形是在模膛內(nèi)進行，故能較快獲得所需的形狀；鍛件尺寸精確，加工余量小；可以鍛造出形狀復(fù)雜的鍛件，它們?nèi)缬米杂慑憗砩a(chǎn)，在必須加大量工藝余塊以簡化形狀。模鍛生產(chǎn)比自由鍛生產(chǎn)節(jié)省金屬材料，減少切削加工量，降低零件成本。但是模鍛生產(chǎn)由于受模鍛設(shè)備噸位的限制，模鍛件質(zhì)量不能太大，一般在150kg以下。又由于制造鍛模成本很高，所以它適合于小批和單件生產(chǎn)。因此模鍛生產(chǎn)適合于小型鍛件的大批量生產(chǎn)。第四十六頁，共56頁。第五節(jié)：模鍛三、鍛件缺陷的形成及預(yù)防1、加熱時產(chǎn)生的缺陷1）氧化。金屬坯料一般在加熱時與爐中氧化性氣體發(fā)生反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象。嚴(yán)格控制爐溫、快速加熱、向爐內(nèi)送入還原氣體（CO、H2）、采用真空中加熱是減少氧化的有利措施。2）脫碳。加熱時坯料表層的碳與氧等介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成表層碳元素降低的現(xiàn)象。采用快速加熱、在坯料表層涂保護涂料、在中性介質(zhì)或還原性介質(zhì)中加熱都會減緩脫碳。3）過熱。金屬坯料加熱溫度超過始鍛溫度，并在此溫度下保持時間過長，而引起晶粒迅速長大現(xiàn)象。，盡可能縮短高溫階段的保溫時間可防止過熱。4）過燒。坯料加熱溫度接近金屬的固相線溫度，并在此溫度下長時間停留，金屬晶粒邊界出現(xiàn)氧化及形成易熔氧化物的現(xiàn)象。鍛造過程中要嚴(yán)格防止出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。5）裂紋。大型鍛件加熱時，如果裝爐溫度過高或加熱速度過快，鍛件心部與表層溫度差過大，造成應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。因此，對于大型鍛件的加熱，一般應(yīng)采取預(yù)熱措施。2、冷卻時產(chǎn)生的缺陷1）外形翹起。鍛造過程中如果冷卻速度較快等因素，造成內(nèi)應(yīng)力過大，會使鍛件的軸心線產(chǎn)生彎曲，即產(chǎn)生翹曲變形。對于一般的翹曲變形是可以矯正過來的，但要增加一道修整工序。2）冷卻裂紋。鍛后快速冷卻時應(yīng)力增大，且金屬坯料正從高塑性趨向低塑性，如果應(yīng)力過大，會在鍛件表面產(chǎn)生向內(nèi)延伸的裂紋。此外，，還會在鍛造過程中產(chǎn)生一些缺陷。如胎模鍛時由于合模定位不準(zhǔn)等原因，造成沿分模面的上半部相對于下半部的“錯差”現(xiàn)象等。通過必要的質(zhì)量檢查和缺陷分析，就可以找到減少或防止鍛件缺陷、提高鍛件質(zhì)量的途徑。第四十七頁，共56頁。第六節(jié)：輥鍛輥鍛是使坯料通過裝有扇形模塊的一對旋轉(zhuǎn)的軋輥時，借助模槽對金屬的壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需要的鍛件或鍛坯。輥鍛變形的實質(zhì)是坯料的延伸變形過程。坯料在高度方向經(jīng)輥鍛模壓縮后，除一小部分金屬橫向流動而使坯料寬度略有增加外，大部分被壓縮的金屬沿著坯料的長度方向流動。被輥鍛的毛坯，橫截面積減小，長度增加。即坯料凡是經(jīng)過輥鍛的部位其橫截面積就減小。第四十八頁，共56頁。第六節(jié)：輥鍛（a