铸造知识详解
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当的水平。铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入 定形状的铸模待其凝固成形的加工方式。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等),而铸模的材料可以是沙、金属甚至陶瓷。因应不同要求,使用的方法也会有所不同。
铸造的发展
中国在公元前513年,铸出了世界上早见于文字记载的铸铁件-晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步 ,要求铸件各种机械物理性能 ,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展,保证了铸件质量的提和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。编辑本段铸造的定义 (GB/T5611-1998) 铸造-熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间.铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
铸造的分类按造型方法分
1普通砂型铸造,又称砂铸,翻砂,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。 2 种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的 种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造,消失模铸造等)和以金属为主要铸型材料的 种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。 3、砂型铸造的方法又可分为:湿型砂机器造型方法、自硬树脂砂造型制芯、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、实型铸造、负压造型、手工造型。 4、砂芯的制造方法是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。在生产中,从总体上可分为手工制芯和机器制芯。 5、砂模铸造法 利用砂作为铸模材料,依不同成份的砂可再细分为湿砂模铸造法、表面乾砂模铸造法等等,但并非所有砂均可用以铸造。 好处是成本较低,因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点是铸模制作耗时,铸模本身不能被重复使用,须破坏后才能取得成品。 6、金属模铸造法 利用熔点较原料的金属制作铸模。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和压铸造法。 受制于铸模的熔点,可被铸造的金属也有所限制。 7、脱蜡铸造法 这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。 先以蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸),然后熔解模中的蜡,并抽离铸模。其后铸模需要多次加以温,zeng强硬度后方可用以铸造。 此方法具有良好的准确性, 可用作熔点金属(如钛)的铸造。但由于陶瓷价格颇,而且制作需要多次加热和复杂,故成本颇为昂贵。[1]
铸造按成型工艺分
1.重力浇铸:砂铸,硬模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔。 2.压力铸造:低压浇铸,压铸造。依靠额外zeng加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。 铸造工艺通常包括 ①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半型和型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素; ②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金; ③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
铸造产品分类 常用铸造金属 1.灰铸铁 2.球墨铸铁 3.可锻铸铁 4.铸钢 常用铸造有色金属 1.黄铜 2.锡青铜 3.无锡青铜 4.铝合金编辑本段铸造按工艺的分类 1.砂型铸造
铸造工艺:1.1潮模砂铸造(机械化造型);1.2树脂自硬砂铸造;1.3水玻璃自硬砂铸造;1.4覆砂造型铸造。 2.精mi铸造,又称失蜡铸造,熔模铸造 3.消失模铸造 4.压铸,又称压力铸造 5.离心铸造 6.石膏型铸造 7.连续铸造 8金属型铸造等编辑本段铸造有色金属的冶炼 · 铸造有色合金的熔炼 熔炼工艺对有色合金铸件的性能和缺陷有很大影响。多数有色合金易产生气孔和夹杂,尤其是钛合金、铝合金、镁合金和某些铜合金。一般的熔炼工艺流程是: 1)根据铸件技术要求所规定的合号,可查出合金的化学成分范围,从中选定化学成分; 2)根据元素的烧损率和成分要求,进行配料计算,得出各种炉料的加入量,并选择炉料。若炉料受到污染,则需要进行处理,保证所有的炉料清洁、无锈,并在投料前进行预热; 3)检查和准备化用具,涂刷涂料,并预热,防止气体、夹杂物和有害元素的污染; 4)加料。一般加料顺序为:回炉料、中间合金和金属料,低熔点易氧化的金属料,如镁,在炉料熔化之后加入; 5)为了减少合金液的吸气和氧化的污染,应尽快熔化,防止过热,根据需要,有的合金液须加覆盖剂保护; 6)炉料熔化后,进行精炼处理,以净化合金液,并进行精炼效果的检验; 7)根据需要,进行变质处理和细分组织处理以提性能,并检验处理效果; 8)调整温度,进行浇注。有的合金在浇注前要进行搅拌,以防发生比重偏析。编辑本段铸造冶炼金属用耐火材料 铸造工艺中冶炼金属及浇铸成型的过程中离不开质量的耐火材料,熔化炉及中间铁/钢水包耐火材料的质量将直接影响到金属液体的化学成分,将对铸件的综合质量造成不可挽回的不利影响. 铸造冶炼过程常用耐火材料分类: 耐火砖:硅质砖,铝砖,刚玉砖,镁砖,镁铝砖,镁碳砖等 不定型耐火材料:捣打料,浇注料,耐火水泥,硅砂,镁砂等编辑本段铸造行业的信息化 铸造作为重要的机械工业的基础行业,在信息速发展的现如今,提铸造的生产加工效率将是广大铸造工作者的要面临的课题. 历来铸造的毛坯产品废品率居不下是行业各种铸造方法的通病,怎样 控制铸造的整个过程显得尤为重要!因此铸造过程模拟软件的出现将会逐步解决这个铸造行业的难题,下一步怎么样将模拟过程 为 jing确的测算工具,怎么样网络化,怎么样利用云计算来 处理大量的参数数据从而使广大的铸造技术人员能 共享这些公用数据, 目前中国铸造协会,中国铸造学会,中国铸造网络信息化平台- 铸业咨询网都在为铸造行业的信息化不断投入研发力量.