金屬型鑄造-20081015引用.ppt

金屬型鑄造,目錄,一、概述 二、鑄件工藝設(shè)計 三、金屬型設(shè)計 四、鑄造工藝 五、金屬型鑄造機 六、鑄件常見缺陷及防止方法,一、概述,1 鑄造原理 2 工藝流程 3 工藝特點 4 應(yīng)用范圍,1 鑄造原理,金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是在重力下將金屬液澆入用金屬材料制造的鑄型中獲得鑄件的工藝方法。,2 工藝流程,3 工藝特點,優(yōu)點： （1）金屬型的熱導(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。 （2）鑄件尺寸精度高，表面粗糙度的值低，批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性好，廢品率低，工藝出品率高 。,3 工藝特點,優(yōu)點： （3）與砂型鑄造相比，節(jié)省了型砂運輸和型砂處理所需的財力和大量勞動力，減少了粉塵和有害氣體的污染，勞動條件好 。 （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。,3 工藝特點,缺點： （1）金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，澆注的金屬液很快結(jié)晶凝固，降低了充型能力，故對鑄件的壁厚設(shè)計有一定要求，一般不小于2mm。 （2）金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導(dǎo)出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體。,3 工藝特點,缺點： （3）金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產(chǎn)生裂紋和變形，不適用于熱裂傾向大的合金。 （4）金屬型制造周期較長，成本較高。只有在大量、成批生產(chǎn)時，才能顯示出好的經(jīng)濟效果。,4 應(yīng)用范圍,（1）合金種類 熱裂傾向大的合金除外，以鋁、鎂合金應(yīng)用最廣。 （2）鑄件形狀和大小 不太復(fù)雜的中小型零件。非鐵合金可以鑄造較復(fù)雜的零件，如氣冷式發(fā)動機的氣缸蓋、液壓泵殼體、各種機匣等；鋼鐵金屬只能鑄造簡單零件。鋁、鎂合金鑄件可從幾十克到幾十千克；鋼鐵金屬鑄件從幾千克到幾百千克。,4 應(yīng)用范圍,（3）尺寸精度和表面粗糙度 按GB/T 64141999，金屬型鑄件的尺寸精度一般為CT8CT10級，鋁、鎂合金鑄件的尺寸精度為CT7CT9；表面粗糙度一般為Ra12.56.3m，最高可達Ra3.2m。 （4）生產(chǎn)規(guī)模 一般只有成批或大量生產(chǎn)時采用。軍工產(chǎn)品一般不受生產(chǎn)批量的限制。,目錄,一、概述 二、鑄件工藝設(shè)計 三、金屬型設(shè)計 四、鑄造工藝 五、金屬型鑄造機 六、鑄件常見缺陷及防止方法,二、鑄件工藝設(shè)計,1 基準面的選擇 2 鑄件在金屬型中的位置 3 分型面的選擇 4 鑄件工藝性設(shè)計 5 澆注系統(tǒng) 6 冒口設(shè)計,1 基準面的選擇,基準面決定鑄件各部分相對的尺寸位置。所以選擇鑄造基準面時，必須和鑄件機械加工的基準面統(tǒng)一，其選擇原則為： （1）非全部加工的鑄件，應(yīng)盡量選取非加工面作為基準面。 （2）采用非加工面作基準面時，應(yīng)該選尺寸變動小、最可靠的面作基準面。最好不選用活塊形成的鑄件表面作為基準面。,1 基準面的選擇,（3）基準面應(yīng)平整和光潔，不應(yīng)有殘余澆冒口、毛刺、飛翅等。 （4）全部加工的零件，應(yīng)選加工余量最小的面作為基準面，以保證機械加工時不致因加工余量不夠而造成廢品。 （5）為了便于檢驗尺寸，應(yīng)選擇較大的平面作為基準面，不采用曲面或有鑄造斜度的面作為基準面。,2 鑄件在金屬型中的位置,便于安放澆注系統(tǒng)，保證合金液平穩(wěn)充滿鑄型 便于合金順序凝固，保證補縮 使型芯（或活塊）數(shù)量最少、安裝方便、穩(wěn)固，取出容易 力求鑄件內(nèi)部質(zhì)量均勻一致，蓋子類及碗狀鑄件可水平安放 便于鑄件取出，不致拉裂和變形,鑄件在金屬型中的位置,3 分型面的選擇,簡單鑄件的分型面應(yīng)盡量選在鑄件的最大端面上 分型面應(yīng)盡可能地選在同一個平面上 應(yīng)保證鑄件分型方便，盡量少用或不用活塊 分型面的位置應(yīng)盡量使鑄件避免做鑄造斜度，而且很容易取出鑄件 分型面應(yīng)盡量不選在鑄件的基準面上，也不要選在精度要求較高的表面上 應(yīng)便于安放澆冒口和便于氣體從鑄型中排出,4 鑄件工藝性設(shè)計,（1） 鑄件工藝性設(shè)計原則 （2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 （3） 鑄件圖的繪制,4 鑄件工藝性設(shè)計,（1） 鑄件工藝性設(shè)計原則 簡化金屬型結(jié)構(gòu)，某些小孔一般不鑄出來，但當(dāng)不便于補縮時，有些小孔也應(yīng)鑄造出來； 為了便于設(shè)置冒口以對整體鑄件進行補縮，有些大孔也可以不鑄出； 對一些易變形的鑄件應(yīng)增加防變形肋，待最后工序加工去掉； 對于加工過程中裝卡定位性差的鑄件，可以根據(jù)需要設(shè)計定位裝卡凸臺，其位置應(yīng)有利于鑄件補縮； 在不影響產(chǎn)品性能的前提下，可以局部加大鑄造斜度，避免設(shè)計活塊。,4 鑄件工藝性設(shè)計,（2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 1）加工余量 零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，應(yīng)給予較大的加工余量； 加工面越大，加工余量應(yīng)越大； 加工面距加工基準面越遠，加工余量應(yīng)越大； 鑄件用砂芯形成的表面，應(yīng)比用金屬芯形成的表面的加工余量大； 澆冒口開設(shè)的加工面應(yīng)給予較大的加工余量。,4 鑄件工藝性設(shè)計,（2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 2）工藝余量 工藝余量是指超過機械加工余量的部分。工藝余量根據(jù)鑄件實際結(jié)構(gòu)情況確定，應(yīng)保證鑄件順序凝固。 3）鑄件尺寸公差 一般按照GB/T 64141999確定，特殊要求由供需雙方協(xié)商確定。,4 鑄件工藝性設(shè)計,（2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 4）鑄造圓角 鑄造圓角半徑R（mm）一般可以按下式計算： R 式中 、鑄件相鄰壁的厚度（mm）,4 鑄件工藝性設(shè)計,（2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 5）鑄造斜度 凡是在鑄件冷卻時與金屬型表面有脫離傾向的面，應(yīng)給予較小的鑄造斜度； 凡是鑄件冷卻時趨向于包緊金屬型或芯的面，應(yīng)給予較大的斜度。 對于鑄件尺寸要求精確的非加工面，若不允許有鑄造斜度時，可考慮改變分型面，或使用金屬活塊、以及采用砂芯等方法來解決。,4 鑄件工藝性設(shè)計,（2） 鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇 5）鑄造斜度 各種合金鑄件的鑄造斜度可參考下表：,4 鑄件工藝性設(shè)計,（3） 鑄件圖的繪制 繪制鑄件圖的過程就是鑄造與零件設(shè)計、機械加工等部門將鑄件的基準面、加工余量、鑄造斜度等鑄造工藝因素及技術(shù)要求，以圖加以說明，并經(jīng)多方會簽確定的過程。 鑄件圖既是設(shè)計、制造金屬型和鑄件驗收的技術(shù)依據(jù)，也是機械加工、設(shè)計制造工裝夾具的技術(shù)文件之一。,5 澆注系統(tǒng),（1） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 （2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點 （3） 澆注系統(tǒng)的組成部分 （4） 澆注系統(tǒng)的計算,5 澆注系統(tǒng),（1） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 1) 澆注系統(tǒng)尺寸的大小應(yīng)保證金屬液在規(guī)定的時間內(nèi)能良好地充填金屬型，盡量避免產(chǎn)生紊流，以防止卷氣和渣。 2) 金屬液的引入位置應(yīng)使金屬液平穩(wěn)流入型腔，盡量不沖擊型芯和型壁，避免產(chǎn)生渦流和飛濺，并利于金屬型型腔中氣體的排除。,5 澆注系統(tǒng),（1） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 3) 鑄型的熱分布應(yīng)合理，有利于鑄件順序凝固，以便于鑄件得到充分的補縮。 4) 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)簡單、體積小，在保證鑄件質(zhì)量的前提下，金屬液消耗量應(yīng)最少，并且便于鑄型開合、取件及從鑄件上清除澆冒口。,5 澆注系統(tǒng),（2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點 頂注式 鑄型熱分布有利于補縮，金屬液消耗量少，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 金屬液充填型腔時易產(chǎn)生飛濺，不利于排氣，鑄件易產(chǎn)生氧化夾渣等缺陷。 適用于矮而簡單的鑄件。高度超過100mm的鋁、鎂合金鑄件宜采用傾斜澆注，傾斜角度為3050。,5 澆注系統(tǒng),（2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點 中注式 金屬液流動比頂注式平穩(wěn)，能獲得比底注式較合理的熱分布，但不能完全避免產(chǎn)生飛濺和渦流。 適用于高度較高又不便于采用底注式的鑄件。,5 澆注系統(tǒng),（2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點 底注式 金屬液由下而上平穩(wěn)地充填鑄型，有利于排氣、排渣。熱分布不利于金屬液順序凝固。 廣泛應(yīng)用于各種尺寸的鑄件，為了克服熱分布不合理產(chǎn)生的缺陷，可以采取增加工藝余量使鑄件上厚下??；從頂冒口中補充金屬液；控制金屬型的涂料厚度。,5 澆注系統(tǒng),（2） 澆注系統(tǒng)的形式及特點 縫隙式 金屬液由下而上逐步充填鑄型，流動平穩(wěn)，擋渣排氣條件好，金屬型的熱分布合理。 鑄件結(jié)構(gòu)受到限制，金屬液消耗量多，切割、清理澆口費工。 適用于質(zhì)量要求較高的鑄件 。,5 澆注系統(tǒng),（3） 澆注系統(tǒng)的組成部分 1）澆口杯 接受和貯存一定量的金屬液，同時起到緩沖和浮渣的作用。 2）直澆道 直澆道形式主要有垂直、傾斜和蛇形等。,直澆道的形式,5 澆注系統(tǒng),（3） 澆注系統(tǒng)的組成部分 3）橫澆道 起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將直澆道的金屬液分配給內(nèi)澆道。 4）內(nèi)澆道 直接與鑄件相連，控制金屬液流動的速度和方向，與鑄件質(zhì)量密切相關(guān)。,5 澆注系統(tǒng),（3） 澆注系統(tǒng)的組成部分 5）縫隙澆道 一般由直澆道、橫澆道、立筒和縫隙組成 。,縫隙式澆注系統(tǒng),5 澆注系統(tǒng),（4） 澆注系統(tǒng)的計算 確定澆注系統(tǒng)截面積時，通常先計算澆道的最小截面積，然后再根據(jù)比例關(guān)系確定其他單元的截面積。,5 澆注系統(tǒng),（4） 澆注系統(tǒng)的計算 澆注時間一般比砂型鑄造短2040。 式中澆注時間（s） H鑄件高度（cm） v金屬液在型腔中平均上升速度（ cm / s ）,5 澆注系統(tǒng),（4） 澆注系統(tǒng)的計算 對于鋁、鎂合金鑄件： V= 式中 鑄件壁厚（cm）,5 澆注系統(tǒng),（4） 澆注系統(tǒng)的計算 V= 式中 v澆道最小截面積中金屬液平均速度(cm/s) W鑄件的重量(g) 金屬液的密度(g/cm3) 澆注時間(s) Amin澆道的最小截面積(cm2) v也可以根據(jù)經(jīng)驗選取。對于鋁合金，一般v150cm/s；對于鎂合金，一般v130cm/s.,5 澆注系統(tǒng),（4） 澆注系統(tǒng)的計算 對于鋁、鎂合金，為防止金屬液產(chǎn)生飛濺，通常采用開放式澆注系統(tǒng)。 大型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（23）:（36） 中型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（23）:（24） 小型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)1:（1.53）:（1.53）,6 冒口設(shè)計,鋁、鎂合金鑄件冒口的體積一般為它所補縮的鑄件熱節(jié)體積的11.5倍。 明冒口高度一般應(yīng)大于60mm，過低補縮效果不好；但也不應(yīng)大于200mm，否則會產(chǎn)生其他缺陷。冒口直徑一般以不超過100mm為宜。 對不宜用冒口補縮的部位，可采用冷鐵激冷或?qū)⒗滂F和冒口聯(lián)合使用。 對鋁、鎂合金鑄件，常在冒口工作表面涂絕熱性能好的涂料，也可以加厚涂料層。,6 冒口設(shè)計,還可將冒口設(shè)在內(nèi)澆道和直澆道之間，冒口既能補縮又可起集渣的作用。,目錄,一、概述 二、鑄件工藝設(shè)計 三、金屬型設(shè)計 四、鑄造工藝 五、金屬型鑄造機 六、鑄件常見缺陷及防止方法,三、金屬型設(shè)計,1 金屬型結(jié)構(gòu)形式 2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計 4 金屬型加熱和冷卻 5 金屬型用材料及其選用 6 金屬型壽命,1 金屬型結(jié)構(gòu)形式,整體金屬型 水平分型金屬型 垂直分型金屬型 綜合分型金屬型,整體金屬型,水平分型金屬型,垂直分型金屬型,綜合分型金屬型,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 （2） 型芯設(shè)計 （3） 活塊設(shè)計 （4） 金屬型的排氣系統(tǒng),2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 1）金屬型壁厚 2）金屬型分型面上的尺寸 3）型腔尺寸計算 4）型體定位,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 1）金屬型壁厚 一般是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)列出的圖表或計算公式確定。,鑄件壁厚與鑄鐵金屬型壁厚的關(guān)系,對于鋁合金鑄件，金屬型壁厚可以薄一些。 若采用鋼或球鐵制成的金屬型時，其壁厚可適當(dāng)減薄。,金屬型壁厚,鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時，金屬型的壁厚見下表 ：,金屬型壁厚,鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時，還可以根據(jù)分型面的尺寸確定金屬型的壁厚：,金屬型加強筋的箱形結(jié)構(gòu),2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 2）金屬型分型面上的尺寸,金屬型分型面上的尺寸,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 3）型腔尺寸計算 確定金屬型的型腔和型芯尺寸時，主要是根據(jù)鑄件外形和內(nèi)腔的名義尺寸，并考慮鑄件的線收縮和涂料層厚度以及加工公差等。,型腔尺寸計算,金屬型型腔和型芯的尺寸可按下式計算： Ax=（A+A+2）Ax Dx=（A+A-2）Dx 式中 Ax，Dx分別為型腔和型芯的尺寸 A，D分別為鑄件的外形和內(nèi)孔的名義尺寸 鑄件材料的線收縮率 涂料層的厚度（一般取0.1mm0.3mm） Ax，Dx 金屬型加工公差,金屬型型腔和型芯尺寸的確定,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（1） 金屬型型體設(shè)計 4）型體定位 為了使金屬型半型間不發(fā)生錯位，常用定位銷定位，也可采用止口定位。,金屬型半型間的定位,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（2） 型芯設(shè)計 型芯種類及特點,鋁合金活塞金屬型,用砂芯形成澆冒口系統(tǒng),局部采用砂芯防止鑄件開裂,砂芯芯頭、芯座間的斜度與間隙,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（3） 活塊設(shè)計 當(dāng)金屬型分型取出鑄件受到阻礙時，對阻礙分型取出鑄件的部分可以設(shè)計成活塊。采用活塊雖然會使鑄件方便地從鑄型中取出，但會使分型面增加、金屬型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作麻煩，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度不高，生產(chǎn)效率低。因此，設(shè)計金屬型時應(yīng)盡量少用或不用活塊。,2 金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計,（4） 金屬型的排氣系統(tǒng) 1）排氣孔 一般在型腔最后充滿處開直徑為15mm的圓形排氣孔。 2）排氣槽 一般設(shè)置在金屬型的分型面上以及活塊、鑲件的結(jié)合面上。 3）排氣塞（通氣塞）,金屬型分型面上的排氣槽,排氣槽尺寸,排氣塞型式,裝配在金屬型上的排氣塞,3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計,（1） 鎖緊機構(gòu) （2） 抽芯機構(gòu) （3） 鑄件頂出機構(gòu) （4） 金屬型型體與傳動機構(gòu)的連接,3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計,（1） 鎖緊機構(gòu) 摩擦鎖 楔銷鎖 偏心鎖,摩擦鎖緊機構(gòu),楔銷鎖緊機構(gòu),偏心鎖緊機構(gòu),3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計,（2） 抽芯機構(gòu) 撬桿抽芯機構(gòu) 齒條-齒輪抽芯機構(gòu) 螺桿抽芯機構(gòu) 偏心軸抽芯機構(gòu),撬桿抽芯機構(gòu),撬桿抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，適用于起模斜度大、長度較短的簡單型芯。,齒條-齒輪抽芯機構(gòu),齒條-齒輪抽芯機構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，抽芯平穩(wěn)，抽芯距離大，省力，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般用于抽拔金屬型底部或側(cè)面的型芯。,螺桿抽芯機構(gòu),螺桿抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、省力、操作方便。,偏心軸抽芯機構(gòu),偏心軸抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適合于抽拔位于金屬型底部的型芯。,3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計,（3） 鑄件頂出機構(gòu) 頂桿位置的選擇應(yīng)使鑄件均勻頂出，防止鑄件產(chǎn)生變形及其他一些缺陷，應(yīng)注意： 1）頂桿應(yīng)布置在鑄件受夾緊力最大的地方； 2）頂桿的數(shù)量應(yīng)足夠多，并且分布合理； 3）頂桿與鑄件接觸面積應(yīng)足夠大，防止鑄件發(fā)生局部變形和在鑄件表面產(chǎn)生壓痕； 4）頂桿應(yīng)盡可能地布置在澆冒口上或鑄件需機加工的部位； 5）當(dāng)鑄件結(jié)構(gòu)不宜布置頂桿時，可設(shè)置專門的工藝凸臺。,單個頂桿機構(gòu),組合頂桿機構(gòu),1金屬型 2頂桿 3頂桿板,兩半型中不同的鑄造斜度,3 金屬型操縱機構(gòu)設(shè)計,（4） 金屬型型體與傳動機構(gòu)的連接 金屬型型體與傳動機構(gòu)的連接方式有多種，如用螺紋、插銷和T型槽連接等。 插銷連接更換金屬型方便，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并要求插銷應(yīng)有足夠的抗剪強度；T形槽連接結(jié)構(gòu)簡單，抗剪能力強，便于制造。 這些方式也可用在金屬型動型板與傳動機構(gòu)的連接。,4 金屬型加熱和冷卻,（1）金屬型加熱裝置 （2）金屬型冷卻裝置,金屬型加熱裝置及特點,箱式電阻爐加熱 采用臺車爐，將金屬型放入電爐中加熱 金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，型溫均勻，加熱效果好，但生產(chǎn)過程中加熱困難，型溫不易控制 適用于多品種、中小型金屬型加熱,金屬型加熱裝置及特點,固定式電加熱器加熱 在金屬型鑄造機的安裝板上設(shè)計電加熱器，金屬型安裝在鑄造機上加熱 金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加熱方便，在生產(chǎn)過程中容易補充加熱，型溫容易控制，但效率低，不安全 適用于中小型金屬型加熱,金屬型加熱裝置及特點,移動式電加熱器加熱 加熱器放在兩半型之間通電加熱，金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加熱方便、安全，但熱效率低，型溫不均勻，補充加熱時必須停止?jié)沧?適用于單一分型面的各種尺寸的金屬型,金屬型加熱裝置及特點,直接式電加熱器加熱 金屬型中設(shè)置電加熱元件，通電對金屬型直接加熱 熱效率高，使用方便，型溫容易控制，但金屬型體積增大，成本高，不安全 適用于大量生產(chǎn)的大型金屬型,金屬型加熱裝置及特點,煤氣加熱 用煤氣或液化氣對金屬型加熱 使用方便、快捷、經(jīng)濟，但型溫不易控制 移動式加熱器用于各種尺寸的金屬型； 固定式加熱器用于大型金屬型,金屬型加熱裝置及特點,用熔融金屬加熱 用熔融金屬液連續(xù)澆注一定數(shù)量的鑄件來提高金屬型的工作溫度，加熱方便，速度快，但不安全，金屬型壽命短 適用于生產(chǎn)過程中的補充加熱,金屬型局部電加熱裝置,金屬型冷卻裝置及特點,在金屬型背面設(shè)置散熱片或散熱刺冷卻 散熱片及散熱刺的數(shù)量愈多，散熱面積愈大，散熱效果愈好。一般散熱刺平徑直徑10mm左右，間距3040mm。散熱片的厚度，根據(jù)金屬型的大小，選412mm，片與片的間距為散熱片厚度的11.5倍，高度都以不超過金屬型外廓尺寸為宜 適用于用鑄鐵制成的金屬型,金屬型冷卻裝置及特點,對金屬型抽氣或通壓縮空氣冷卻 在金屬型背面留出抽氣空間，用抽氣機抽氣，也可以用壓縮空氣吹氣，以達到降低金屬型溫度的目的 散熱效果好，使用安全，不影響金屬型使用壽命,金屬型冷卻裝置及特點,對金屬型通水冷卻 在金屬型型腔背面鉆通水孔，溫度升高時，通水冷卻，效果最好，但應(yīng)避免冷卻速度太快而降低金屬型使用壽命 用于銅合金鑄件,金屬型冷卻裝置及特點,設(shè)置激冷塊冷卻 對要求局部激冷的金屬型，在激冷處安置激冷塊，加快該處的冷卻速度，以防止產(chǎn)生縮松。激冷塊的材料為陰極銅,金屬型冷卻裝置及特點,設(shè)置冷卻筋與冷卻孔冷卻 對易產(chǎn)生輕微縮松的鑄件，可在其局部較厚的部位型面上開設(shè)冷卻筋或冷卻孔。冷卻筋為24mm的三角形，冷卻孔常設(shè)在分型面上，直徑為24mm,空氣冷卻金屬型,水冷金屬型,熱管結(jié)構(gòu)示意圖,金屬型局部設(shè)置熱管,金屬型自動控溫裝置示意圖,5 金屬型用材料及其選用,（1） 對金屬型材料的要求 具有足夠的高溫強度和熱穩(wěn)定性； 具有足夠的強度和韌性； 在高溫金屬液作用下不致被熔焊； 溫度急劇變化時產(chǎn)生的熱應(yīng)力要小，不 易產(chǎn)生翹曲、變形和裂紋； 鑄造性能及機械加工性能要好。,5 金屬型用材料及其選用,（2） 材料的選擇 金屬型的型體、底板及型芯等廣泛采用鑄鐵和中碳鋼。 鑄鐵制的金屬型壽命低、修補時沒有碳鋼方便，所以復(fù)雜型面的金屬型常用碳鋼制造，而小型芯和薄活塊，澆注時受金屬液包圍，工作條件惡劣，宜采用合金鋼制造。,6 金屬型壽命,（1）平均壽命 金屬型壽命是指金屬型在其報廢前所能澆注鑄件的絕對次數(shù)，一般與金屬型材料、鑄件材料及鑄件特性等因素有關(guān)。 對于非鐵合金鑄鐵金屬型，小型鑄件可澆注數(shù)萬至數(shù)十萬次 ，中型鑄件可澆注數(shù)萬次,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 熱應(yīng)力的疊加 鑄鐵金屬型坯料的內(nèi)應(yīng)力沒有及時消除而存留在加工后的金屬型內(nèi)，澆注時受金屬液的熱作用，產(chǎn)生新的熱應(yīng)力，若兩種應(yīng)力符號相同時，將產(chǎn)生疊加，當(dāng)應(yīng)力大于材料的強度極限時，金屬型就會出現(xiàn)開裂。,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 熱疲勞應(yīng)力 每澆注一次，金屬型內(nèi)表面就得經(jīng)受一次交變應(yīng)力的作用。長期工作，金屬型內(nèi)表面就得承受無數(shù)次交變應(yīng)力的作用，當(dāng)這種交變應(yīng)力超過金屬型的疲勞強度極限時，金屬型內(nèi)表面上就會出現(xiàn)微小裂紋。隨著澆注次數(shù)的增多，裂紋擴展，會在金屬型工作表面形成明顯的網(wǎng)狀裂紋，嚴重時，金屬型會因此報廢。,金屬型受交變熱應(yīng)力示意圖,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 鑄鐵生長 鑄鐵金屬型中的珠光體在澆注金屬的熱作用下，分解成石墨和鐵素體，因相變伴隨有鑄鐵體積的增大。但這種生長不能在金屬型整體內(nèi)同步進行，便會產(chǎn)生應(yīng)力，加快疲勞裂紋的擴展。,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 氧氣侵蝕 金屬型高溫工作條件下，氧氣會進入金屬型的熱疲勞裂紋中，與金屬型發(fā)生較劇烈的氧化反應(yīng)，使裂紋處組織疏松并進一步擴展。,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 金屬液沖刷 澆注時，金屬液對金屬型工作表面有劇烈的熱沖擊作用，使金屬型溫度迅速升高，強度降低。有時受金屬液侵蝕的表面會與鑄件粘合在一起，強力取出鑄件時會損壞金屬型工作表面。,6 金屬型壽命,（2）金屬型破壞類型及原因 鑄件的摩擦 因金屬型無退讓性，取出鑄件時會與包住鑄件的金屬型產(chǎn)生較大的表面接觸摩擦，引起破壞。對于金屬型溫度升得較高得表面，破壞的可能性較大，如澆注系統(tǒng)、型芯等處，較易磨損。,目錄,一、概述 二、鑄件工藝設(shè)計 三、金屬型設(shè)計 四、鑄造工藝 五、金屬型鑄造機 六、鑄件常見缺陷及防止方法,四、鑄造工藝,1 金屬型的準備 2 金屬型的澆注工藝 3 金屬型的試鑄,1 金屬型的準備,（1）金屬型的清理 （2）金屬型的預(yù)熱 （3）涂料及涂敷工藝,1 金屬型的準備,（1）金屬型的清理 清理方法可以是手工清理、噴砂或化學(xué)清理。 （2）金屬型的預(yù)熱 金屬型在噴刷涂料前需先預(yù)熱，對于鋁、鎂合金通常預(yù)熱到150 200；噴完涂料還需進一步預(yù)熱至金屬型的工作溫度，對于鋁合金，一般預(yù)熱到200 300，薄壁件預(yù)熱到300 350 ，對于鎂合金，一般預(yù)熱到200 350，薄壁件預(yù)熱到300 400 。,1 金屬型的準備,（3）涂料及涂敷工藝 1）噴刷涂料的目的 保護金屬型，改善型腔中氣體的排除條件，避免金屬液直接接觸金屬型型壁，使鑄件表面光潔，便于脫型。不同涂料厚度還可以調(diào)整凝固順序，減少鑄件缺陷。,氣體通過涂料層排出,1 金屬型的準備,（3）涂料及涂敷工藝 2）對涂料的要求 涂料應(yīng)具備足夠的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和一定的導(dǎo)熱性能。使用時流動性要好，發(fā)氣量要低，在劇烈溫度變化時不發(fā)生龜裂和剝落。,1 金屬型的準備,（3）涂料及涂敷工藝 3）涂料的涂敷原則 金屬型的型腔、型芯及澆冒口部位的型面均應(yīng)噴刷涂料。型腔、型芯所用涂料應(yīng)保證鑄件表面光潔，澆冒口應(yīng)采用保溫涂料。鑄件壁越厚，涂料層應(yīng)減薄；反之，鑄件壁越薄，涂料層應(yīng)增厚。但冒口至需要補縮部位的涂料層厚度可逐漸減薄，以利于冒口的充分補縮。開型困難及易拉傷鑄件的部位，應(yīng)噴刷潤滑性好的石墨涂料。 涂敷涂料的順序是先噴刷澆冒口系統(tǒng)，后噴刷需要涂料層厚的型腔表面，最后噴刷需要涂料層薄的型腔表面。,1 金屬型的準備,（3）涂料及涂敷工藝 4）涂料配方 涂料一般由粉狀耐火材料（如氧化鋅、白堊粉等）、粘結(jié)劑（如水玻璃）、載體（如水）和其他附加物（如石墨粉、滑石粉等）組成。,鋁合金鑄件用涂料配方（質(zhì)量分數(shù)）,鋁合金鑄件用涂料配方（質(zhì)量分數(shù)）,2 金屬型的澆注工藝,（1）合金的澆注溫度 （2）澆注工藝 （3）鑄件在金屬型中的保持時間,2 金屬型的澆注工藝,（1）合金的澆注溫度 1）形狀復(fù)雜及壁薄的鑄件，澆注溫度應(yīng)偏高些；形狀簡單、壁厚及重量大的鑄件，澆注溫度可適當(dāng)降低。 2）金屬型預(yù)熱溫度低時，應(yīng)提高合金的澆注溫度。為了充滿鑄件的薄斷面，提高合金的澆注溫度比提高金屬型的溫度效果要好。,2 金屬型的澆注工藝,（1）合金的澆注溫度 3）澆注速度快時，可適當(dāng)降低澆注溫度；需緩慢澆注的鑄件，澆注溫度應(yīng)適當(dāng)提高。 4）頂注式澆注系統(tǒng)可采用較低的澆注溫度；底注式澆注系統(tǒng)要求較高的澆注溫度。 5）當(dāng)金屬型中有很大的砂芯時，可適當(dāng)降低合金的澆注溫度。,2 金屬型的澆注工藝,（1）合金的澆注溫度 鋁合金： 鋁硅合金 680 740 鋁銅合金 700 750 鎂合金： 720 780,2 金屬型的澆注工藝,（2）澆注工藝 1）常規(guī)澆注 澆注一定要平穩(wěn)，不可中斷液流，應(yīng)盡量使金屬液沿澆道壁流入型腔； 按照先慢、后快、再慢的澆注原則； 澆包嘴應(yīng)盡可能靠近澆口杯。,2 金屬型的澆注工藝,（2）澆注工藝 2）傾斜澆注 開始澆注時將金屬型傾斜一個角度(一般為45)，然后隨澆注過程而逐漸放平。,2 金屬型的澆注工藝,（2）澆注工藝 3）振動澆注 振動澆注可以細化晶粒，提高鑄件力學(xué)性能，減少鑄造缺陷。,2 金屬型的澆注工藝,（3）鑄件在金屬型中的保持時間 鑄件在金屬型中的保持時間取決于鑄件壁厚、鑄件材質(zhì)及金屬型的工作溫度。 一般希望金屬液在鑄型中凝固后立即抽芯脫型，因此時鑄件收縮小，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，形成裂縫的可能性小。脫型時間太晚，鑄件對金屬型的包緊力增加，會造成金