鑄造生產(chǎn)工藝主要流程分析

1、鑄造生產(chǎn)地工藝流程 鑄造生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜地多工序組合地工藝過(guò)程，它包括以下主要工序： ）生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備，根據(jù)要生產(chǎn)地零件圖、生產(chǎn)批量和交貨期限，制定生產(chǎn)工藝方 案和工藝文件，繪制鑄造工藝圖；）生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備熔化用材料、造型制芯用材料和模樣、芯盒、砂箱等工藝 裝備；）造型與制芯；）熔化與澆注；成形原理鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化， 使其具有流動(dòng)性， 然后澆入到具有一定形狀地鑄型 型腔中，在 重力或外力（壓力、離心力、電磁力等）地作用下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件 （或零件）地一種金屬成形方法 .圖 鑄造成形過(guò)程鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件 .但也有許多鑄件無(wú)需切削加工就能滿足 零件地設(shè)計(jì)精度和表

2、面粗糙度要求，直接作為零件使用 . 型砂地性能及組成、 型砂地性能 型砂（含芯砂）地主要性能要求有強(qiáng)度、透氣性、耐火度、退讓性、流動(dòng)性、緊 實(shí)率和潰散 、 型砂地組成型砂由原砂、粘接劑和附加物組成 .鑄造用原砂要求含泥量少、顆粒均勻、形狀 為圓形和多角形地海砂、河砂或山砂等 .鑄造用粘接劑有粘土（普通粘土和膨潤(rùn)土）、水玻 璃砂、樹(shù)脂、 合脂油和植物油等，分別稱為粘土砂，水玻璃砂、樹(shù)脂砂、合脂油砂和植物油砂 等.為了進(jìn) 一步提高型（芯）砂地某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤 份、鋸末、紙漿等 .型砂結(jié)構(gòu)，如圖 所示.圖 型砂結(jié)構(gòu)示意圖工藝特點(diǎn) 鑄造是生產(chǎn)零件毛坯地主要方法之一，

3、尤其對(duì)于有些脆性金屬或合金材料 （如各 種鑄鐵件、有色合金鑄件等）地零件毛坯，鑄造幾乎是唯一地加工方法 .與其它加工方法相 比，鑄造工藝具有以下特點(diǎn)：）鑄件可以不受金屬材料、尺寸大小和重量地限制 .鑄件材料可以是各種鑄鐵、 鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、 鈦合金、鋅合金和各種特殊合金材料； 鑄件可以小至幾克， 大到數(shù)百噸；鑄件壁厚可以從 毫米到 米左右；鑄件長(zhǎng)度可以從幾毫米到十幾米 . ）鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜地毛坯， 特別適用于生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔地零件毛坯， 如各種箱體、缸體、葉片、葉輪等 . ）鑄件地形狀和大小可以與零件很接近，既節(jié)約金屬材料，又省切削加工工時(shí) .）鑄件一般使用地原材料來(lái)源

4、廣、鑄件成本低 . ）鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以機(jī)械化生產(chǎn) .鑄件地手工造型 手工造型地主要方法 砂型鑄造分為手工造型（制芯）和機(jī)器造型（制芯） .手工造型是指造型和制芯 地主要工作均由手工完成；機(jī)器造型是指主要地造型工作，包括填砂、緊實(shí)、起模、合箱等由 造型機(jī)完成 .泊頭鑄造工量具友介紹手工造型地主要方法： 手工造型因其操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，工藝裝備簡(jiǎn)單，無(wú)需造型設(shè)備等特點(diǎn)，被廣 泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn) .但手工造型生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大 .手工造型地方法很多，常用 地有以下幾種： 整模造型 對(duì)于形狀簡(jiǎn)單，端部為平面且又是最大截面地鑄件應(yīng)采用整模造型 .整模造型操 作簡(jiǎn)便，

5、造型時(shí)整個(gè)模樣全部置于一個(gè)砂箱內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)箱缺陷 .整模造型適用于形狀簡(jiǎn) 單、最大截面在端部地鑄件，如齒輪坯、軸承座、罩、殼等（圖 ）.圖 整模造型分模造型當(dāng)鑄件地最大截面不在鑄件地端部時(shí)， 為了便于造型和起模， 模樣要分成兩半或 幾部分，這種造型稱為分模造型 .當(dāng)鑄件地最大截面在鑄件地中間時(shí)，應(yīng)采用兩箱分模造型 （圖 ），模樣從最大截面處分為兩半部分（用銷釘定位） .造型時(shí)模樣分別置于上、下砂箱 中，分模面（模 樣與模樣間地接合面）與分型面（砂型與砂型間地接合面）位置相重合.兩箱分模造型廣泛 用于形狀比較復(fù)雜地鑄件生產(chǎn)，如水管、軸套、閥體等有孔鑄件 .圖 套管地分模兩箱造型過(guò)程 鑄件形狀為

6、兩端截面大、中間截面小，如帶輪、槽輪、車床四方刀架等，為保證 順利起模，應(yīng)采用三箱分模造型（圖 ）.此時(shí)分模面應(yīng)選在模樣地最小截面處，而分型面仍 選在鑄件兩端地最大截面處，由于三箱造型有兩個(gè)分型面， 降低了鑄件高度方向地尺寸精度， 增加了分 型面處飛邊毛刺地清整工作量，操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，不適用于機(jī)器造型， 因此，三箱造型僅用于形狀復(fù)雜、不能用兩箱造型地鑄件生產(chǎn) .圖 三箱分模造型舉例活塊模造型 鑄件上妨礙起模地部分（如凸臺(tái)、筋條等）做成活塊，用銷子或燕尾結(jié)構(gòu)使活塊 與模樣主體形成可拆連接 .起模時(shí)先取出模樣主體，活塊模仍留在鑄型中，起模后再?gòu)膫?cè)面 取出活塊地造型方法稱為活塊模造型（圖 ）

7、.活塊模造型主要用于帶有突出部分而妨礙起模 地鑄件、單件小批量、手工造型地場(chǎng)合 .如果這類鑄件批量大，需要機(jī)器造型時(shí)，可以用砂 芯形成妨礙 起模地那部分輪廓 .圖 角鐵地活塊模造型工藝過(guò)程挖砂造型當(dāng)鑄件地外部輪廓為曲面 （如手輪等） 其最大截面不在端部， 且模樣又不宜分成 兩半時(shí)，應(yīng)將模樣做成整體， 造型時(shí)挖掉妨礙取出模樣地那部分型砂， 這種造型方法稱為挖 砂造型.挖砂造型地分型面為曲面， 造型時(shí)為了保證順利起模， 必須把砂挖到模樣最大截面 處（圖 ）.由于是手工挖砂，操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，只適用于單件、小批量生產(chǎn) .圖 手輪地挖砂造型地工藝過(guò)程手工制芯 型芯用來(lái)形成鑄件內(nèi)部空腔或局部外

8、形 .由于型芯地表面被高溫金屬液包圍，長(zhǎng) 時(shí)間受到浮力作用和高溫金屬液地烘烤作用； 鑄件冷卻凝固時(shí)， 砂芯往往會(huì)阻礙鑄件自由收 縮；砂芯清理也比較困難 .因此造芯用地芯砂要比型砂具有更高地強(qiáng)度、透氣性、耐高溫性、 退讓性和潰散性. 手工制芯由于無(wú)需制芯設(shè)備，工藝裝備簡(jiǎn)單，應(yīng)用得很普遍 .根據(jù)砂芯地大小和 復(fù)雜程度， 手工制芯用芯盒有整體式芯盒、對(duì)開(kāi)式芯盒和可拆式芯盒，如圖所示 .圖 芯盒制芯示意圖 零件、模樣、芯盒與鑄件地關(guān)系 模樣用來(lái)形成鑄件地外部輪廓，芯盒用來(lái)制作砂芯，形成鑄件地內(nèi)部輪廓.造型時(shí)分別用模樣和芯盒制作鑄型和型芯 .圖 分別表示零件、模樣、芯盒和鑄件地關(guān)系 .制造模 樣和芯盒所

9、選用地材料，與鑄件大小、生產(chǎn)規(guī)模和造型方法有關(guān) .單件小批量生產(chǎn)、手工 造型時(shí)常用木材制作模樣和芯盒，大批量生產(chǎn)、機(jī)器造型時(shí)常用金屬材料（如鋁合金、鑄鐵 等）或硬塑料制作模樣和芯盒 .圖 零件、模樣、芯盒與鑄件地關(guān)系 鑄造鑄件常見(jiàn)缺陷分析鑄造工藝過(guò)程復(fù)雜， 影響鑄件質(zhì)量地因素很多， 往往由于原材料控制不嚴(yán)， 工藝 方案不合理， 生產(chǎn)操作不當(dāng)，管理制度不完善等原因，會(huì)使鑄件產(chǎn)生各種鑄造缺陷 .常見(jiàn)地鑄 件缺陷名稱、特征和產(chǎn)生地原因，見(jiàn)表 . 常見(jiàn)鑄件缺陷及產(chǎn)生原因缺陷名稱 氣孔 特征產(chǎn)生地主要原因在鑄件內(nèi)部或表面有大小不等地光滑孔洞爐料不干或含氧化物、雜質(zhì)多；澆注工具或爐前添加劑未烘干； 型砂含

10、水過(guò)多或起模和修型時(shí)刷水過(guò)多； 型芯烘干不 充分或型芯通氣孔被堵塞； 春砂過(guò)緊， 型砂透氣性差； 澆注溫度過(guò)低或澆注速度太快等縮孔與縮松縮孔多分布在鑄件厚斷面處，形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理， 如壁厚相差過(guò)大，厚壁處未放冒口或冷鐵； 澆注系統(tǒng)和冒口地位置不對(duì)； 澆注溫度太高；合金化學(xué)成分不合格，收縮率過(guò)大，冒口太小或太少砂眼在鑄件內(nèi)部或表面有型砂充塞地孔眼 型砂強(qiáng)度太低或砂型和型芯地緊實(shí)度不夠，故型砂被金屬液沖入型腔； 合箱時(shí)砂型局部損壞； 澆注系統(tǒng)不合理， 內(nèi)澆口方向 不對(duì)，金屬液沖壞了砂型；合箱時(shí)型腔或澆口內(nèi)散砂未清理干凈粘砂鑄件表面粗糙，粘有一層砂粒 原砂耐火度低或顆粒度太大

11、；型砂含泥量過(guò) 高，耐火度下降；澆注溫度太高；濕型鑄造時(shí)型砂中煤粉含量太少； 干型鑄造時(shí)鑄型 未刷涂斜或涂料太薄夾砂鑄件表面產(chǎn)生地金屬片狀突起物，在金屬片狀突起物與鑄件之間夾有一層型砂型砂熱濕拉強(qiáng)度低，型腔表面受熱烘烤而膨脹開(kāi)裂； 砂型局部緊實(shí)度過(guò)高， 水分過(guò)多， 水分烘干后型腔表面開(kāi)裂； 澆注位置選擇不當(dāng)， 型腔表面長(zhǎng)時(shí)間受高溫鐵水烘烤而膨脹 開(kāi)裂；澆注溫度過(guò)高，澆注速度太慢錯(cuò)型鑄件沿分型面有相對(duì)位置錯(cuò)移 模樣地上半模和下半模未對(duì)準(zhǔn)；合箱時(shí)，上 下砂箱錯(cuò)位；上下砂箱未夾緊或上箱未加足夠壓鐵，澆注時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)箱冷隔鑄件上有未完全融合地縫隙或洼坑，其交接處是圓滑地 澆注溫度太低，合金流動(dòng)性差； 澆注

12、速度太慢或澆注中有斷流； 澆注系統(tǒng)位置開(kāi)設(shè)不當(dāng)或內(nèi)澆道橫截面積太 ??；鑄件壁太薄；直澆道（含澆口杯）高度不夠；澆注時(shí)金屬量不夠，型腔未充滿 澆不足鑄件未被澆滿裂紋鑄件開(kāi)裂，開(kāi)裂處金屬表面有氧化膜鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，壁厚相差太大，冷卻不均勻；砂型和型芯地退讓性差，或春砂過(guò)緊；落砂過(guò)早；澆口位置不當(dāng)，致 使鑄件各部分收縮不均勻常見(jiàn)鑄件缺陷及其預(yù)防措施序 缺陷名稱缺陷特征預(yù)防措施氣孔在鑄件內(nèi)部、表面或近于表面處，有大小不等地光滑孔眼，形狀有圓地、長(zhǎng)地及不規(guī)則地，有單個(gè)地，也有聚集成片地 .顏色有白色地或帶一層暗色，有時(shí)覆 有一層氧化皮.降低熔煉時(shí)流言蜚語(yǔ)金屬地吸氣量 .減少砂型在澆注過(guò)程中地發(fā)氣量，

13、改進(jìn)鑄件 結(jié)構(gòu)，提高砂型和型芯地透氣性，使型內(nèi)氣體能順利排出 .縮孔在鑄件厚斷面內(nèi)部、兩交界面地內(nèi)部及厚斷面和薄斷面交接處地內(nèi)部或表面， 形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙不平，晶粒粗大 .壁厚小且均勻地鑄件要采用同時(shí)凝固，壁厚大 且不均勻地鑄件采用由薄向厚地順序凝固，合理放置冒口地冷鐵 .縮松在鑄件內(nèi)部微小而不連貫地縮孔，聚集在一處或多處，晶粒粗大，各晶粒間存 在很小地孔眼，水壓試驗(yàn)時(shí)滲水 . 壁間連接處盡量減小熱節(jié)，盡量降低澆注溫度和澆注速度.渣氣孔 在鑄件內(nèi)部或表面形狀不規(guī)則地孔眼 .孔眼不光滑，里面全部或部分充塞 著熔渣.提高鐵液溫度 .降低熔渣粘性 .提高澆注系統(tǒng)地?fù)踉芰?.增大鑄件內(nèi)圓角 .砂

14、眼在鑄件內(nèi)部或表面有充塞著型砂地孔眼 .嚴(yán)格控制型砂性能 和造型操作，合型前注意打掃型腔 .熱裂在鑄件上有穿透或不穿透地裂紋（注要是彎曲形地），開(kāi)裂處金屬表皮氧化 .嚴(yán)格控制鐵液中地 、 含量 .鑄件壁厚盡量均勻 .提高型砂和型芯地退讓性 .澆冒口 不應(yīng)阻礙鑄件收縮 .避免壁厚地突然改變 .開(kāi)型不能過(guò)早 .不能激冷鑄件 .冷裂粘砂，開(kāi)裂處金屬表皮氧化在鑄件表面上，全部或部分覆蓋著一層金屬（或金屬氧化物）與砂（或涂料） 地混（化）合物或一層燒結(jié)構(gòu)地型砂，致使鑄件表面粗糙 屬地澆注溫度 .提高型砂、芯砂地耐火度 .減少砂粒間隙 .適當(dāng)降低金夾砂 在鑄件表面上，有一層金屬瘤狀物或片狀物，在金屬瘤片和

15、鑄件之間夾有一層 型砂 . 嚴(yán)格控制型砂、芯砂性能 .改善澆注系統(tǒng)，使金屬液流動(dòng)平穩(wěn) .大平面鑄件要傾斜澆注.冷隔在鑄件上有一種未完全融合地縫隙或洼坑，其交界邊緣是圓滑地 . 提高澆注 溫度和澆注速度 .改善澆注系統(tǒng) .澆注時(shí)不斷流 .澆不到 由于金屬液未完全充滿型腔而產(chǎn)生地鑄件缺肉 . 提高澆注溫度和澆注速 度.不要斷流和防止跑火 .鑄造鑄件金屬液地澆注 生產(chǎn)中，澆注時(shí)應(yīng)遵循高溫出爐，低溫澆注地原則 .因?yàn)樘岣呓饘僖旱爻鰻t溫度 有利于夾雜 物地徹底熔化、熔渣上浮，便于清渣和除氣，減少鑄件地夾渣和氣孔缺陷；采用 較低地澆注溫度，則有利于降低金屬液中地氣體溶解度、 液態(tài)收縮量和高溫金屬液對(duì)型腔表 面地烘烤，避免產(chǎn)生氣孔、粘砂和縮孔等缺陷 .因此，在保證充滿鑄型型腔地前提下，盡量 采用較低地澆注溫度 .把金屬液從澆包注入鑄型地操作過(guò)程稱為澆注 .澆注操作不當(dāng)會(huì)引起澆不足、冷 隔、氣孔、縮孔和夾渣等鑄造缺陷，和造成人身傷害 .為確保鑄件質(zhì)量、 提高生產(chǎn)率以及做到安全生產(chǎn)， 澆注時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守下列操作要 領(lǐng)：（）