铸造方法概述及低压铸造.ppt
《铸造方法概述及低压铸造.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铸造方法概述及低压铸造.ppt(109页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、铸造方法及低压铸造,2,一、铸造成形工艺方法,Pouring Melt in Mold Solidification Casting铸造Foundry:是一种液态金属成形的方法,即将金属加热到液态,使其具有流动性,然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中,液态金属在重力场或外力场(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。,3,GB/T56111998规定:铸造是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。用铸造方法获得的金属毛坯或零件称为铸件.,铸造是常用的制造方法,优点是:制造成本低,工艺灵活性大,可以获得
2、复杂形状和大型的铸件,在机械制造中占有很大的比重。机床占6080%,汽车占25%拖拉机占5060%,5,铸造历史-三星堆,立人像铸于商代晚期,人像高172厘米,底座高90厘米,通高262厘米,是世界上最大的青铜立人像,被尊称为“世界铜像之王”。突目面具铸于商代晚期,原件高64.5厘米,宽138厘米,眼球柱状外突长达13.5厘米,其造型在世界上亦属首见。,6,司母戊鼎,司母戊鼎,商代大鼎,1939年出土,鼎高133厘米,重875公斤。為已知的中国古代最大的青銅器。铜禁,中国已知最早应用失蜡法铸造的作品,春秋時代的楚国王子午墓出土的,年代为公元前6世紀。,7,现状-国民经济的一个重要组成部分,航海
3、航空铁路体育用品等;我国是世界第一铸造大国(2012年全球铸件产量9000万吨,我国铸件产量达到4250万吨。从业人员约200万人,给国家创造了约5000亿元的经济收入(2012年数据),11,1)优质精密;2)数字化网络化;虚拟生产;3)高效智能化机器人应用;4)交叉综合化并行CAD/CAE/CAM一体化加工,浇注系统设计绘图计算模数凝固过程模拟缺陷预测工艺过程实时控制;5)低耗清洁化,绿色环保可持续发展;,铸造发展方向:,12,铸造的优点:,1)适用性广;2)凡能熔化材料均可铸造;3)具有一定尺寸精度;熔模铸造;4)成本低;,13,铸造过程,金属熔化;浇注充型;冷却凝固;清理加工;,14,
4、手工造型机器造型,金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造陶瓷型铸造离心铸造,液态成型工艺,砂型铸造,特种铸造,15,典型铸造工艺示意图A,16,砂型铸造,整模造型 分模造型 三箱造型 活块造型(一)活块造型(二)挖砂造型 刮板造型等,手工造型,17,机器造型和制芯,同手工相比,机器造型和制芯的生产率高,质量稳定,工人劳动强度低。但设备和工艺装备费用高,生产准备周期长。适用于大批量生产的铸件。普通机器造型:震实造型;压实造型;震压造型;,18,特种铸造,金属型铸造,离心铸造,压力铸造,熔模铸造,低压铸造,挤压铸造,陶瓷型铸造,23,熔模铸造,制造熔模的材料即模料一般采用用蜡料、天然树脂和塑料(合成树
5、脂)配制。主要用蜡料配制的模料称为蜡基模料,它们的熔点较低,为6070;主要用天然树脂配制的模料称为树脂基模料,熔点稍高,约70120。,24,3型壳的制造,将模组浸涂耐火涂料后,撒上料状耐火材料,再经干燥、硬化,如此反复多次,使耐火涂挂层达到需要的厚度为止,这样便在模组上形成了多层型壳,通常将型壳停放一段时间,使其充分硬化,然后熔失模组,便得到多层型壳。多层壳有的需要装箱填砂;有的则不需要,经过焙烧后就可直接进行浇注,26,1.2.3 熔模铸造特点和应用范围,熔模铸造的特点:熔模铸造与其他铸造方法相比较有以下几方面的优点:铸件尺寸精度和表面光洁度高。可以生产形状非常复杂的铸件。铸造合金的类型
6、没有限制。生产批量没有限制。但熔模铸造也有一些缺点,如生产工序繁多,生产周期长,太大的铸件不适合用熔模铸造生产。,熔模铸造的适用范围:可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm,铸件的最小壁厚为0.3mm。熔模铸件的重量大多为几十克到几公斤,太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦,但目前生产大的熔模铸件的重量已达800公斤左右。,27,金属型铸造,金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成,可
7、以反复使用多次(几百次到几千次),因此有人又称它为永久型铸造。,28,金属型铸造工艺,铸型在浇注之前需要预热,预热的温度根据合金种类、铸件结构和大小而定。金属型铸造时在浇铸之前需要在铸型表面喷涂料,喷涂料的作用主要有调节铸件的冷却速度、保护金属型和利用涂料层排气。根据所浇注合金种类的不同,涂料可有多种配方。金属型的浇注温度一般比砂型铸造时高,可根据合金种类、化学成分、铸件大小和壁厚等,通过试验确定。金属型芯在铸件中停留的时间越长,由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就越大,所需的抽芯力也就越大。最佳的抽芯时机是当铸件冷却到塑性变形温度范围,并有足够的强度时。铸件在铸型中停留的时间过长时,型壁温度升高
8、,需要更多的冷却时间,也会降低铸型的生产率。合适的铸件出型及抽芯时间,一般要通过试验加以确定。,29,金属型铸造的特点,优点:冷却速度较快,所以铸件组织致密,晶粒细小,使金属型铸件的机械性能比砂型铸件高。铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高,而且质量和尺寸稳定;铸件的工艺收得率高,液体金属耗量减少,一般可节约金属1530;金属型铸造的生产效率高,使铸件产生缺陷的原因减少,工序简单,易实现机械化和自动化;,不足:金属型制造成本高;金属型不透气,而且无退让性,易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;金属型铸造时,铸件的质量对铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度,铸件在铸型中停留的时间,以及所用
9、的涂料等的变化比较敏感,生产时需要严格控制。,30,金属型铸造的适用范围,金属型铸造目前所能生产的铸件,在重量和形状方面还有一定的限制,如对黑色金属只能是形状简单的铸件;铸件的重量不可太大;壁厚也有限制,较小的铸件壁厚无法铸出。因此,在决定采用金属型铸造时,必须综合考虑下列各因素:铸件形状和重量大小必须合适;要有足够的批量;完成生产任务的期限许可。,31,1.4 压力铸造,压力铸造(简称压铸)的实质是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。一压力铸造的特点:高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几个至几十个MPa,甚
10、至高达2102MPa。充填速度约在1050ms,有些时候甚至可达100ms以上。充填时间很短,一般在0.010.2s范围内。,32,压铸优点:1.产品质量好:铸件尺寸精度高,表面光洁度好,强度和硬度较高,强度一般比砂型铸造提高2530,但延伸率降低约70;尺寸稳定,互换性好;可压铸薄壁复杂的铸件。2.在压铸件中可嵌铸其他材料,以节省贵重材料和加工工时。压铸的不足 1.压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,故采用一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;2.对内凹复杂的铸件,压铸较为困难;3 对高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低;4 不宜小批量生产,其主要原因是压铸型制造成本
11、高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。,33,二压力铸造工艺:,压铸时的压力和速度对铸件的质量有极大的影响。压力是获得轮廓清晰和组织致密铸件的主要因素。压射比压影响金属液的充填和铸件的强度和延伸率。当提高比压时,能提高铸件的致密性和提高强度,但使延伸率下降。当比压超过一定数值时,不仅强度开始下降,而且延伸率会显著下降。压射比压的选择,应根据合金种类和铸件结构特性确定。,34,1充填速度 2浇注温度 3压型温度 4充填、持压和开型时间,充填速度应根据压铸合金和铸件结构来确定.如果充填速度偏低,会造成铸件轮廓不清晰。当充填速度过高时,型腔中的空气难以排除使铸件产生气孔.一般充填速度在1040m/
12、s之间可获得优质铸件。,浇注温度过高,收缩大,使铸件容易产生裂纹、且铸件晶粒粗大;浇注温度过低,易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。,压型在使用前要预热到一定温度,预热的作用有两个方面:其一是避免高温液态金属对冷压型的热冲击,以延长压铸型的使用寿命;其二是避免液态金属“激冷”造成浇不足、冷隔等缺陷。,自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止,所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积大小和复杂程度。从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时,继续在压射冲头作用下的持续时间,称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。
13、从压射终了到压铸型打开的时间,称为开型时间,开型时间应控制准确。开型时间过短,由于合金强度尚低,可能在铸件顶出和自压铸型落下时引起变形;但开型时间太长,则铸件温度过低,收缩大,对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算,然后经试验调整。,35,三.压力铸造的应用范围,目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、镁和铜,而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。压铸件的尺寸和重量,取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大,铸件尺寸可以从几mm到12m;重量可以从几g到数十kg。国外可压铸直径为2m,重量为50kg的铝铸件。,36,离心铸造,离心铸造的第一个专利是在1809年由
14、英国人爱尔恰尔特(Erchardt)提出的。直到二十世纪初才开始被采用。离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中,使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造方法。根据铸型旋转轴在空间位置的不同,分为立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。,37,立式和卧式离心机,38,离心铸造的特点,1)液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面,这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件,大大简化了套筒,管类铸件的生产过程;2)由于旋转时液体金属所产生的离心力的作用,使金属充填铸型的能力提高,因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产;3)由于离心力的作用,改善了补缩条件,气体和非金属夹杂也易于
15、自液体金属中排出,因此离心铸件的组织较致密,缩孔(缩松)、气孔、夹杂等缺陷较少;4)消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗;5)铸件易产生偏析,铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。,39,二离心铸造工艺,1)离心铸型转速的选择 选择离心铸型的转速时,主要应考虑两个问题:(1)离心铸型的转速应保证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒形,绕轴线旋转;(2)充分利用离心力的作用,使铸件致密,避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和气孔。2)离心铸造用铸型 离心铸造时使用的铸型有两大类,即金属型和非金属型。非金属型有砂型、壳型、熔模壳型等,但在离心铸造时广泛采用的是金属型。3)涂料 金属型离心铸造时,常需
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铸造 方法 概述 低压

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5879778.html