文档介绍：材料加工技术课程论文
铸造技术基础及设备
学院名称: 材料科学与工程学院
专业班级: 复合材料1102
学生姓名: 赵明
学号: 3110706049
指导教师: 焦雷
2014 年 6 月
摘要:铸造生产是用液态合金形成产品的方法,将液态合金注入造型中使之冷却,凝固。绝大多数铸件用作毛坯,需要经机械加工后能成为各种机械零件;少数铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时,可作为成品或零件而直接使用。
关键词:型砂,型芯,浇道,冒口,砂箱,合箱。
2铸造设备
在造型的过程中,型砂在外力作用下成型并达到一定的紧实度而成为砂型。它是由原砂和黏结剂组成的一种具有一定强度的微孔—多孔系,原砂是骨干材料,占型砂总质量的82%—99%;黏结剂起粘结沙粒的作用,以粘结薄膜形式包覆砂粒,使型砂具有必要的强度和韧性。
用原砂作为型砂的主要骨干材料,更重要是它能为砂型提供必要的耐高温性能和热物理性能,有助高温金属液顺利充型,以及是金属液在铸型中冷却,凝固并得到所要求形状和性能的铸件。另一方面,原砂砂粒能为砂型提供孔隙,保证型芯的透气性,在浇注过程中,使金属液在型腔内受热急剧膨胀形成的气体和铸型本身产生的大量气体能顺利逸出。
(芯)砂应具备的性能要求
根据液态金属和铸型的相互作用可见,用于制造砂型(芯)的型砂和芯砂的性能优劣直接影响到铸件的质量。型芯砂的性能主要有强度、透气性、耐火度和化学稳定性、退让性和工艺性能等。砂芯处于金属液体的包围之中,其工作条件较型砂更恶劣,因此对芯砂的性能要求比型砂高。
1、强度
型(芯)砂应具有一定的强度,以保证在浇注时铸型在液体金属的冲刷和压力作用下不掉砂、不变形以及在造型、合箱和搬运过程中不损坏。型(芯)砂强度的大小与水分、黏结剂含量以及紧砂程度有关。水分过多或过少,都使强度降低。黏结剂含量越多,砂的粒度越细和紧实度越大,则强度越高。但是型(芯)砂的强度太高,又会使铸(芯)型太硬,透气性变差,阻碍铸件收缩而使铸件形成气孔和裂纹等缺陷。
2、透气性
型(芯)砂具有良好的透气性,以保证在液态金属的作用下,铸(芯)型生产的大量气体能通过砂粒间的空隙顺利排出型外,从而消除或减少铸件内气孔等缺陷。通常砂粒大、黏结剂含量少、水分适当、混合均匀及紧实度小时,型砂的透气性均有得到有效改善。
3、耐火度和化学稳定性
型(芯)砂应具有一定的耐火度和化学稳定性,以保证在高温液态金属作用下不软化、不熔化、不与液态金属发生化学反应,使铸件不易粘砂和不产生过量气体。影响耐火度的因素有原砂的化学成分、形状、大小和黏结剂的种类等。通常型砂中石英含量高而杂质少时,其耐火度好。圆形和大颗粒的砂比多角形和细小颗粒的耐火度要好。为提高型(芯)砂的耐火度,防止粘砂,常加入一些附加物或在型腔(芯)表面涂刷料。
4、退让性
型(芯)砂应具有良好的退让性,这是因为铸件在凝固和随后冷却过程中将伴随者体积和收缩。为了不使铸件生产内应力、变形和裂纹,要求铸型在高温下丧失部分强度。当铸件发生收缩时,能发生相应的变形和退让。影响退让性的主要因素是黏结剂的种类和数量。
5、工艺性能
型(芯)砂应具有良好的工艺性能,即在造型时不粘模,具有良好的流动性和可塑性,使铸型有清晰的轮廓,从而保证铸件有精确的轮廓尺寸。此外,型砂在铸件落砂和清理时具有好的出砂性。需要指出的是,在实际生产条件下,要求型(芯)砂全部满足上述要求是不可能的,也不必要,而是应根据铸造合金的种类和铸件的技术要求,在某些性能方面有所侧重;否则不仅会使铸造工艺过程复杂化,而且还使生产成本大大提高。
砂箱
砂箱是长方形、方形、圆形的坚实框子,有时根据铸件结构做成特殊形状。砂箱的作用是牢固的围紧型砂,便于铸型的搬运及浇注时承受合金的压力。砂箱可以用木材、铸铁、钢、铝合金制成,一般由上箱和下箱组成一对砂箱,并用销子定位。
3、铸造方法
砂型铸造是适用面最广的一种凝固成型方法,它几乎适用于所有零部件生产。但由于砂型的导热系数较低,液态金属在砂型中的凝固速度较慢,特别是对一些壁厚较大的铸件,会导致铸件内部晶粒粗大,易于产生组织及成分的偏析等,从而降低了材料的力学性能。另一方面,砂型铸造生产的铸件的表面粗糙度较其他凝固成型方法高。
砂型铸造的基本工艺过程如下图所示主要工序有制造模样和芯盒、配置型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造的基本工序。
紧砂与起模由手工完成。手工造型的优点是操作灵活,工艺装备简单,生产准备时间短,适应性强,可用于各种大小形状的铸件。手工造型对人工的技术水平要求高,生产率低,劳动强度大,铸件质量不稳定