鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造,詳細的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型制造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。精密鑄造:精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產品精密、復雜、接近于零件后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結。鑄鋼件特征:氣孔是存在于鑄件表面或內部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規則形,有時多個氣孔組成一個氣團,皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規則,且表面粗糙,氣窩是鑄件表面凹進去一塊,表面較。明孔外觀檢查就能發現,皮下氣孔經機械加工后才能發現。液態金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產,通常稱為金屬液態成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產形狀任意復雜的制件,特別是內腔形狀復雜的制件。適應性強,合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設備低,廢品率高,表面較低,勞動條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產鑄件的鑄造。鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造,工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術特點:適合于制成形狀復雜,特別是具有復雜內腔的毛坯,適應性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。
埋在干石英砂中振動造型,在負壓下澆注。使模型氣化,金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方,掛舵臂鑄鋼件是船舶上使用的重要結構部件,其結構復雜,截面不規則,是支撐和懸掛舵結構的關鍵部件,在使用中要受到較大的彎曲疲勞應力,掛舵臂的好壞直接關系到整艘船舶的建造進度和。并影響船舶整個壽命周期的航行安全,近年來,隨著32.5/40萬噸礦砂船,30.8萬噸油船及2.0/2.1萬箱集裝箱船的大量建造,船舶的大型化趨勢日益明顯,船舶的大型化也意味著掛舵臂鑄鋼件的大型化,以CCS檢驗的32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件為例。單體粗加工交貨狀態下重量達到了205噸,所需總鋼水量達到330噸,使用多達4爐鋼水澆。形成原因:1、模具預熱溫度太低,金屬經過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設計不良,氣體不能通暢。3、涂料不好,本身排氣性不佳,甚至本身揮發或分解出氣體。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,金屬注入后孔洞、凹坑處氣體迅速壓縮金屬,形成嗆孔。ZG45Ni35Cr26煤粉噴口5、模具型腔表面銹蝕,且未清理干凈。6、原材料(砂芯)存放不當,使用前未經預熱。7、脫氧劑不佳,或用量不夠或操作不當等。
鑄件組織致密,力學性能比砂型鑄件高15%左右,能較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件。并且性好,因不用和很少用砂芯,,粉塵和有害氣體,勞動強度,金屬型本身無透氣性,必須采用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產生的氣體,金屬型無退讓性,鑄件凝固時容易產生裂紋,金屬型制造周期較長。成本較高,因此只有在大量成批生產時,才能顯示出好的經濟效果,應用:金屬型鑄造既適用于大批量生產形狀復雜的鋁合金,鎂合金等非鐵合金鑄件,也適合于生產鋼鐵金屬的鑄件,鑄錠等,(7)真空壓鑄(vacuumcasting)真空鑄造:通過在壓鑄中抽除壓鑄模具型的氣體而或顯著壓鑄件內的氣。防止:1、模具要充分預熱,涂料(石墨)的粒度不宜太細,透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應存通風干燥處,使用時要預熱。5、澆注溫度不宜過高。
湖南ZG45Ni35Cr26鑄鋼件煤粉噴口特征:縮孔是鑄件表面或內部存在的一種表面粗糙的孔,輕微縮孔是許多分散的小縮孔,即縮松,縮孔或縮松處晶粒。常發生在鑄件內澆道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄轉接處及具有大平面的厚薄處。含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴重,或重口太小,補縮不好;鑄件在清理、運輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學成分在規定的范圍內;澆注溫度;合理設計冒口;鑄件在清理、運輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產生在鑄件表面或內部。鑄件內部的氣孔在敲碎后或機械加工時才能被發現。產生原因:小爐料、銹蝕嚴重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機物較多,使澆注時產生大量氣體且不易排。
ZG45Ni35Cr26煤粉噴口形成原因:1、模具工作溫度控制未達到定向凝固要求。2、涂料選擇不當,不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設計不當。4、澆冒口設計未能達到起充分補縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
產生原因:緊實度不夠或不勻;面砂強度不夠、或型砂水分過高;液態金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止:鑄型緊實度、避免局部過松;混砂工藝、控制水分,型砂強度;液態金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫,使鑄型外形尺寸發生變化。抬箱過大,造成跑火——鐵水自分型面外溢,嚴重時造成澆不足缺陷。產生原因:砂箱未緊固、壓鐵不夠或去除壓鐵過早;澆注過快,沖擊力過大;模板翅曲。防止:壓鐵重量,特鐵水凝固后再去除壓鐵;澆包位置,澆注速度;修正模板。8.掉砂鑄件表面上出現的塊狀金屬突起物,其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位,則往往出現砂眼或殘缺。產生原因:模樣上有深而小的凹。:1、磨具溫度。2、涂料層厚度,涂料噴灑要均勻,涂料脫落而補涂時不可形成局部涂料堆積現象。3、對模具進行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節處鑲銅塊,對局部進行激冷。5、模具上設計散熱片,或通過水等加速局部地區冷卻速度,或在模具外,噴霧。6、用可拆缷激冷塊,輪流安型,避免連續生產時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設計加壓裝置。8、澆注設計要準確,選擇適宜的澆注溫度。
常用的鑄造砂是硅質砂,硅砂的高溫性能不能使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應用廣的型砂粘結劑是粘土,也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個世紀.砂型鑄造是用來制造大型部件,如灰鑄鐵,球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫,模具,制芯,造型,熔化及澆注,清潔等。工藝參數的選擇加工余量:所謂加工余量,就是鑄件上需要切削加工的表面,應預先留出一定的加工余量,其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。特征:渣孔是鑄件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所填塞,外形不規則,小點狀熔劑夾渣不易發現,將渣去除后,呈現光滑的孔,一般分布在澆注位置下部,內澆道附近或鑄件死角處,氧化物夾渣多以網狀分布在內澆道附近的鑄件表面,有時呈薄片狀,或帶有皺紋的不規則云彩狀,或形成片狀夾層,或以團絮狀存在鑄件內部,折斷時往往從夾層處斷裂,氧化物在其中,是鑄件形成裂紋的根源之一。
產生原因:緊實度不夠或不勻;面砂強度不夠、或型砂水分過高;液態金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止:鑄型緊實度、避免局部過松;混砂工藝、控制水分,型砂強度;液態金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫,使鑄型外形尺寸發生變化。抬箱過大,造成跑火——鐵水自分型面外溢,嚴重時造成澆不足缺陷。產生原因:砂箱未緊固、壓鐵不夠或去除壓鐵過早;澆注過快,沖擊力過大;模板翅曲。防止:壓鐵重量,特鐵水凝固后再去除壓鐵;澆包位置,澆注速度;修正模板。8.掉砂鑄件表面上出現的塊狀金屬突起物,其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位,則往往出現砂眼或殘缺。產生原因:模樣上有深而小的凹。形成原因:渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的(包括澆注的設計不正確),模具本身不會引起渣孔,而且金屬模具是避免渣孔的有效之一。
:1、澆注設置正確或使用鑄造纖維過濾網。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑,嚴格控制品質。
產生原因:型砂表面強度不夠;模樣上無圓角或拔模斜度小鉤砂、鑄型損壞后沒修理或沒修理好就合箱;砂型在澆注前放置時間過長,風干后表面強度;鑄型在合箱時或搬運中損壞;合箱時型內浮砂未干凈,合箱后澆口杯沒蓋好,碎砂掉進鑄型。防止:型砂中粘士含量、及時補加新砂,型砂表面強度;模樣光潔度要高,并合理做出拔模斜度和鑄造圓角。損壞的鑄型要修好后再合箱;縮短澆注前砂型的放置時間;合箱或搬運鑄型時要小心,避免損壞或掉入砂型腔砂粒;合箱前型內浮砂,并蓋好澆口。6.披縫和脹砂披縫常出現在鑄件分型面處,是垂直于鑄件表面,且厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。脹砂是鑄件內、外表面局部,形成不規則的瘤狀金屬突起。特征:裂紋的外觀是直線或不規則的曲線,熱裂紋斷口表面被強烈氧化呈暗灰色或黑色,無金屬光澤,冷裂紋斷口表面清潔,有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見,而內裂則需借助其他才可以看到。裂紋常常與縮松、夾渣等缺陷有聯系,多發生在鑄件尖角內側,厚薄斷面交接處,澆冒口與鑄件連接的熱節區。
形成原因:金屬模鑄造容易產生裂紋缺陷,因為金屬模本身沒有退讓性,冷卻速度快,容易造成鑄件內應力增大,開型過早或過晚,澆注角度過小或過大,涂料層太薄等都易造成鑄件開裂,模具型腔本身有裂紋時也容易裂紋。可省去型芯、澆注和冒口;由于時金屬在所產生的離心力作用下,密度大的金屬被推往外壁,而密度小的氣體、熔渣向表面,形成自外向內的定向凝固,因此補縮條件好,鑄件組織致密,力學性能好;便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦,如在鋼套內鑲鑄一薄層銅襯套,可節省價格較貴的銅料;充型能力好;和澆注和冒口方面的消耗。缺點及局限性:鑄件內表面粗糙,尺寸誤差大,品質差;不適用于密度偏析大的合金(如鉛青銅)及鋁、鎂等合金。鑄造缺陷及其控制鑄件缺陷種類繁多,產生缺陷的原因也十分復雜。它不僅與鑄型工藝有關,而且還與鑄造合金的性制、合金的熔煉、造型材料的性能等一系列因素有關。因此,分析鑄件缺陷產生的原因。
有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發生反應,5.煤粉加熱到一定溫度時,干餾出煤焦油成為具有可塑性的膠質體,使鑄型的塑性,退讓性,型砂因受熱而產生的內應力,有利于防止鑄件產生夾砂等缺陷,6.煤粉的加入量主要根據鑄件的。壁厚,原砂粒度和粘土加入量等情況而定,小型鑄鐵件煤粉加入量一般為6%--8%,如煤粉加入量超過8%,但鑄件仍出現粘砂時,加入1%--2%的重油將可取得良好的效果,在型砂里加煤粉會惡化鑄造車間的勞動條件。因此,出現了許多煤粉代用品,例如近年來國外有的工廠采用碳油膨潤土粉,瀝青膨潤土粉,國內有的工廠采用重油等代用品,均取得了良好的效果,鑄鋼件澆注工藝注意事項澆注工藝是鑄鋼件整個生產流程中至關重要的一個環。:1、應注意鑄件結構工藝性,使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過渡,采用的圓角尺寸。2、涂料厚度,盡可能使鑄件各部分達到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內應力。3、應注意金屬模具的工作溫度,模具斜度,以及適時抽芯開裂,取出鑄件緩冷。
收得率,簡化了工序,免除造型及其它工序,因而減輕了勞動強度,所需生產面積也大為,連續鑄造生產易于實現機械化和自動,根據碳鋼的型號選擇合理的澆注溫度,一般澆注溫度在1540℃-1580℃(澆包內鋼水溫度)之間。(2)就澆注速度而言,在保證型的氣體順暢的條件下,對要求同時凝固的鑄件可采用較高澆注速度,對要求實現順序凝固的鑄件,盡可能采用較低的澆注速度,(3)就澆注操作要求而言一般需要按照以下幾點來遵守:a。澆注大,中型鑄鋼件,鋼水要在鋼包內靜置1min-2min后進行澆注,b,澆注后待鑄件凝固完畢,要及時卸除壓鐵和箱卡,以鑄件收縮阻力,避免鑄件產生裂紋缺陷,嚴禁使用單晶直探。特征:冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫,中間被氧化皮隔開,不完全融為一體,冷隔嚴重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現在鑄件頂部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁連接處或在薄的助板上。
(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態或半固態金屬在高壓下凝固。流動成形,直接制件或毛坯的,它具有液態金屬利用率高,工序簡化和等優點,是一種節能型的,具有潛在應用前景的金屬成形技術,直接鑄造:噴涂料,澆合金,合模,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模。復位,間接鑄造:噴涂料,合模,給料,充型,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模,復位,可內部的氣孔,縮孔和縮松等缺陷,表面粗糙度低,尺寸精度高,可防止鑄造裂紋的產生,便于實現機械化,自動化,應用:可用于生產各種類型的合金。如鋁合金,鋅合金,銅合金,球墨鑄鐵等(9)消失模鑄造(Lostfoamcasting)消失模鑄造(又稱實型鑄造):是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型。形成原因:1、金屬模具排氣設計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質不好(人為、材料)。4、澆道開設的位置不當。5、澆注速度太慢等?梢詭椭灤瑤熢跈z驗中關注產品易出現的問題,更好地把控產品,以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例,其生產工序繁多,主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長流程工藝和短流程工藝,其中長流程工藝以鐵礦石,焦炭等為原料,采用燒結爐,高爐和轉爐等設備進行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料,利用電爐設備進行煉鋼,目前,船級社(CCS)認可的國內各大型鑄造企業鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉,工藝步驟如圖1所示,圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造,鋼水溫度高砂型受熱大發氣量會增大,鋼水溫度高吸氣量會增。
:1、正確設計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件,涂料不要太薄,適當加厚涂料層有利于成型。3、適當模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機械震動金屬模澆注。
湖南ZG45Ni35Cr26鑄鋼件煤粉噴口特征:在鑄件表面或內部形成相對規則的孔洞,其形狀與砂粒的外形一致,剛出模時可見鑄件表面鑲嵌的砂粒,可從中掏出砂粒,多個砂眼同時存在時,鑄件表面呈桔子皮狀。
壓鑄為CT5~7);可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產品的成形表面和配合表面的加工量,節省加工臺時和刃具材料的消耗;能限度地毛坯與零件之間的相似程度,為零件的結構設計帶來很大方便。鑄造形狀復雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復雜的鑄件,也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件,還可以鑄造組合的、整體的鑄件;不受合金材料的。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件,還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及等材料的鑄件。對于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料,特別適宜于用精鑄鑄造;生產靈活性高、適應性強熔模鑄造既適用于大批量生產,也適用小批量生產甚至單件生。形成原因:由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞。1、砂芯表面強度不好,燒焦或沒有完全固化。2、砂芯的尺寸與外模不符,合模時壓碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、澆包與澆道處砂芯相掉下的砂隨銅水沖進型腔。
:1、砂芯制作時嚴格按工藝生產,檢查品質。2、砂芯與外模的尺寸相符。3、是墨水要及時清理。4、避免澆包與砂芯。5、下砂芯時要吹干凈模具型腔里的砂子。要從具體情況出發,根據缺陷的特征、位置、采用的工藝和所用型砂等因素,進行綜合分析,然后采取相應的技術措施,防止和缺陷。1.澆不到鑄件局部有殘缺、常出現在薄壁部位、離澆道遠部位或鑄件上部。殘缺的邊角圓滑光亮不粘砂。產生原因:澆注溫度低、澆注速度太慢或斷續澆注;橫澆道、內澆道截面積小;鐵水成分中碳、硅含量過低;型砂中水分、煤粉含量過多,發氣量大,或含泥量太高,透氣性不良;上砂型高度不夠,鐵水壓力不足。防止:澆注溫度、加快澆注速度,防止斷續澆注;加大橫澆道和內澆道的截面積;爐后配料,適當碳、硅含量;鑄型中加強排氣,型砂中的煤粉,有機物加入量;上砂箱高度。2.未澆滿鑄件上部殘。