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1、第六章铸造二、铸造工艺图五、特种铸造简介一、砂型铸造六、铸造新技术简介三、合金的铸造性能四、铸件结构工艺性第一节 砂型铸造铸件的形状与尺寸主要取决于造型和造芯,而铸件的化学成分则取决于金属熔炼过程。所以,造型、造芯和金属熔炼是铸造生产中的重要工序。图6-2是齿轮毛坯的砂型铸造过程简图。一、造型用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程,称为造型。在造型过程中造型材料的好坏,对于铸件的质量起着决定性的作用。1.造型材料与造型工具铸型是用型砂、金属或其他耐火材料制成,包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的
2、组合。如果砂型用砂箱支撑时,砂箱也是铸型的组成部分。制造铸型(芯)用的材料称为造型材料,一般指砂型铸造用的材料,它主要包括水洗砂(型砂和芯砂)、粘结剂(黏土、膨润土、水玻璃、植物油、树脂等)、各种附加物(煤粉或木屑等)、旧砂和水。为了获得合格的铸件,造型材料应具备一定的强度、可塑性、耐火性、透气性、退让性和溃散性等性能。制造铸型用的工具称为造型工具。常用造型工具有:砂箱、底板、砂舂、通气针、起模针、皮老虎、镘刀、秋叶、提钩、半圆等。2.砂型的各组成部分如图6-3所示,将型砂舂紧在上砂箱和下砂箱中,连同砂箱
3、一起,分别形成上砂型和下砂型。从砂型中取出模样后形成的空腔称为型腔。利用型腔在浇注后可形成铸件的外部轮廓。上砂型与下砂型的分界面称为分型面。图中有“×”符号的部分表示型芯,型芯用于形成铸件的孔或内部轮廓。型芯上的延伸部分称为芯头,用于安放和固定型芯。型芯头位于砂型的型芯座上。型芯中设有通气孔,用于排出型芯在受热过程中产生的气体。型腔的上方设有出气口,用于排出型腔中的气体。另外,利用通气针可在砂型中扎多个通气孔,用于排出型腔中的气体。金属液从浇口杯中浇入,经直浇道、横浇道、内浇道流入型腔中。3.造型方法造型
4、方法通常分为手工造型和机器造型两大类。(1)手工造型 全部用手或手动工具完成的造型工序称为手工造型。造型时如何将木模顺利地从砂型中取出,而又不致破坏型腔的形状,是一个很关键的问题。常用手工造型方法图解、主要特点和应用范围见表6-1。手工造型具有操作灵活、适应性强、模型制作成本低、生产准备时间短等优点。但手工造型效率低,劳动强度大,劳动环境差,主要用于单件小批量生产。(2)机器造型 用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型。机器造型的实质就是用机器代替手工紧砂和起模过程,它是现代化铸造车间的
5、基本造型方法。机器造型具有生产率高,铸件尺寸精度高和表面质量好,改善了劳动条件等优点,此造型方法适合于成批大量生产铸件。机器造型常用的紧砂方法有:震实、压实、震压、抛砂、射压等几种方式,其中以震压方式应用最广。图6-4是震压式紧砂方法,图6-5是射压式紧砂方法。机器造型常用的起模方法有:顶箱、漏模、翻转三种方式。图6-6是顶箱起模方法。随着生产的发展,新的造型设备会不断地出现。从而使整个造型和制芯过程逐步地实现自动化,并提高生产效率。二、制芯制造型芯的过程称为制芯。型芯的主要作用是用来获得铸件的内腔,有时
6、也可作为铸件难以起模部分的局部外形。由于型芯的表面被高温液态金属所包围,受到的冲刷及烘烤最大,因此,要求型芯具有更高的强度、透气性、耐火性和退让性等。型芯可以采用手工制芯,也可以采用机器制芯。单件或小批生产大、中型回转体型芯时,可采用刮板制芯。手工制芯时主要采用型芯盒制芯。根据芯盒结构不同,手工制芯方法可分为整体式芯盒制芯(图6-7)、可拆式芯盒制芯(图6-8)、对开式芯盒制芯三种。图6-7整体式芯盒制芯图6-8可拆式芯盒制芯浇注时,由于型芯受金属液的冲击、包围和烘烤,因此,与砂型相比,型芯必须具有较高的
7、强度、耐火性、透气性、退让性和溃散性。这主要是靠合理配制芯砂和正确的造芯工艺来保证。1.在型芯上开设通气孔和通气道对于形状简单的型芯,可以用通气针扎出通气孔;对于形状复杂的型芯,可在型芯内放入蜡线,在型芯烘干时蜡线被烧掉,从而形成通气孔,如图6-9所示。2.在型芯里放置芯骨芯骨是放入砂芯中用以加强或支持砂芯并保持一定形状的金属构架。小型芯的芯骨一般用铁丝制作,大、中型型芯的芯骨一般是用铸铁制作,如图6-10所示。3.型芯上涂涂料及其烘干为了降低铸件内腔表面的粗糙度,防止液态金属与砂型表面相互作用产生粘砂等
8、缺陷,在型芯与金属液接触的部位需要涂涂料。铸铁件的型芯多用石墨涂料;铸钢件型芯多用石英粉涂料。为了提高型芯的强度和透气性,型芯须在专用的烘干炉内烘干。烘干黏土砂芯时应在250~350℃范围内进行,并保温3~6h,然后缓慢冷却。烘干油砂芯时应在200~220℃范围内进行。三、浇注系统为了顺利平稳地填充型腔和冒口而在铸型中开设的一系列通道,称为浇注系统。通常浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成,如图6-11所示。浇注系统的
