砂型铸造工艺流程及所需材料.ppt

砂型铸造工艺简介 砂型铸造工艺简介 一、砂型铸造简介 二、铸造工艺准备工作 三、砂型铸造工艺 四、铸件质量检验与缺陷修补 1.砂型铸造简介 砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合 金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易 得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应， 长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 1.砂型铸造简介 砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。 所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工 艺生产的。 复杂构件的浇注过程 2.铸造工艺准备工作 铸造准备 工艺装备 原材料 涂料 配制 型砂 混合 砂箱 模板 模样 涂敷 配制 组成 2.铸造工艺准备工作 2.1 型砂的准备 铸造用型砂的种类可分为石英砂、镁砂、橄榄石砂、锆英石砂、石 灰石砂、黏土砂、水玻璃砂、树脂砂、油砂等。 为获得优质的铸件和良好的技术经济效果，型砂按一定比例混合后， 应具有以下性能： a、良好的成型性； b、足够的强度； c、一定的透气性； d、较小的吸湿性； e、较低的发气量； f、较高的耐火度； g、较好的退让性、溃散性和耐用性。 型砂性能对铸件的质量有重要影响，因此，所采用的型砂均要满足 一定的性能需求。型砂的性能主要包括：水分、紧实率、透气性、变形 量、破碎指数、有效黏土含量、有效煤粉含量等。 2. 铸造工艺准备工作 2.2 铸造工艺装备准备 模样是造型过程中必备的工艺装备，直接关系铸件的形状和尺寸精 度。模样须有足够的强度和刚度，要保证表面光洁，并且要使用方便、 制造简单、成本低廉。 模样材料： a、木材：轻便，易加工，价格低；但强度低，易吸潮变形，寿命短。 b、金属：铝合金轻便，加工性好，表面光洁，不易锈，但耐磨性差；铜 合金易加工，表面光滑，耐蚀、耐磨，但成本高，重量大；铸铁强度硬 度高，耐磨，低价，但重量大、易锈且不易加工。 c、塑料：制造简便、修理方便、较耐磨、变形小、生产周期短，但导热 性差、不可加热。 d、泡沫塑料：密度小，重量轻，制造简便，但模样表面不够光滑，易撞 破，只能使用一次。 2. 铸造工艺准备工作 2.2 铸造工艺装备准备 模板一般有模底板、模样、浇冒口系统和定位销等装配而成。模板 主要用于在铸型中形成铸件外轮廓、浇冒口系统及芯头等部分的型腔和 分型面。常用的模底板材料有：铸造铝合金，铸铁，铸钢，木材，塑料 等。 砂箱是铸件生产中必备的工艺装备之一，在设计零件的铸造工艺是 就要考虑到砂箱的选用和设计。 2. 铸造工艺准备工作 2.3 铸造原材料的准备 铸造合金的种类：铸铁（灰口铸铁、白口铸铁）、铸钢（碳钢、低 合金钢、高合金钢）、铸造铝合金（铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、 铝锌合金、铝锂合金等）、铸造铜合金（铸造黄铜、铸造青铜等）、镁 合金、轴承合金、钛合金、高温合金等。 为了获得化学成分合格的铸造合金，减少有害元素的含量，所采用 的金属原材料必须满足一定技术需求。 2. 铸造工艺准备工作 2.4 铸造涂料 涂料是指覆盖在型腔和型芯表面，以改善型腔和型芯表面耐火性、 化学稳定性、抗金属液冲刷性、抗黏砂性等性能的铸造辅助材料系统。 涂料的主要作用有： a、提高铸件表面质量； b、防止或减少铸件夹砂或砂眼等缺陷； c、改善铸件表面性能。 涂料需要具有一定性能，才能起到应有的作用： a、悬浮性； b、触变性； c、渗透性； d、涂层强度； e、发气性； f、贮存性。 涂料的组成： a、耐火填料； b、悬浮剂； c、粘结剂； d、分散介质； e、添加剂。 2. 铸造工艺准备工作 2.4 铸造涂料 涂料的制备可采用搅拌法和研磨法。 搅拌法：设备简单，操作简便，制备时间短，效率高；涂料性能和质 量不易控制。 研磨法：涂料活性高，有利于涂料在分散介质中充分扩散；设备投资 大、涂料制备周期长，设备损耗大。 涂料的涂敷方法主要有刷涂法、浸涂法、喷涂法、流涂法等。 刷涂法：操作简单，要求涂料的触变性能好，操作者技术熟练，劳动 强度大，生产效率低。 浸涂法：速度快，生产效率高，涂层表面光滑，易于实现机械化生产， 要去涂料具有较好流变性。 喷涂法：速度比刷涂法快，但涂料渗入深度和涂敷厚度不如刷涂法好。 造芯 造型 烘干 合箱 浇铸 落砂 清理 表面处理 3.砂型铸造工艺 3.1 造型 手工造型：操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短；但生产率低，劳动强度大， 铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。 机械造型：大批量生产砂型的主要方法，能够显著提高劳动生产率，改善劳动条件，并 提高铸件的尺寸精度、表面质量，使加工余量减小。 除此之外，还有气压造型、静压造型、燃气冲击造型、实型造型等特殊造型工艺。 3.2造芯 型芯用来形成铸件内部空腔或局部外形。造型芯的芯砂要比型砂具有更高的强度、透气 性、耐高温性、退让性和溃散性。 手工造芯：工艺装备简单，应用普遍。 机械造芯： a、射砂机造芯，速度快，生产率高； b、壳芯机造芯，能够满足各种壳芯 砂生产需要，工艺参数可调，模温自动控制。 3.砂型铸造工艺 3.3 烘干 砂型（芯）烘干： a、表面烘干； b、体烘干。 3.4 合箱 a、检查、清扫、修理砂型； b、依次将砂芯装入砂型； c、清除型内散沙； d、固紧铸型； e、放好浇口杯； 3.5 浇注 浇注前应做好下述准备工作： a、了解浇注合金种类、牌号，估算所需金属液的重量； b、检查浇包的修理质量、烘干预热情况及其运输与倾斜机构的灵活性和 可靠性； c、熟悉各种铸型在车间所处位置； d、检查冒口、冒口圈的安放及铸型紧固情况； 3.砂型铸造工艺 3.6 落砂 人工落砂：主要用于单件小批生产，对于有色合金铸件，基本上都 采用手工落砂。 机械落砂：效率高，但机器易损坏，维修调整困难，且噪声大。 清除砂芯的方法主要有水力清砂除芯法、水爆清砂除芯法等。 3.7 清理 铸件浇注后必须除去浇注系统和冒口，并进行表面清理去除铸件内 外的黏砂、分型面和芯头处的披缝、毛刺、冒口切除痕迹。 3.8 表面处理 铸件在进行上述处理以后，还需进行表面处理，防止铸件在使用过 程中发生腐蚀。 4.铸件质量检验与缺陷修补 4.1 铸件质量检验方法 铸件质量包括铸件的内在质量、外表质量、使用质量等。为了保证 铸件质量，铸造生产的各个环节，特别是清理后，都要进行质量检验。 具体的检验方法有： a、外观缺陷检验； b、表面缺陷检验； c、内部缺陷检验； 此外，还需要进行铸件质量进行射线检验。 4.2 铸件常见缺陷 铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，往往由于原料控制 不严，工艺方案不合理，生产操作不当，管理制度不完善等原因，会使 铸件产生各种铸造缺陷。 4.铸件质量检验与缺陷修补 缺陷名称 特征 气孔 在铸件内部或表面有大小不等的光滑孔洞 缩孔与松孔 缩孔多分布在铸件厚断面处，形状不规则，孔内粗 糙 砂眼 在铸件内部或表面有型砂充塞的孔眼 黏砂 铸件沿分型面有相对位置错移 冷隔 铸件上有未完全融合的缝隙或坑洼，其交接处是圆 滑的 浇不足 铸件未被浇满 裂纹 铸件开裂、开裂处金属表面有氧化膜 错型 铸件沿分型面有相对位置错移 4.铸件质量检验与缺陷修补 4.3 铸件缺陷的修补 修补方法 适用范围 矫正 用于校正变形的铸件 电焊 主要用于铸钢件，其次用于铸铁与非铁合金铸件 气焊 多用于铸铁与有色合金，铸钢件用得很少 钎焊 修补铸铁件和有色合金铸件的孔洞与裂纹等，但零件使用温度不能过高 熔补 多用于熔补铸铁件的大孔洞与浇不到等局部缺陷 浸渗 修补非加工面上的渗漏缺陷，用于承受水压检验压力不高的容器铸件， 或渗漏不很严重的铸件 填腻修补 修补不影响使用性能的小孔洞与渗漏缺陷。零件使用温度低于 200 塞补 修补不影响使用性能的孔洞、偏析等缺陷 金属喷镀 修补粉加工表面上的渗漏处。修补后零件工作唯独低于 400 粘接 粘接不承受冲击载荷与受力很小的部位的表面缺陷 谢 谢！