【熔炼】是指使金属由固态转变成熔融状态的过程。熔炼的主要任务是提供化学成分和温度合适的熔融金属。
1.熔炼 铸铁的熔炼设备主要有冲天炉、电炉等。 2.浇注
金属液应在一定的温度范围内按规定的速度注入铸型。浇注时铸铁液应以适宜的流量和线速度定量地浇入铸型,速度过快,铸型中的气体来不及排出易产生气孔,并易形成冲砂。浇注速度过慢,使型腔表面烘烤时间过长,导致砂层翘起脱落,产生结疤、夹砂等缺陷。浇注时既可采用手动浇注,也可采用自动烧注,自动浇注通常用于自动造型线、离心铸管机等。
五、落砂、清理、检验
【落砂】是指用手工或机器使铸件与型砂、砂箱分开的操作。
【清理】是采用铁锤敲击、机械切割或气割等方法清除铸件表面粘砂、型砂、多余金属(包括浇冒口、飞翅和氧化皮)的过程。
【检验】就是用肉眼或借助于尖嘴锤找出铸件表层或皮下的铸造缺陷,如气孔、砂眼、粘砂、缩孔、冷隔、浇不到等,对铸件内部的缺陷还可采用耐压试验、磁粉探伤、超声波探伤、金相检验、力学性能试验等方法。铸件的常见缺陷如下表所示。 名称 缺陷特征 产生原因分析 ? 流动性差,浇注温度低 浇不铸件残缺或轮廓不? 铸件设计不合裂在铸件转角处或厚薄纹 壁交接处条状裂纹 完整,边角圆且光理,壁太薄 ? 浇时断流或浇到 亮 注速度过慢 ? 浇注系统截面过小 ? 铸件壁过薄 冷边缘呈圆角状的缝? 合金流动性差 缩最后凝固处形状不规隔 隙 ? 铸件结构设计不当,有热节 ? 铸件壁厚不均匀,收缩不一致 ? 合金含硫和磷过高 ? 型(芯)砂的退让性差 ? 浇注温度过高 名称 缺陷特征 产生原因分析 ? 浇注温度过高 ? 浇注温度低、浇孔 则的孔洞、内腔极粗糙 ? 冒口设计不合理或冒注速度慢 口过小 ? 合型时定位不准 ? 造型时上、下模有错移 ? 铸型透气性差,紧实度过高 气孔洞内表光滑,大孔孤? 铸型太湿、起模涮水错铸件在分型面处发型 生错移 过多。芯子、浇包未烘干 孔 立存在、小孔成群出现 ? 上、下型未夹紧 ? 浇注系统不正确,气? 定位销或记号不准 体排不出去 ? 砂芯通气孔堵塞 ? 芯子变形 铸件内孔位置、形? 下芯时位置不砂内部或表面带有砂粒芯 状和尺寸发生偏移 准确 眼 的孔洞 ? 砂芯固定不良,偏浇注时被冲偏 ? 落砂过早或过晚 变铸件发生弯曲或扭? 铸件壁厚不均匀 ? 铸件形状设计不合理
第三节 铸造工艺图
? 型砂的耐火性差 ? 浇注温度太高 ? 型砂紧实度不够,型腔表面不致密 粘表面或内腔附有难以砂 清除的砂粒 形 曲变形
铸造生产时,首先要根据铸件的结构特征、技术要求、生产批量、生产条件等因素,确定铸造工艺方案。其主要内容包括浇注位置、分型面、铸造工艺参数(机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率、芯头等)的确定,然后用规定的工艺符号或文字绘制成铸造工艺图。铸造工艺图是指导铸造生产的技术文件,也是验收铸件的主要依据。
一、浇注位置的确定
【浇注位置】浇注时铸件在铸型中所处的位置称为浇注位置。铸件的浇注位置对铸件的质量、尺寸精度、造型工艺的难易程度都有很大的影响。通常按下列基本原则确定浇注位置。
(1) 铸件的重要工作面或主要加工面朝下或位于侧面。浇注时金属液中的气体、熔渣及铸型中的砂粒会上浮,有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷,而铸件下部出现缺陷的可能性小,组织较致密。如图所示机床床身的浇注位置,应将导轨面朝下,以保证该重要工作面的质量。如图所示的卷扬筒,其圆周面的质量要求较高,采用立浇方案,可使圆周面处于侧面,保证质量均匀一致。 如图机床床身的浇注位置,应将导轨面朝下,以保证该重要工作面的质量。
床身的主要工作面朝下 卷扬筒的工作面置于侧壁
(2) 铸件的大平面朝下或倾斜浇注。由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热辐射,引起顶面型砂膨胀拱起甚至开裂,使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面产生铸造缺陷。下图为平板铸件的浇注位置。
大平面朝下
(3) 铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜。 为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷,应将面积较大的薄壁置于铸件的下部,或使其处于侧壁或倾斜位置,如图所示。
薄壁铸件的浇注位置
(4) 铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面。主要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩,如图阀体的冒口补缩和图卷扬筒的重要面位于侧面所示。
二、分型面的选择
【分型面】是铸型组元间的接合面。为便于起模,一般分型面选择在铸件的最大截面处。分型面的选定应保证起模方便、简化铸造工艺、保证铸件的质量。确定分型面应遵循如下原则。 (1) 分型面应选择在模样最大截面处,以便于起模。如图所示。
分型面选在最大直径处
(2) 尽量减少分型面。分型面少则容易保证铸件的精度,并可简化造型工艺。对机器造型来说,一般只能有一个分型面,下图所示的绳轮铸件,大批量生产时,为便于机器造型,可按a分型方案,采用环状型芯,将二个分型面减少为一个分型面。当然在单件生产时,采用手工造型时,为减少工装的制造,采用b方案,三箱造型,二个分型面也是合理的。
(a)
(b)
绳轮铸件的分型面
(3) 尽量使分型面平直。为了使模样制造和造型工艺简便,如图所示弯曲连杆的分型面,不应采用弯曲的分型面(b方案),而应采用平直的分型面(a方案)。
弯曲连杆的分型面
(4) 尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。铸件处于同一砂箱中,既便于合型,又可避免错型,以保证铸件的精度。下图水管堵头的二种分型方案,图中a分型方案较合理,使基准面与加工面位于同一砂箱中,铸件的精度易保证。
水管堵头的分型面