鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)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(xì)的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數(shù)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(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng),長期以來,一直是鑄造生產(chǎn)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(chǎn)品精密、復(fù)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(jìn)工藝。常用的鑄造及其優(yōu)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(jié)。鑄鋼件特征:氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,有時多個氣孔組成一個氣團(tuán),皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則,且表面粗糙,氣窩是鑄件表面凹進(jìn)去一塊,表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn),皮下氣孔經(jīng)機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)。鑄鋼件的缺陷按照修補(bǔ)程度分級可分為大焊補(bǔ),小焊補(bǔ),修飾性焊補(bǔ)和不必焊補(bǔ)的修理,當(dāng)檢驗中發(fā)現(xiàn)缺陷時,應(yīng)按照規(guī)范的要求對缺陷進(jìn)行分級,熔模鑄造又稱失蠟鑄造,精密鑄造,包括壓蠟。修蠟,組樹,沾漿,熔蠟,澆鑄金屬液及后處理等工序,失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)?,然后蠟?zāi)I贤恳阅酀{,這就是泥模,泥模晾干后,在焙燒成陶模,一經(jīng)焙燒,蠟?zāi)H咳刍魇?,只剩陶模,一般制泥模時就留下了澆注口。再從澆注口灌入金屬熔液,冷卻后,所需的零件就制成了,模鍛是在模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而鍛件的鍛造,根據(jù)設(shè)備不同,模鍛分為錘上模鍛,曲柄壓力機(jī)模鍛,平鍛機(jī)模鍛,壓力機(jī)模鍛等,輥鍛是材料在一對反向模具的作用下產(chǎn)生塑性變形所需鍛件或鍛坯的塑性成形工。
金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件,壓鑄時金屬承受壓力高,流速快產(chǎn)品好,尺寸,互換性好,生產(chǎn)效率高,壓鑄模使用多,適合大批大量生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益好,缺點:鑄件容易產(chǎn)生的氣孔和縮松,壓鑄件塑性低。不宜在沖擊載荷及有震動的情況下工作,高熔點合金壓鑄時,鑄型壽命低,影響壓鑄生產(chǎn)的擴(kuò)大,應(yīng)用:壓鑄件應(yīng)用在汽車工業(yè)和儀表工業(yè),后來逐步擴(kuò)大到各個行業(yè),如農(nóng)業(yè)機(jī)械,機(jī)床工業(yè),電子工業(yè),工業(yè),計算機(jī),器械,鐘表。照相機(jī)和日用五金等多個行業(yè),(4)低壓鑄造(lowpressurecasting)低壓鑄造:是指使金屬在較低壓力(0.02-0.06MPa)作用,并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的,澆注時的壓力和速度可以。形成原因:1、模具預(yù)熱溫度太低,金屬經(jīng)過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設(shè)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(fā)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。ZG35Cr24Ni7SiN夾具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(dāng),使用前未經(jīng)預(yù)熱。7、脫氧劑不佳,或用量不夠或操作不當(dāng)?shù)取?
對黑色合金鑄件,也只限于形狀較簡單的中、小鑄件。5.低壓鑄造低壓鑄造是指使金屬在較低壓力(0.02~0.06MPa)作用下充填鑄型,并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的。低壓鑄造工藝原理圖:1—保溫室2—坩堝3—升液管4—貯氣罐5—鑄型低壓鑄造的工作原理下圖所示。把熔煉好的金屬液倒入保溫坩堝,裝上密封蓋,升液導(dǎo)管使金屬液與鑄型相通,鎖緊鑄型,地向坩堝爐內(nèi)通入干燥的壓縮空氣,金屬液受氣體壓力的作用,由下而上沿著升液管和澆注充滿型腔,并在壓力下結(jié)晶,鑄件成型后撤去坩堝內(nèi)的壓力,升液管內(nèi)的金屬液降回到坩堝內(nèi)金屬液面。開啟鑄型,取出鑄件。低壓鑄造示意圖優(yōu)點:澆注時金屬液的上升速度和結(jié)晶壓力可以調(diào)。防止:1、模具要充分預(yù)熱,涂料(石墨)的粒度不宜太細(xì),透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應(yīng)存通風(fēng)干燥處,使用時要預(yù)熱。5、澆注溫度不宜過高。
貴州ZG35Cr24Ni7SiN鑄鋼件夾具特征:縮孔是鑄件表面或內(nèi)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(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄轉(zhuǎn)接處及具有大平面的厚薄處。埋在干石英砂中振動造型,在負(fù)壓下澆注。使模型氣化,金屬占據(jù)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(jié)構(gòu)部件,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,截面不規(guī)則,是支撐和懸掛舵結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件,在使用中要受到較大的彎曲疲勞應(yīng)力,掛舵臂的好壞直接關(guān)系到整艘船舶的建造進(jìn)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(tài)下重量達(dá)到了205噸,所需總鋼水量達(dá)到330噸,使用多達(dá)4爐鋼水澆。
ZG35Cr24Ni7SiN夾具形成原因:1、模具工作溫度控制未達(dá)到定向凝固要求。2、涂料選擇不當(dāng),不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設(shè)計不當(dāng)。4、澆冒口設(shè)計未能達(dá)到起充分補(bǔ)縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
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(yán)重,或重口太小,補(bǔ)縮不好;鑄件在清理、運輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi);澆注溫度;合理設(shè)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(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因:小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)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(jī)物較多,使?jié)沧r產(chǎn)生大量氣體且不易排。:1、磨具溫度。2、涂料層厚度,涂料噴灑要均勻,涂料脫落而補(bǔ)涂時不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象。3、對模具進(jìn)行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊,對局部進(jìn)行激冷。5、模具上設(shè)計散熱片,或通過水等加速局部地區(qū)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(xù)生產(chǎn)時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設(shè)計加壓裝置。8、澆注設(shè)計要準(zhǔn)確,選擇適宜的澆注溫度。
(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態(tài)或半固態(tài)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(tài)金屬利用率高,工序簡化和等優(yōu)點,是一種節(jié)能型的,具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù),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(fù)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(fù)位,可內(nèi)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(chǎn)生,便于實現(xiàn)機(jī)械化,自動化,應(yīng)用:可用于生產(chǎn)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(jié)組合成模型。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(guī)則,小點狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn),將渣去除后,呈現(xiàn)光滑的孔,一般分布在澆注位置下部,內(nèi)澆道附近或鑄件死角處,氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面,有時呈薄片狀,或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀,或形成片狀夾層,或以團(tuán)絮狀存在鑄件內(nèi)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。
采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫,從而加大熱裂傾向性,高溫金屬凝固時產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形,而合金表面增硫,又了抗熱裂的能力,當(dāng)應(yīng)力或變形超過合金在該溫度下的強(qiáng)度極限或變形能力時,超聲波探傷根據(jù)CCS的相關(guān)要求,鑄鋼件超聲波檢測時依據(jù)的為IACSRec,69(優(yōu)先)。GB/T7233及ASTMA609,由于鑄鋼件晶粒,不易選擇太高的探測,超聲波掃查應(yīng)采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的,應(yīng)合理選擇適合的,在平行截面處,應(yīng)選擇直用于探測耦合情況和材料的衰減情況,在機(jī)加工表面。應(yīng)選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機(jī)加工。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(shè)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(shè)置正確或使用鑄造纖維過濾網(wǎng)。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑,嚴(yán)格控制品質(zhì)。
否則稱為[冷軋"。壓延是金屬加工中常用的手段,壓力鑄造的實質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型,隨著時間,兩側(cè)逐漸凝固會產(chǎn)生收縮應(yīng)力,兩側(cè)的應(yīng)力會在此缺陷位置集中,但由于鑄件溫度較高。并無較度,在應(yīng)力拉扯情況下,容易開裂,再者,若此位置再有夾砂之類的缺陷,便有了裂紋源,在應(yīng)力集中的情況下,更容易產(chǎn)生熱裂紋,為了避免此位置再次出現(xiàn)裂紋,在后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中在此位置割筋,割筋冷卻速度較快。在一定的時間內(nèi)便會具有較高的強(qiáng)度,可以有效由于應(yīng)力過大產(chǎn)生裂紋的傾向,型腔清潔程度,裂紋源,在此改進(jìn)措施下,該系列船后續(xù)產(chǎn)品在該位置未再次產(chǎn)生裂紋,控。特征:裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線,熱裂紋斷口表面被強(qiáng)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(nèi)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(lián)系,多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側(cè),厚薄斷面交接處,澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因:金屬模鑄造容易產(chǎn)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(nèi)應(yīng)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。液態(tài)金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產(chǎn),通常稱為金屬液態(tài)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(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件,特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。適應(yīng)性強(qiáng),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(shè)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(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)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(shù)特點:適合于制成形狀復(fù)雜,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯,適應(yīng)性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。
(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態(tài)或半固態(tài)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(tài)金屬利用率高,工序簡化和等優(yōu)點,是一種節(jié)能型的,具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù),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(fù)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(fù)位,可內(nèi)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(chǎn)生,便于實現(xiàn)機(jī)械化,自動化,應(yīng)用:可用于生產(chǎn)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(jié)組合成模型。:1、應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)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(dá)到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力。3、應(yīng)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。
毛坯的的成形工藝,應(yīng)用:汽車的發(fā)動機(jī)氣缸體,氣缸蓋,曲軸等鑄件(2)熔模鑄造(investmentcasting)熔模鑄造:通常是指在易熔材料制成模樣。在模樣表面若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化型殼,從而無分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案,常稱為[失蠟鑄造",熔模鑄造工藝流程工藝特點優(yōu)點:尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復(fù)雜的鑄件。且鑄造的合金不受,缺點:工序繁雜,費用較高應(yīng)用:適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜,精度要求高,或很難進(jìn)行其它加工的小型零件,如渦輪發(fā)動機(jī)的葉片等,(3)壓力鑄造(casting)壓鑄:是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型。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(yán)重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現(xiàn)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。
所以對砂型四周和底部的出氣孔的位置和距離一定要按照規(guī)定來制作。底部的出氣孔在烘烤以后要用型砂塞好,它們的作用就是在澆注中讓砂型產(chǎn)生的氣體順利的去,如果這些氣體不暢極易鉆入已經(jīng)充滿砂型的鋼水之中造成鑄件氣孔,澆注環(huán)節(jié)也是一個非常重要的節(jié)點,現(xiàn)在用的熱風(fēng)烘烤是一個很好的。熱風(fēng)一定要從澆口里吹入,這樣會把耐火磚面的潮氣趕走,如果從冒口里吹熱風(fēng),橫澆口里濕氣無法趕走鋼水進(jìn)入時會帶進(jìn)鑄件里,澆注前30分鐘內(nèi)才能拿掉熱風(fēng),不能時間太長,否則降溫又是一個吸潮的了,控制澆注溫度對氣孔的產(chǎn)生也是很重要的因素之一。溫度對侵入性氣孔和析出性氣孔的的有著非常重要的意義,以前很少做的鑄件探傷檢驗現(xiàn)在成了家常便。形成原因:1、金屬模具排氣設(shè)計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質(zhì)不好(人為、材料)。4、澆道開設(shè)的位置不當(dāng)。5、澆注速度太慢等。鑄件在金屬型內(nèi)收縮量愈大,取出采用困難,而且鑄件易產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700~950℃,開型時間為澆注后10~60秒。優(yōu)點:與砂型鑄造相比,金屬型鑄造有如下優(yōu)點:復(fù)用性好,可“一型多鑄”,節(jié)省了造型材料和造型工時。由于金屬型對鑄件的冷卻能力強(qiáng),使鑄件的組織致密、機(jī)械性能高。鑄件的尺寸精度高,公差等級為IT12~I(xiàn)T14;表面粗糙度較低,Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少,了勞動條件。缺點及局限性:金屬型的制造成本高、周期長、工藝要求嚴(yán)格,不適用于單件小批量鑄件的生產(chǎn),主要適用于有色合金鑄件的大批量生產(chǎn),如飛機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、摩托車等用的鋁、汽缸體、汽缸蓋、油泵殼體及銅合金的軸瓦、軸套。
:1、正確設(shè)計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件,涂料不要太薄,適當(dāng)加厚涂料層有利于成型。3、適當(dāng)模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機(jī)械震動金屬模澆注。
貴州ZG35Cr24Ni7SiN鑄鋼件夾具特征:在鑄件表面或內(nèi)部形成相對規(guī)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。
而應(yīng)采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測技術(shù)(PAUT)的使用PAUT技術(shù)也被用于32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中,PAUT是一種依據(jù)設(shè)定的聚焦法則對陣列各個單元在發(fā)射或接收聲波時施加不同的時間(或電壓),通過波束形成實現(xiàn)檢測聲束的。偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測成像技術(shù),通過檢驗發(fā)現(xiàn),PAUT技術(shù)可有效檢測出鑄鋼件軸孔位置所關(guān)注區(qū)域的內(nèi)部缺陷,與的A脈沖超聲波檢測技術(shù)結(jié)果基本一致,的A脈沖超聲波檢測技術(shù)無法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進(jìn)行對比,且探傷結(jié)果無法數(shù)字化儲存,使用PAUT技術(shù)C掃描成像的缺陷檢測,可以更加準(zhǔn)確的判斷缺陷的形狀,鑄件結(jié)構(gòu)方面鑄件的形狀與尺。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(qiáng)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(jìn)型腔。
:1、砂芯制作時嚴(yán)格按工藝生產(chǎn),檢查品質(zhì)。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。煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂,加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面,防止鑄件產(chǎn)生粘砂,夾砂等缺陷,其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體,防止鐵液被氧化,或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體,使金屬液與鑄型材料之間和囪粒孔隙中的氣體壓力猛增,有效地防止液態(tài)金屬的滲入,3.煤粉受熱軟化,結(jié)焦變成膠質(zhì)體,堵塞或砂粒的孔隙,使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳,它是一種微晶碳或不定型石墨,不被鐵液及其他氧化物,就會形成熱。