普通砂型鑄造的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)劑。的鑄造砂是硅質(zhì)砂,硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應(yīng)用*的型砂粘結(jié)劑是粘土,也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。
砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。
砂型鑄造用的是和類型的鑄件已延用幾個世紀(jì).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(shù)的選擇
1.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(yīng)預(yù)先留出一定的加工余量,其大小取決于鑄造合金的種類、造型方法、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因素。
2.起模斜度
為了使模樣便于從鑄型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。
3.鑄造圓角
為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋,防止鑄型的尖角損壞和產(chǎn)生砂眼,在設(shè)計鑄件時,鑄件壁的連接和拐角部分應(yīng)設(shè)計成圓角。
4.型芯頭
為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣,模樣和型芯都要設(shè)計出型芯頭。
5.收縮余量
由于鑄件在澆注后的冷卻收縮,制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。
優(yōu)點:
1.粘土的資源豐富、價格便宜。使用過的粘土濕砂經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗螅^大部分均可回收再用;
2.制造鑄型的周期短、工效高;
3.混好的型砂可使用的時間長;
4.適應(yīng)性很廣。小件、大件,簡單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用;
缺點及局限性:
1.因為每個砂質(zhì)鑄型只能澆注一次,獲得鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;
2.鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差;
3.鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內(nèi),金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。
a)合型澆注 b) 壓射 c) 開型頂件
冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內(nèi),然后壓射沖頭前進(jìn),將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中,壓室垂直于坩堝內(nèi),金屬液通過壓室上的進(jìn)料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運動,推動金屬液通過鵝頸管進(jìn)入型腔。金屬液凝固后,壓鑄模具打開,取出鑄件,完成一個壓鑄循環(huán)。
熔模鑄造用蠟料做模樣時,熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣,在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化排出型殼,從而獲得無分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造,故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造"。
可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。
熔模鑄造工藝過程
優(yōu)點:
1.尺寸精度較高。一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7);
2.可以提高金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著減少產(chǎn)品的成形表面和配合表面的加工量,節(jié)省加工臺時和刃具材料的消耗;
3.能最大限度地提高毛坯與零件之間的相似程度,為零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很大方便。鑄造形狀復(fù)雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復(fù)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;
4.不受合金材料的限制。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、鈦合金以及貴金屬等材料的鑄件。對于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料,特別適宜于用精鑄方法鑄造;
5.生產(chǎn)靈活性高、適應(yīng)性強熔模鑄造既適用于大批量生產(chǎn),也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生產(chǎn)。
缺點及局限性:
鑄件尺寸不能太大工藝過程復(fù)雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形方法中,工藝最復(fù)雜,鑄件成本也很高,但是如果產(chǎn)品選擇得當(dāng),零件設(shè)計合理,高昂的鑄造成本由于減少切削加工、裝配和節(jié)約金屬材料等方面而得到補償,則熔模鑄造具有良好的經(jīng)濟性。
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