铸造:将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。
一、铸造的概述
(一)铸造特点
1、优点:
(1)可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯,如箱体、气缸体等。
(2)适应范围广。
(3)铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑,设备费用较低。
⑷铸件的尺寸与质量几乎不受限制。
⑸铸件的形状、尺寸与零件很接近,因而减少了切削加工的工作量,可节省大量金属材料 。
2、缺点
(1)生产工序繁多、工艺过程较难控制、铸件易产生缺陷。
(2)铸件的尺寸均一性差,尺寸精度低,
(3)和相同形状、尺寸的锻件比,铸件的内在质量差,承载能力不及锻件。
⑷工作环境差,温度高、粉尘多,劳动强度大。
(二)铸造的分类
最基本的工艺方法是砂型铸造,还有多种特种铸造方法,如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。
砂型铸造
用型砂紧实成形的铸造方法。可分为湿砂型(不经烘干可直接进行浇注的砂型)铸造和干砂型(经烘干高黏土砂型)铸造两种。
工艺过程一般由造型、造芯、烘干、合型、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。
二、砂型的制作
(一)砂型
铸型: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、型心和浇冒口系统的组成整体。
砂型:用型砂制成的铸型;砂型的制作是砂型铸造工艺过程的主要工序。
(二)造型材料
制造型砂和砂芯的材料,包括砂、黏土、有机或屋脊粘结剂和其他附加物。
型(芯)砂的性能要求:
(1) 可槊性:型砂在外力作用下成形,外力消除后仍能保持其形状的性能
(2) 强度:抵抗外力破坏的能力
(3) 耐火性:型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表面的性能
(4) 透气性:
(5) 退让性:铸件冷却收缩时,砂型与型芯的体积可以被压缩的性能
(三)模样和芯盒
1、模样:
由木材、金属或其他材料制成,用来形成铸型型腔的工艺装备,模样是按照根据零件图样要求绘制的铸造工艺图样制造的
制造模样注意的几点:
⑴ 加工余量:指为了保证逐渐加工面尺寸和两件精度,在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。其大小根据铸件尺寸公差和加工余量等级来确定。一般小型铸件的加工余量为2-6mm;
⑵ 收缩余量:指为了补偿铸件收缩,模样比铸件图样增大的数值;
⑶ 起模斜度:指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱落。平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度,一般为0.5°-3°;
2、芯盒:
制造型芯或其他类耐火材料芯所用的装备。
(四)造型
用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。分为手工造型、机器造型和自动化造型。
(五)造芯
制造型芯的过程,是为了获得铸件的内孔或局部外形,用芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。
(六)浇注系统和冒口
浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成;其作用:保证熔融的金属平稳、均匀、连续地充满型腔;阻止熔渣、气体和砂粒随熔融金属进入型腔;控制逐渐冷凝收缩时所需补充的金属溶液(补缩)。
冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。除补缩外,冒口有时还起排气和集渣的作用,一般设在铸件最高处或最厚处。
(七)合型
将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程(又称合箱)。