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【涨知识】特种铸造6大分类

来源:本站整理 秩名 2016-05-30 浏览
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【涨知识】特种铸造6大分类,不知道你知道多少呢,作为业务员来说不一定要全懂,但一定要知道有那么事,特种铸造是指与砂型铸造不同的其它铸造方法。可列入特种铸造的方法有近二十种,常用的有金属型铸造、压力铸造、低压铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等。特种铸造在提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等方面具有独特的优点。

一、 金属型铸造

【金属型铸造】是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法。金属型可连续使用几千次至数万次,所以也称“永久型”。

1.金属型的材料与结构

金属型常采用铸铁或铸钢制造,按分型面不同,金属型有整体式、垂直分型式、水平分型式等。下图为垂直分型式金属型的结构。由底座、定型、动型等部分组成,浇注系统在垂直的分型面上,为改善金属型的通气性,在分型面处开有 0.2mm~0.4mm深的通气槽。移动动型、合上铸型后进行浇注,铸件凝固后移开动型取出铸件。

 

垂直分型式金属型

垂直分型式金属型

2.金属型铸造工艺要点

由于金属型的导热快、无退让性、无透气性,使铸件易出现冷隔与浇不到、裂纹、气孔等缺陷。因此金属型铸造必须采取一定的工艺措施:浇注前应将铸型预热,并在内腔喷刷一层厚 0.3mm~0.4mm的涂料,以防出现冷隔与浇不到缺陷,并延长金属型的寿命;铸件凝固后应及时开型、取出铸件,以防铸件开裂或取出铸件困难。

3.金属型铸造的特点及应用范围

金属型使用寿命长,可“一型多铸”,提高生产率;铸件的晶粒细小、组织致密,力学性能比砂型铸件高约25%;铸件的尺寸精度高、表面质量好;铸造车间无粉尘和有害气体的污染,劳动条件改善。金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高,且不能生产形状复杂的薄壁铸件,否则易出现浇不足和冷隔等缺陷;受铸型材料的限制,浇注高熔点的铸钢件铸铁件时,金属型的寿命低。

目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。如铝合金活塞、油泵壳体,铜合金轴瓦、轴套等。

二、 压力铸造

【压力铸造】是指熔融金属在高压下快速压入铸型中,并在压力下凝固的铸造方法,简称“压铸”。常用的压射比压为 5~150MPa,充型速度为0.5~50m/s,充型时间为0.01~0.2s。

1、压力铸造工艺过程

压铸工艺是在专门的压铸机上完成的,压铸机的主要类型有冷压室压铸机和热压室压铸机两类。下图为卧式冷室压铸机工艺过程示意图。冷室压铸机的熔化炉与压室分开,压室和压射冲头不浸于熔融金属中,浇注时将定量的熔融金属浇到压室中,然后进行压射。压铸机主要由合型机构、压射机构和顶出机构组成,压铸机的规格通常以合型力的大小来表示的。

 

卧式冷室式压铸机

卧式冷室式压铸机

 

卧式冷室式压铸机工作原理图

注入金属       压铸        抽芯        顶出铸件

卧式冷室式压铸机工作原理图

2、压力铸造的特点及适用范围

压力铸造具有如下特点:生产率高,便于实现自动化;铸件的精度高、表面质量好;组织细密、性能好;能铸出形状复杂的薄壁铸件。但压力铸造设备投资大,压铸型制造周期长、成本高;受压型材料熔点的限制,目前不能用于高熔点铸铁和铸钢件的生产;由于浇注速度大,常有气孔残留于铸件内,因此铸件不宜热处理,以防气体受热膨胀,导致铸件变形破裂。

目前压力铸造主要用于大批量生产铝、锌、铜、镁等非铁金属与合金件。如汽车、仪表、计算机、航空、摩托车、日用品等行业各类中小型薄壁铸件,如发动机气缸体、气缸盖、仪表壳体、电动转子、照相机壳体、各类工艺品、装饰品等。

 

常见压铸件

常见压铸件

三、熔模铸造

【熔模铸造】是用易熔材料制成模样,在模样上涂挂若干层耐火涂料,待硬化后熔出模样形成无分型面的型壳,经高温焙烧后即可浇注获得铸件的方法。由于易熔材料通常采用蜡料,故这种方法又称为“失蜡铸造”。

1、 熔模铸造的工艺过程

熔模铸造的主要工艺过程如图所示。

(1)蜡模制造  首先根据铸件的形状和尺寸,用钢、铜或铝合金制造压型;然后把熔化成糊状的蜡质材料(常用50%石蜡+50%硬脂酸)压入压型中,待冷却凝固后取出,修去分型面上的毛刺后得到单个的蜡模;为能一次铸出多个铸件,可将多个蜡模粘合在一个蜡制的浇注系统上,构成蜡模组。

(2)型壳制造  在蜡模组上涂挂耐火涂料层以制成具有一定强度的耐火型壳。首先将蜡模浸入涂料中(石英粉+水玻璃、硅酸乙酯等);取出后撒上石英粉(砂);再浸入氯化铵的溶液中进行硬化。重复上述过程4~6次,制成5~10mm厚的耐火型壳。待型壳干燥后,置于90~95℃的热水中浸泡,熔出蜡料即得到一个中空的型壳。

(3)焙烧、浇注  将型壳在850~950℃的炉内进行焙烧,去除残留的蜡料和水份,并提高型壳的强度;将焙烧后的型壳趁热置于砂箱中,并在其周围填充砂子或铁丸固定之,即可进行浇注。

熔模铸造的主要工艺过程如图所示。

 

熔模铸造工艺示意图

熔模铸造工艺示意图

2、 熔模铸造的特点及应用

熔模铸造是一种精密铸造工艺,铸件的尺寸精度高、表面质量好;适应性强,能生产出形状特别复杂的铸件,适合于高熔点和难切削合金,生产批量不受限制。但熔模铸造的工艺复杂、生产周期长、成本高,不适宜大件铸造。

熔模铸造适合于形状复杂、精密的中小型铸件(质量一般不超过 25kg);可生产高熔点、难切削的合金铸件。如用于形状复杂的涡轮发电机、增压器、汽轮机的叶片和叶轮,复杂刀具等,可生产各种不锈钢、耐热钢、磁钢等的精密铸件

四、离心铸造

【离心铸造】是指将金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型,在离心力的作用下凝固成铸件的铸造方法。 离心铸造多用于简单的圆筒体,铸造时不用型芯便可形成内孔。

1.离心铸造方法

离心铸造机按旋转轴的方位不同,可分为立式、卧式和倾斜式三种类型。下图为立式和卧式离心铸造法。立式机适宜铸造直径大于高度的圆环类铸件,卧式机适宜铸造长度大于直径的套类和管类铸件。

 

卧式离心铸造机

卧式离心铸造机

 

离心铸造方法

离心铸造方法

2.离心铸造的特点及应用

离心铸造可省去浇注系统和型芯,比砂型铸造省工省料,生产率高,成本低;铸件在离心力的作用下结晶,组织致密,基本上无缩孔、气孔等缺陷,力学性能好;便于双金属铸件的铸造。但铸件的内孔尺寸误差大、表面粗糙;铸件的比重偏析大,金属中的熔渣等密度小的夹杂物易集中在内表面。

离心铸造广泛用于大口径铸铁管、缸套、双金属轴承、活塞环、特殊钢无缝管坯等的生产。

五、陶瓷型铸造

【陶瓷型铸造】是指用陶瓷质耐火材料制成铸型而获得铸件的方法。是在砂型铸造和熔模铸造的基础上发展起来的一种精密铸造新工艺。

1.陶瓷型铸造的工艺过程

为节省价高的陶瓷材料,先用砂套模样、普通水玻璃砂制成一个型腔稍大于铸件的砂套;然后用铸件模样、陶瓷材料(如锆英粉、刚玉、铝钒土 +硅酸乙脂水解液),经灌桨、结胶、焙烧等工艺制成陶瓷铸型。工艺过程如图所示:

 

陶瓷型铸造工艺过程

(a)模样 (b)砂套造型 (c)灌桨 (d)喷烧 (e)合型 (f)铸件

陶瓷型铸造工艺过程

2.陶瓷型铸造特点及应用

陶瓷型的材料与熔模铸造的壳型相似,故铸件的精度和表面质量与熔模铸造相当;可适合于高熔点、难加工材料的铸造;而且与熔模铸造相比,铸件大小基本不受限制,工艺简单、投资少、生产周期短。但陶瓷型铸造原材料价格贵,因有灌桨工序,不适宜于铸造大批量、形状复杂的铸件,且生产工艺过程难以实现自动化和机械化。

陶瓷型铸造适宜于制造小批量、较大尺寸的精密铸件,较多用于各种模具的生产(如金属型、压铸模、塑料模、锻模等),还用于生产喷嘴、压缩机转子、阀体、齿轮、钻探用钻头、开凿隧道用刀具等。

六、实型铸造

【实型铸造】又称消失模铸造或气化模铸造。英文名为 Expendable Pattern Casting或缩写EPC。其原理是用泡沫塑料代替木模和金属模样,造型后不取出模样,当浇入高温金属液时泡沫塑料模样气化消失,金属液填充模样的位置,冷却凝固后获得铸件的方法。下图为实型铸造工艺过程示意图。

实型铸造时不用起模、不用型芯、不合型,大大减化了造型工艺,并减少了由制芯、取模、合型引起的铸造缺陷及废品;由于采用了干砂造型,使砂处理系统大大简化,极易实现落砂,改善劳动条件;由于不分型,铸件无飞翅毛刺,使清理打磨工作量减少 50%以上。但实型铸造气化模造成空气污染;泡沫塑料模具设计生产周期长,成本高,因而要求产品有相当的批量后才有经济效益;生产大尺寸的铸件时,由于模样易变形,须采取适当的防变形措施。

实型铸造适用于各类合金(钢、铁、铜、铝等合金),适合于结构复杂(铸件的形状可相当复杂)、难以起模或活块和外芯较多的铸件,如模具、气缸头、管件、曲轴、叶轮、壳体、艺术品、床身、机座等。

 

实型铸造过程示意图

实型铸造过程示意图

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