1 由于铸件在金属型中冷却凝固得比砂型中快,金属型又无容让性,因此在金属型铸造时,铸件中产生的铸造应力比砂型铸件要大裂纹倾向性也大,还容易产生浇不足、冷隔、白口(对于铸铸件)等缺陷。通常:
(1) 在防止金属型铸造铸件产生裂纹方面应注意以下结构问题:
A 在壁厚均匀、壁间过渡与连接要缓和、较角处圆角适当等各方面的要求应比砂型铸造铸件更严格一些;
B 应将垂直相连的壁改为倾斜相连;
C 对于结构上比较薄弱的部分应设肋、凸台等予以加强,以防铸造裂纹;
D 应尽量减少有阻碍铸件自由收缩的凸台、肋、凸缘等突出部分;
E 在铸件上布置加强肋时,还应考虑到它对铸件收缩的影响。
(2) 在防止金属型铸造铸件产生浇不足、冷隔等方面应注意以下结构问题:
A 铸件壁厚要适当不能过薄,特别是当铸件轮廓尺寸较大时更不能过薄;
B 应避免大的水平面,因为它使得铸件在浇注时,金属液上升得很慢,与空气接触的面大,易氧化,同时由于金属型散热快,金属液很快失去流动性,易造成浇不足、冷隔、夹渣等缺陷;
C 铸件的外形应尽量具有流线形避免尖棱角与急剧变化的连接等结构形状,以利于金属液的流动。
2 在设计形状较复杂的金属型铸件时,如果生产工艺有较大的困难,应在不影响铸件使用条件下,尽量使铸件外形简单,强构改变,以便于从金属型中取出铸件。
3 在设计金属型铸造铸件的基本结构单元及其参数选定时,通常还应注意:
(1)由于金属型散热快,因此金属型铸造铸件的最小壁厚应比砂型铸造铸件的要大一些;
(2)铸件内壁和内肋的厚度一般应取相连外壁厚度的 0.6~0.7 ,否则由于内壁(肋)冷得慢,在铸件收缩时易在内外壁交接处产生裂纹;
(3)为防止灰铸铁件产生白口,除从工艺上采取措施外,必须使其壁厚不能过薄(有些资料指出,壁厚在 15mm 以上时,用金属型铸造铸件的转角处都必须采用圆角,对于铝合金、镁合金金属型铸造铸件的铸造圆角不应小于 3~4m;
(4)由于金属型和芯无让性,为便于取出铸件和抽出型,金属型铸造铸件的铸造斜度应比砂型铸造件的适当大一些,一般应大 30%~50% ,应该指出:铸造斜度大小除与合金种类、壁的高度有关外,还与铸件表面的位置有关,凡在铸件冷却收缩时与金属型表面有脱离倾向的铸件表面可设计较小的斜度,而在铸件收缩时趋向于压紧在金属型上的铸件表面应给予较大的斜度。
(1)金属型铸造工艺设计 金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。
l)铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等,从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布,进而影响铸件的生产效率,尺寸精度等内、外质量。
因此,铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2)浇冒系统。
铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能,同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。
正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外,附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场,显示铸件可能产生缩松(孔)的危险部位,从而指导工艺设计,并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷,如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯,尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场,难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统,生产工艺不稳定。
百分之百的缸盖需浸渗,对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求;而从冒口直接注入铝液,铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔,保证了铸件合理的冷却梯度,即自下而上的顺序凝固方式,消除了缩松缺陷,缸盖成品率显著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试验工件,并称后者为DYPUR法。
该法使型简化、紧凑,节省铝液,铸件成品率高。采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷,对铸件的力学性能和气密性影响也不大。
当然,浇冒系统的开设位置、结构和尺寸大小除考虑铸件凝固温度场外,还需兼顾型复杂程度,金属液充型是否平稳,是否具有撇渣和排气等功能。 3)金属型工作温度。
同样,金属型工作温度和各部分的温差对铸件的冷却温度场有着重要的作用。对金属型局部过热区域强制水冷和风冷是为了保证该区域保持正常的工作温度,提高生产效率,同时消除过热,保证正常的冷却温度场。
金属型工作温度控制比较先进和有效手段是控制冷却水出口温度,出口温度*冷却循环水循环速度调节。如意大利Fata公司和法国Sifa公司设计制造的金属型都有先进的水、风冷却装置。
此外,对于局部厚大热节部位还可镶嵌热导率高或蓄热量大的金属嵌块或调节涂料层厚度和涂料种类以保证铸件形成合理的冷却温度梯度,消除局部缩松(孔)缺陷。
一:在设计形状较复杂的金属型铸件时,如果生产工艺有较大的困难,应在不影响铸件使用条件下,尽量使铸件外形简单,强构改变,以便于从金属型中取出铸件。
二:在设计金属型铸造铸件的基本结构单元及其参数选定时,通常还应注意:( 1 )由于金属型散热快,因此金属型铸造铸件的最小壁厚应比砂型铸造铸件的要大一些,各种铸造合金、不同大小的金属型铸造铸件的最小壁厚可参见表1.1-31选取;( 2 )铸件内壁和内肋的厚度一般应取相连外壁厚度的0.6-0.7,否则由于内壁(肋)冷得慢,在铸件收缩时易在内外壁交接处产生裂纹;( 3 )为防止灰铸铁件产生白口,除从工艺上采取措施外,必须使其壁厚不能过薄(有些资料指出,壁厚在15mm以上时,用金属型铸造铸件的转角处都必须采用圆角,对于铝合金、镁合金金属型铸造铸件的铸造圆角不应小于3-4m,对于铸铁、铸钢、铜合金金属型铸造件的铸造圆角可参见表1.1-32选取;( 5 )由于金属型和芯无让性,为便于取出铸件和抽出型,金属型铸造铸件的铸造斜度应比砂型铸造件的适当大一些,一般应大30%-50%,应该指出:铸造斜度大小除与合金种类、壁的高度有关外,还与铸件表面的位置有关,凡在铸件冷却收缩时与金属型表面有脱离倾向的铸件表面可设计较小的斜度,而在铸件收缩时趋向于压紧在金属型上的铸件表面应给予较大的斜度,各种合金的金属型铸造铸件的铸造斜度
铸钢件是用铸钢制作的零件,与铸铁性能相似,但比铸铁强度好。
铸钢件在铸造过程中易出现气孔缺陷、角度定位不准确等缺点,在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象。铸钢件清理注意事项及其要求:铸钢件在未完全凝固前,不能搬动铸件,也不准在600℃以上喷水强冷。
铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。铸钢件造型工艺的基本原则:质量要求高的面或主要加工面应放在下面;大平面应放在下面;薄壁部分应放在下面;厚大部分应放在上面;应尽量减少砂芯的数量;应尽量采用平直的分型面。
铸钢件造型工艺的基本要求:木模:要求轮廓完整,无裂纹、无破损、无残缺,表面光洁,尺寸符合铸造工艺图纸要求,并经常进行尺寸校验。砂箱:砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定,大、中型砂箱应焊接箱筋。
(一)工作流程:清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收(二)操作方法及质量标准:1、准备工作按照要求佩戴好劳保用品,并对工作环境进行安全确认;准备好所用机器设备和工具,并认真检查,确保机器设备、工具完好,能正常、安全运行和使用。2、正常操作:(1)利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。
(2)铸件废砂清理完毕,按照《气割安全技术操作规程》操作割枪,切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。(3)铸件切割完毕,符合要求。
按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机,对铸件残缺部位进行焊补,确保铸件完整。(4)焊补完毕,复合工艺要求。
利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理,保证切割部位和焊补部位光洁、平整。(5)打磨完毕,进行验收,准备热处理。
1由于铸件在金属型中冷却凝固得比砂型中快,金属型又无容让性,因此在金属型铸造时,铸件中产生的铸造应力比砂型铸件要大裂纹倾向性也大,还容易产生浇不足、冷隔、白口(对于铸铸件)等缺陷。
通常:(1)在防止金属型铸造铸件产生裂纹方面应注意以下结构问题:A在壁厚均匀、壁间过渡与连接要缓和、较角处圆角适当等各方面的要求应比砂型铸造铸件更严格一些;B应将垂直相连的壁改为倾斜相连;C对于结构上比较薄弱的部分应设肋、凸台等予以加强,以防铸造裂纹;D应尽量减少有阻碍铸件自由收缩的凸台、肋、凸缘等突出部分;E在铸件上布置加强肋时,还应考虑到它对铸件收缩的影响。 (2)在防止金属型铸造铸件产生浇不足、冷隔等方面应注意以下结构问题:A铸件壁厚要适当不能过薄,特别是当铸件轮廓尺寸较大时更不能过薄;B应避免大的水平面,因为它使得铸件在浇注时,金属液上升得很慢,与空气接触的面大,易氧化,同时由于金属型散热快,金属液很快失去流动性,易造成浇不足、冷隔、夹渣等缺陷;C铸件的外形应尽量具有流线形避免尖棱角与急剧变化的连接等结构形状,以利于金属液的流动。
2在设计形状较复杂的金属型铸件时,如果生产工艺有较大的困难,应在不影响铸件使用条件下,尽量使铸件外形简单,强构改变,以便于从金属型中取出铸件。3在设计金属型铸造铸件的基本结构单元及其参数选定时,通常还应注意:(1)由于金属型散热快,因此金属型铸造铸件的最小壁厚应比砂型铸造铸件的要大一些;(2)铸件内壁和内肋的厚度一般应取相连外壁厚度的0。
6~0。 7,否则由于内壁(肋)冷得慢,在铸件收缩时易在内外壁交接处产生裂纹;(3)为防止灰铸铁件产生白口,除从工艺上采取措施外,必须使其壁厚不能过薄(有些资料指出,壁厚在15mm以上时,用金属型铸造铸件的转角处都必须采用圆角,对于铝合金、镁合金金属型铸造铸件的铸造圆角不应小于3~4m;(4)由于金属型和芯无让性,为便于取出铸件和抽出型,金属型铸造铸件的铸造斜度应比砂型铸造件的适当大一些,一般应大30%~50%,应该指出:铸造斜度大小除与合金种类、壁的高度有关外,还与铸件表面的位置有关,凡在铸件冷却收缩时与金属型表面有脱离倾向的铸件表面可设计较小的斜度,而在铸件收缩时趋向于压紧在金属型上的铸件表面应给予较大的斜度。
浇注工艺是铸钢件整个生产流程中至关重要的一个环节,如果该环节没有处理得当铸造出合格的铸钢件很困难,因此在铸钢件生产中,应该严格按照要求来进行浇注环节各项操作。
首先,在浇注前企业应该做足准备工作,以保证后续的浇注操作能够顺利进行。浇注前准备工作包括:a. 清理浇注场地,保证浇注流程安全顺利完成。b. 检查浇包的修理质量、烘干预热情况及运输与倾转机构的灵活性和可靠牲;c. 了解浇注合金的种类,估算待浇注铸型的数量和所需金属液的重量,防止浇注中存在金属液不足、铸型数量不够的现象。
为了获得合格的铸钢件,严格控制浇注温度、浇注速度,严格遵守浇注操作规程很关键。
(1)就浇注温度而言,浇注温度对铸件质量影响很大,应该根据合金种类、铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。根据碳钢的型号选择合理的浇注温度,一般浇注温度在1540-1580℃(浇包内钢水温度)之间。
(2)就浇注速度而言,在保证型腔内的气体排出顺畅的条件下,对要求同时凝固的铸件可采用较高浇注速度,对要求实现顺序凝固的铸件,尽可能采用较低的浇注速度。
(3)就浇注操作要求而言一般需要按照以下几点来遵守:a.浇注大、中型铸钢件,钢水要在钢包内静置1-2min镇静后进行浇注。b. 浇注后待铸件凝固完毕,要及时卸除压铁和箱卡,以减少铸件收缩阻力,避免铸件产生裂纹缺陷。
造型机使用注意事项:
1、造型机造型时检查冷却水系统。
2、一周检查水管,气管,油管及电路接头是否松动。
3、一周检查地脚螺栓及传动紧固件。
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5、配合浇注紧密联合,不需要造型时及时通知混砂,以免斗内型砂长时间不用而干燥。
6、危及到人生安全或设备损坏时,红色按急停按钮。
7、造型机设备运行出现异常停顿时,按中停;然后参看故障查询。
8、造型机出现故障必须通知电炉及混砂。
9、下班前,必须将浇注完的型箱推出浇注区,以免下一班造型时,砂型脱落掉砂。清扫造型区域卫生,给下一班准备足够砂芯,脱模剂(煤油)等辅料,填写交接班记录,交代清楚后方可下班。
铝铸件加工设计要点:1、铝铸件的形状结构要求:a、消除内部侧凹;b、避免或减少抽芯部位;c、避免型芯交叉;合理的铝铸件结构不仅能简化压铸型的结构,降低制造成本,同时也铸件质量。
2、铸件设计的壁厚要求:铝铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素,壁厚与整个工艺规范有着密切关系,如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力(终比压)的作用、留模时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率;铝合金铝铸件的合理壁厚如下:铝铸件表面积/mm2壁厚S/mm≤251.0~3.0>;25~1001.5~4.5>;100~4002.5~5.0>;4003.5~6.0。3、铸件设计筋的要求:筋的作用是壁厚改薄后,用以提高零件的强度和刚性,防止减少铸件收缩变形,以及避免工件从模具内顶出时发生变形,填充时用以作用辅助回路(金属流动的通路),铝铸件筋的厚度应小于所在壁的厚度,一般取该处的厚度的2/3~3/4。
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