第八講 1 鑄鋼和有色鑄件生產Productionofcaststeelandnonferrousalloycomponents2特種鑄造Specialfoundry 1 鑄鋼和有色鑄件生產TheManufacturingofCastSteelandNonferrousCastings 一 鑄鋼件生產1 鑄鋼種類 按化學成分 碳鋼和合金鋼以中碳鋼為主即 ZG25 ZG45 合金鋼 低合金和高合金鋼 2 牌號 1 碳鋼 CarbonSteel ZG 碳的萬分數 2 合金鋼 AlloySteel 低合金鋼 ZG40Mn ZG30MnSi高合金鋼 ZGMn13 ZG1Cr18Ni9Ti ZG1Cr13 2 3 鑄鋼生產特點 1 鑄鋼鑄造性能差 應采取 1 高耐火度 高強度和透氣性好鑄型 2 順序凝固的工藝 3 控制澆注溫度1500 1650 2 鑄鋼存在鑄造 組織缺陷和大應力 進行熱處理 1 碳含量大于0 35 或結構復雜 退火 2 碳含量小于0 35 正火 高溫回火 3 鑄鋼不能 淬火處理 3 鑄鋼齒圈鑄造工藝 4 鑄鋼齒圈 5 薄壁鑄鋼件鑄造工藝 6 二 有色鑄件生產 NonferrousCastings 1 鋁合金件 1 分類及性能 1 鋁 硅合金 鑄造性能最好 用的最多 2 鋁 銅合金 耐熱 強度高 但鑄造性能差 3 鋁 鎂合金 抗蝕性和機械性能好 有光澤 4 鋁 鋅合金 鑄態下強度高 但易開裂 不采用 2 鑄造工藝特點 1 除鋁 硅合金鑄造性能好 其它的均不太好 鑄件致密性差 2 鋁合金熔點低 適合于金屬型鑄造和壓力鑄造 7 3 鋁合金熔煉特點 鋁在高溫下極易氧化形成高熔點的三氧化二鋁夾渣 和吸氣 氫氣 所以熔煉關鍵是除渣和排氣 1 用六氯乙烷 或氯化鋅 精煉 2 采用坩堝爐或感應爐熔煉 2 銅合金鑄件的生產 1 分類 1 純銅 紫銅 導電性和導熱性好 2 銅 錫合金 錫青銅 很好耐磨性和耐腐蝕性 3 銅 鋁合金 鋁青銅 強度和塑性均高于錫青銅 4 銅 鉛合金 鉛青銅 很好耐磨性 5 銅 鋅合金 黃銅 強度高 成本低 鑄造性能好 8 2 銅合金鑄造特點 1 錫青銅 結晶溫度范圍寬 鑄造性能差 但不易氧化 2 鋁青銅或鋁黃銅 結晶溫度范圍窄 逐層凝固 由于鋁容易氧化 形成夾渣 應采取擋渣措施 3 黃銅 鑄造性能好 在錫青銅和鋁青銅之間 硅黃銅鑄造性能在黃銅中是屬于最好的 采用順序凝固進行補縮 9 3 銅合金熔煉特點 銅易氧化和吸氣 應采取 1 用木炭 碎玻璃 蘇打或硼砂覆蓋液面 2 脫氧 磷 鋁和鋅 3 除氣 氫氣 方法 吹氮氣 加氯鹽或沸騰法 4 精練 如鋁青銅應用蘇打 螢石 冰晶石等堿性熔劑精練 10 三 特種鑄造Specialfoundry 1 定義 砂型以外鑄造方法統稱 2 常見特種鑄造 熔模鑄造陶瓷鑄造金屬型鑄造連續鑄造壓力鑄造擠壓鑄造離心鑄造真空吸鑄低壓鑄造實型鑄造 11 重點特種鑄造 1 熔模鑄造InvestmentFoundry 1 工藝過程 2 特點 鑄件尺寸精度高 表面粗糙度低 用于生產形狀復雜鑄件 工序繁多 周期長和不宜大件 12 熔模鑄造工藝過程 13 2 金屬型鑄造MetalMould 1 工藝過程 2 特點 鑄件機械性能高 尺寸精度高 表面粗糙度低 生產率高 金屬型不透氣 無退讓性和制造成本高 14 金屬型種類 15 3 壓力鑄造PressureFoundry 1 工藝過程特點 高速 0 5 120M s 高壓 500MPa 2 特點 適合薄壁件 鑄件性能比砂型高25 30 尺寸精度高 粗糙度低 生產率高 缺點 鑄件易有氣孔 16 臥式壓力鑄造 Horizontal 17 立式壓力鑄造 Upright 18 19 20 4 離心鑄造 CentrifugalFoundry 1 工藝過程 離心力充型和凝固 2 特點 不用芯子獲得套筒類鑄件 氣體 夾雜的排除和補縮 鑄件性能好 鑄件無澆 冒口 金屬消耗少 可獲得雙金屬鑄件 缺點 鑄件存在比重偏析 21 立式離心鑄造 22 臥式離心鑄造 23 5 低壓鑄造 1 工藝過程 壓力為20 60千帕 2 特點 鑄件致密 機械性能好 適合薄壁復雜件 簡化了澆 冒系統 節約了金屬 易于自動化 降低勞動強度 適合于生產耐壓 防漏鑄件 24 低壓鑄造原理圖 25 6 陶瓷鑄造 CeramicsFoundry 1 工藝過程 用剛玉粉與硅酸乙酯水解液配制漿料灌注 獲得鑄型與陶瓷相似 2 特點 與熔模比 生產大型精密件 不適合批量大 重量輕和形狀復雜的件 26 27 28 7 連續鑄造 ContinuousFoundry 1 工藝過程 金屬液連續澆入結晶器一端 又不斷拉出已凝固鑄件方法 2 特點 1 鑄件冷速快 組織致密 長度方向組織均勻 2 無澆 冒口 節約金屬 3 易于自動化 生產率高 4 只能生產截面不變的長形件 29 30 31 8 擠壓鑄造 Extrusion 1 工藝過程 金屬液澆入兩半型間 兩半型靠攏將金屬液擠壓充滿鑄型 雜質和氣泡隨多余金屬液的溢出而排出 2 特點 鑄件致密 機械性能好 尺寸精度高 粗糙度低 工序簡單 生產率高 適合于輕合金薄板型鑄件 32 33 9 真空吸鑄 VacuumFoundry 1 工藝過程 在結晶器內建立真空 使金屬液上升到型腔結晶獲得鑄件 2 特點 鑄件組織致密 機械性能高 省了澆 冒口 節約金屬 易自動化 提高生產率和降低勞動強度 不適合形狀復雜鑄件 34 35 10 實型鑄造Blockmould 1 工藝過程 用氣化模造型 不取模型直接澆注 鋼丸代替型砂為磁型 2 特點 1 鑄件尺寸精度高 加工余量小 2 無二氧化硅污染 3 鑄件易清理 不起模 生產率高 4 不適合厚大 復雜鑄件 5 氣化模污染空氣 36 37 38 11 石墨型鑄造 低熔點金屬液澆注到石墨鑄型中 獲得鑄件 石墨型鑄造特點 1 石墨型導熱能力強 鑄件組織致密 性能較高 2 石墨硬度低 加工容易 3 石墨型會往鑄件中滲碳 不適合生產低碳鋼鑄件 總之 適合于中 小批量 低熔點合金 如銅 鋁 鋅等合金鑄件 39 三 新出現的幾種特種鑄造 1 差壓鑄造 采用干燥壓縮空氣或惰性氣體 形成50KPa壓差 使金屬液充型和凝固的鑄造方法 特點是充型平穩 鑄件組織致密 機械性能高 2 V法鑄造 用嚴密塑料薄膜 使無粘結劑的砂子 在真空狀態下緊實而獲得鑄件的方法 特點是無灰塵 無需砂處理系統 只是鑄件不能太大 太復雜 40 41 42 3 流變鑄造 凝固期激烈攪拌金屬液 當固體達50 澆入壓型中獲得鑄件的方法 4 觸變鑄造 將流變鑄造坯料加熱至半固態 放入壓型中形成鑄件方法 43 44 45 詞匯 特種鑄造 SpecialFoundry碳鋼 CarbonSteel合金鋼 AlloySteel有色鑄件生產 NonferrousCastings Production特種鑄造 SpecialFoundry熔模鑄造 InvestmentFoundry 46 金屬型鑄造 MetalMouldFoundry壓