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熔模锻造
熔模锻造又称”失蜡锻造”,通常是在蜡模外貌涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而制成型壳,再经过焙烧,然后进行浇注,而获得铸件的一种方法,由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和外貌光洁度,故又称”熔模精密锻造”
可用熔模锻造法出产的合金品类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。
熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm,铸件的最小壁厚为0.3mm。在出产中可将一些本来由几个零件组合而成的部件,经由过程改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模锻造铸出,以节省加工工时和金属材料的消耗,使零件结构更为合理。
熔模铸件的重量大多为零点几十牛(即几十克到几公斤),过重的铸件用熔模锻造法出产较为麻烦,但目前出产大的熔模铸件的重量已达800牛左右。
熔模锻造工艺过程较复杂,且不容易控制,施用和消耗的材料较贵,故它适用于出产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等。
压力锻造
压力锻造(简称压铸)的实质是在高压效用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。
1、 压铸特点
高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它经常使用的压射比压是从几千至几万kPa,甚至高达2×105kPa。充填速度约在10~50m/s,有些时候甚至 可达100m/s以上。充填时间很短,一般在0.01~0.2s范围内。与其它锻造方法相比,压铸有以下三方面优点:
1)产物质量好
铸件尺寸精度高,一般相当于6~7级,甚至可达4级;外貌光洁度好,一般相当于5~8级;强度和硬度较高,强度一般比砂型锻造提高25~30%,但延长率 降低约70%;尺寸稳定,互换性好;可压铸薄壁复杂的铸件。例如,当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm;铝合金铸件可达0.5mm;最小铸出孔径为 0.7mm;最小螺距为0.75mm。
2)出产效率高
机器出产率高,例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600~700次,小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000~7000次;压铸型寿命长,一付压铸型,压铸钟合金,寿命可达几十万次,甚至上百万次;易实现机械化和自动化。
3)经济效验优良
由于压铸件尺寸xx,表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接施用,或加工量很小,所以既提高了金属利用率,又减少了大量的加工设备和工时;铸件价格便易;可以接纳组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。
压铸虽然有很多优点,但也有一些缺点,尚待解决。如:
1). 压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,故接纳一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;
2). 对内凹复杂的铸件,压铸较为坚苦;
3).高熔点合金(如铜,玄色金属),压铸型寿命较低;
4).不宜小批量出产,其主要原因是压铸型制造成本高,压铸机出产效率高,小批量出产不经济。
离心锻造
将液态金属浇入旋转的铸型里,在离心力效用下充型并凝固成铸件的锻造方法。离心锻造用的机器称为离心锻造机。按照铸型的旋转轴方向不同,离心锻造机分为卧式立式和倾侧式3种。卧式离心锻造机主要用于浇注各种管状铸件,如灰铸铁球墨铸铁的水管和煤气管,管径最小75毫米,{zd0}可达3000毫米此外可浇注造纸机用大口径铜辊筒,各种碳钢、合金钢管以及要求内外层有不同成分的双层材质钢轧辊。立式离心锻造机则主要用以出产各种环形铸件和较小的非圆形铸件。
离心锻造所用的铸型,按照铸件形状、尺寸和出产批量不同,可选用非金属型(如砂型、壳型或熔模壳型)、金属型或在金属型内敷以涂料层或树脂砂层的铸型。铸型的转数是离心锻造的重要参数,既要有足够的离心力以增加铸件金属的致密性,离心力又不能太大,以避免阻碍金属的紧缩。尤其是对铅青铜,过大的离心力会在铸件内外壁间产生成分偏析。一般转速在每分钟几十转到1500转左右。
离心锻造的特点是金属液在离心力效用下充型和凝固,金属补缩效验好,铸件社团致密,机械机能好;锻造空心铸件不需浇冒口,金属利用率可大大提高。因此对某些特定形状的铸件来说,离心锻造是一种节省材料、节省能耗、高效益的工艺,但须特别注意采纳有效的安全措施。
消失模锻造
消失模锻造(又称实型锻造)是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占领模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型锻造方法。
1.铸件精度高:消失模锻造是一种近无余量、xx成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而酿成的尺寸误差。铸件外貌粗拙度可达Ra3.2至12.5μm;铸件尺寸精度可达DT7至9;加工余量最多为1.5至2mm,可大大减少机械加工的费用,和传统砂型锻造方法相比,可以减少40%至50%的机械加工间。2.设计灵活:为铸件结构设计供给了充分的自由度。可以经由过程泡沫塑料模片组合锻造出高度复杂的铸件。3.无传统锻造中的砂芯 因此不会出现传统砂型锻造中因砂芯尺寸禁绝或下芯位置禁绝确造成铸件壁厚不均。4.清洁出产 型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。5.降低投资和出产成本 减缓铸件毛坯的重量,机械加工余量小。
消失模锻造工艺与其他锻造工艺一样,有它的缺点和局限性,并非所有的铸件都适合接纳消失模工艺来出产,要进行详细分析。主要按照以下一些因素来考虑是不是接纳这种工艺。1.铸件的批量 批量越大,经济效益越可观。2.铸件材质 其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁–非铁合金–普通碳素钢–球墨铸铁–低碳钢和合金钢;经由过程必要的筹办以不致使工艺实验、调试周期过长。3.铸件大小 主要考虑相应设备的施用范围(如振实台,砂箱)。4.铸件结构 铸件结构越复杂就越能体现消失模锻造工艺的优越性和经济效益,对结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,接纳消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入出产。
壳型锻造
用薄壳铸型出产铸件的锻造方法。壳型锻造是德国人J.克罗宁于1943年发现的,1944年在德国首次应用,1947年后其他国家开始接纳。
工艺过程 用一种遇热硬化的型砂覆盖在加热的金属模板上,使其硬化为薄壳,薄壳厚度一般为6~12毫米,具有足够的强度和刚度,因此将上下两片型壳用夹具卡紧或用树脂粘牢后,不用砂箱便可组成铸型,浇注铸件金属模板的加热温度一般为300℃左右,施用的型砂为树脂砂,即以酚醛树脂为粘结剂的树脂砂。同样也可用上述方法将型芯制成薄壳芯制造薄壳铸型经常使用翻斗法。制造薄壳芯经常使用吹制法。
特点和用途 用树脂砂制造薄壳铸型或壳芯可显著减少施用的型砂数量,获得的铸件大概轮廓清晰,外貌光洁,尺寸xx,可以不用机械加工或仅少量加工。因此壳型锻造特别适用于出产批量较大、尺寸精度要求高、壁薄而形状复杂的各种合金的铸件。但壳型锻造施用的树脂价格昂贵,模板必须精密加工,成本较高,在浇注时还会产生有刺激性的气味,这在某种水平上限制了这种方法的广泛应用。树脂砂薄壳芯可与普通砂型或金属型彼此共同制造各种铸件。


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