铸造新人学习专用帖[铸造基础知识培训]

xyzhlan

铸造新人学习专用帖
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铸造（casting）
　　铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。
　　铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：
　　①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。
　　②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
　　按照成型工艺可分为：
　　1.重力浇铸：砂铸，永久模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔。2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
　　铸造工艺通常包括：
　　①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
　　铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
　　金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
　　工艺流程简介
　　随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展，不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，速度快。
　　造型造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。
　　铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口、金属毛刺、披锋和合模线，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有磨光机、抛丸机、浇冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时 ，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
　　行业特点
　　铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件 ，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。
　　另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的。
　　铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。
　　铸造生产有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。
　　对于铸造工程师以及机械结构设计工程师而言，热处理是一项非常有意义，而具甚高价值用以改进材料品质的方法，借热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质，同时可以获得更高的强度、硬度，而改善其磨耗抵抗能力等等。
　　由于目的不同，热处理的种类非常多，基本主要可分成两大类，第一类是组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二则是基本的组织结构发生变化者。第一热处理程序，主要用於消除内应力，而此内应力系在铸造过程中由於冷却状况及条件不同而引起。组织、强度及其他机械性质等，不因热处理而发生明显变化。对於第二类热处理而言，基地组织发生了明显的改变，可大致分为五类：(1)软化退火：其目的主要在於分解碳化物，将其硬度降低，而提高加工性能，对於球状石磨铸铁而言，其目的在於获得具有甚高的肥力铁组织。(2)正常化处理：主要用改进或是使完全是波来铁组织的铸品获得均匀分布的机械性质。(3)淬火：主要为了获得更高的硬度或磨耗强度，同时的到甚高的表面耐磨特性。(4)表面硬化处理：主要为获得表面硬化层，同时得到甚高的表面耐磨特性。(5)析出硬化处理：主要是为获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。
　　行业趋势
　　铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。
　　铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面，将有新的发展。

[ 本帖最后由 xyzhlan 于 2009-6-4 14:51 编辑 ]

高山流水

还有磁悬浮铸造。就是用磁力将金属悬起，再加热融化。再调整各部位磁场强度，改变熔融金属的形状，再冷却成型的过程。仅用于形状很简单的铸件铸造。呵呵。

kabasiji1d

偶喜欢消失模技术，能不能抽空介绍下。

hudayong

磁悬浮铸造应该是在熔炼过程中采用的一种熔体处理技术。

xyzhlan

6# kabasiji1d
消失模铸造是一种几乎没有加工余量，且能精确成型的铸造工艺。容易实现清洁、批量生产，为铸件复杂结构设计提供了充分的自由度。金属液的流动前沿是热解的消失模产物（气体和液体），它会与金属液发生反映并影响到金属液质量，如果金属液充型过程中热解产物不能顺利排除，就容易引起气孔、皱皮、增碳等缺陷。这就要求工艺师掌握消失模铸造成形原理，正确设计浇注系统，制定合理的工艺方案；虽然综合铸造成本较低，但最好有一定的生产批量，以获得最佳的经济效益。消失模铸造成套设备，是在吸取国内外先进工艺基础上，结合我国国情和生产实际，在满足工艺要求的同时，突出投资少、见效快，性能稳定可靠，生产灵活，用技工少，应用范围广等特点。非常适合新建中小铸造厂或中小铸造厂的工艺改造。

生产原理：该法按EPC工艺先制成泡塑模型，涂挂特制涂料，干燥后，置于特制砂箱中，填入干砂，三维振动紧实，抽真空状态下浇铸，模型气化消失，金属置换模型，复制出与泡塑模型一样的铸件。

工艺流程：a制作泡塑气化模。b组合浇注系统。c气化模表面刷、喷特制耐火涂料并烘干。d将特制隔层砂箱置于振动工作台上。e填入底砂（干石英砂）振实，刮平。f将烘干的气化模放于底砂上，填满干砂，微振适当时间刮平箱口。g用塑料薄膜覆盖，放上浇口杯，接真空系统抽真空，石英砂紧固成型后，进行浇注，气化模气化消失，金属液取代其位置。h释放真空，待铸件冷凝后翻箱，从松散的石英砂中取出铸件。

浇铸工艺：消失模铸造的浇注过程，就是钢液充型，同时泡塑模具气化消失的过程。浇道始终要充满钢液，若不充满，由于涂料层强度有限，极容易发生型砂塌陷以及进气现象，造成铸件缺陷。一般铸件应该控制钢液底浇，有利于钢液平稳充型，模型不容易形成很大的空腔。由于负压真空的吸力和重力作用，钢液充型速度很快，立浇道横截面积不宜太大。


      消失模铸造的钢液浇铸与传统砂型铸造的钢液浇铸有所不同：传统砂型铸造采用敞口式，而消失模铸造采用负压封闭式，而且必须是在浇口杯以下封闭。钢液进入模塑模具，其开始液化燃烧，并气化消失，钢液前端短距离形成暂时的空腔，所以设计钢液充型的速度和泡塑模型消失的速度大致相同。为防止钢液高温辐射熔化同箱其它模型，浇道适当离铸件模型远一点。立浇道的位置选择整箱铸件最低位置。 浇注时注意调节和控制负压真空度在一定范围内，浇注完毕后保持在一定负压状态下一段时间，负压停止、钢液冷凝后出箱。  


      注意事项：浇注钢液时要稳、准、快。瞬时充满浇口杯，并且快速不断流，吨钢液在约一分钟左右 。如果同箱铸件的钢液断流，会吸进空气，有可能造成塌砂现象或者铸件增多气孔的问题，导致铸件报废


消失模铸造技术　　消失模铸造工艺包括浇冒口系统设计、浇注温度控制、浇注操作控制、负压控制等。
　　浇注系统在消失模铸造工艺中具有十分重要的地位，是铸件生产成败的一个关键。在浇注系统设计时，应考虑到这种工艺的特殊性，由于模型簇的存在，使得金属液浇入后的行为与砂型铸造有很大的不同。因此浇注系统设计必定与砂型铸造有一定的区别。在设计浇注系统各部分截面尺寸时，应考虑到消失模铸造金属液浇注时由于模型存在而产生的阻力，最小阻流面积应略大于砂型铸造。
　　由于铸件品种繁多、形状各异，每个铸件的具体生产工艺都有各自的特点，并且千差万别。这些因素都直接影响到浇注系统设计结果的准确性。为此，可将铸件以某种方式进行分类。针对中小铸件，可按铸件生产工艺特点进行分类，如表1所示。模型簇组合方式可基本反映铸件的特点，以及铸件的补缩形式。浇注系统各部分截面尺寸与铸件大小、模型簇组合方式以及每箱件数都有关系。为此，在设计新铸件的工艺时，应根据铸件特征，参照同类铸件浇注系统特点有针对性地进行计算。
　　因为模型的存在，在浇注过程中模型气化需要吸收热量，所以消失模铸造的浇注温度应略高于砂型铸造。对于不同的合金材料，与砂型铸造相比，消失模铸造浇注温度一般控制在高于砂型铸造30～50℃。这高出30～50℃的金属液的热量可满足模型气化需要的热量。浇注温度过低铸件容易产生浇不足、冷隔、皱皮等缺陷。浇注温度过高铸件容易产生粘砂等缺陷。
　　消失模铸造浇注操作最忌讳的是断续浇注，这样容易造成铸件产生冷隔缺陷，即先浇入的金属液温度降低，导致与后浇注的金属液之间产生冷隔。另外，消失模铸造浇注系统多采用封闭式浇注系统，以保持浇注的平稳性。对此，浇口杯的形式与浇注操作是否平稳关系密切。浇注时应保持浇口杯内液面保持稳定，使浇注动压头平稳。
　　负压是黑色合金消失模铸造的必要措施。负压的作用是增加砂型强度和刚度的重要保证措施，同时也是将模型气化产物排除的主要措施。负压的大小及保持时间与铸件材质和模型簇结构以及涂料有关。对于透气性较好、涂层厚度小于1mm的涂料，对铸铁件负压大小一般在0.04～0.06MPa，对于铸钢件取其上限。对于铸铝件负压大小一般控制在0.02～0.03MPa。负压保持时间依模型簇结构而定，每箱中模型簇数量较大的情况，可适当延长负压保持时间。一般是在铸件表层凝固结壳达到一定厚度即可却去负压。对于涂层较厚及涂料透气性较差的情况，可适当增大负压及保持时间。
　　消失模铸造技术被分解成三个步骤：
　　白区、浇铸和最后清整工序。消失模铸造工人根据聚苯乙烯的发泡成型制造了“白区”这个词，并且，测得最终铸件质量80~90%取决于白区工序。白区工序过程是珠粒发泡、泡沫成型、组合成串、刷涂料、烘干。而整个技术的其它工序也很重要（事实上，浇铸一个消失模模样跟一个空腔铸型没有半点相似之处）。这篇文章重点在于介绍消失模白区工艺以及白区在制作高质量的大批量铸件中的作用。
　　为了清楚的说明消失模铸造中的泡沫成型部分，关于消失模铸造模具是如何制得的讨论是必须的。
　　模具设计
　　为了保证铸件既满足产品功能要求又能达到可铸和方便加工的要求，在零件设计人员，消失模铸造工作者和机械加工人员中实施并行工程是必须的。消失模铸造技术的真正价值是零件的设计可以比典型的用在型砂和金属模中的型芯更复杂。机器加工步骤可以免去，并且整个零件可以被粘合以消除垫圈和/或联接紧固密封圈。如果产品客户和加工客户真正懂得消失模铸造配件给产品设计带来的价值，消失模铸件将得到更广泛的应用。
　　零件设计人员和模具设计人员进行同步设计时，三维电脑工作平台的使用是必须的，模具设计者可以把草图、拔模斜度、倒圆和缩放因素放入到零件设计中。当零件设计者改进图纸时，模具设计者可以开始设置分模线、融合线和必须的抽芯机构来制泡沫模型，模具壁厚和模具嵌块正确使用的重要性，透气塞和射料枪的合理布置是三个属性，不仅用于产品设计，也可用于模具设计。使用电脑“壁厚探测器”探测薄壁问题。
　　一个消失模模具的设计制造中心包含“普通模具库”的使用、这个“三维电子CAD库”存有消失模模具用到的所有普通硬件，消失模铸造模具设计者利用电子三维馆中储存的样品并使之适用于设计中的特殊零件。这“普通模具库”包含特定工程配件，一般商品（紧固件、定位器、汽缸、活块等），并且有超出模具设计的射料枪，射料枪安装夹板，汽室和绝缘装置，型芯抽出装置，限制开关等等。这个库中还包含所有的重要配合尺寸和被并入到泡沫模型店中的制模和粘合机器的工作参数。普通几何尺寸合公差也被收藏到这个库中，假如希望的话，快速变化模具可以被设计，包括蒸汽、水、电流、压缩空气、真空源等等。
　　如果真正的并行工程尝试被零件设计、模具设计者、模具操作者采用以及在铸造厂中浇铸成型，这个普通模具库就变得真的有价值，从过去的工作中可学得经验并存档到这个电子CAD库中，所以新的零件设计可以建立在这些取得的经验上。举个例子，当检测一个模具的故障，模具机器操作者发现不管他如何调整机器参数，总是不能把料填到模具中的特定区域中。这个模具的设计者被咨询后，作出了在问题区域添加一把射料枪或者添加透气孔的决定。于是，射料问题解决了。当这个模具设计者研究了问题区域的几何结构，他制出了射料枪和透气孔的分布规则用于将来的模具设计。一份标准的设计清单、材料清单和过程清单可从这发展出来，这库引领着将来的零件设计。

weishaorong

铸造行业目前是科研实力较强，实际生产应用比较少，如何将目前较好一些铸造方法应用到实际中去，消失模铸造是绿色铸造，是解决铸造行业环境糟糕、污染严重的一个好方法，就我所知目前应用的地方不多。

tigerwan

谢谢楼主，虽然是做贸易的，但是不了解自己的产品是行不通的，希望在这里能够完善自己产品方面的缺陷！！！！

hkkuup

铸造什么时候才能改变成环保型的，它的垃圾是占地面积大，还不能回收，失蜡铸造，我们的堆成山了

alpon

我们厂用的是树脂砂技术，那叫脏啊，累啊，什么时候能换上环保型的铸造方法啊？
楼主文章中的铸造技术真好啊！

株株

消失模也很脏啊,

lionwww

消失模较之传统铸造已经进步多了，而且产品质量也得到了提升

walkingily

哪里有关于铸造工艺图的学习啊？

LIUZY21

我们单位有个铸造车间，那里面那叫一个脏，老远看过去灰尘遮天蔽日的

qingzi

我是学习薄带连铸的，不知道楼主能不能介绍下，谢谢！！！

株株

我去过很多铸造厂,都很脏,永久模好一点

ioriken

楼主 我想学习下 有关铸造车间设计方面的 有没有啊  谢谢啦 QQ372719306

czwjn

铸造都是很脏的，尤其是铸铁，行业特征啊，所以大学生都不愿意干这个行业了

陈然

回复 13# fhqissy


    和消失模差不多啊

张三

我们今年上了一套，现在在上第二个车间，也有一些问题需要改进的，我是边学习边改造，象浇道系统，理论上还没有好的报道。

大菠萝

粉尘比较多，不戴帽子去车间的话一天就得洗一次头