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金屬型鑄造工藝的詳細介紹

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發(fā)表時(shí)間:2019-06-01 11:14

根據金屬型鑄造工藝的一些特點(diǎn),為了保證鑄件質(zhì)量,簡(jiǎn)化金屬型結構,充分發(fā)揮它的技術(shù)經(jīng)濟效益,首先必須對鑄件的結構進(jìn)行分析,并制訂合理的鑄件工藝。


一、鑄件結構的工藝性分析

    金屬型鑄造結構工藝性的好壞,是保證鑄件質(zhì)量,發(fā)揮金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)的先決條件。合理的鑄造構應遵循下列原則:

    1)鑄造結構不應阻礙出型,防礙收縮;2)厚差不能太大,以免造成各部分溫差懸殊,從而引起鑄件縮裂和縮松;3)限制金屬型鑄件的最小壁厚。

    另外,對鑄件非加工面的精度和光潔度應要求適當。


二 、鑄件在金屬型中的澆注位置

    鑄件的澆注位置直接關(guān)系到型芯和分型面的數量、液體金屬的導入位置,冒口的補縮效果,排氣的通暢程度以及金屬型的復雜程度等。選擇澆注位置的原則如下:

1.保證金屬液在充型時(shí)流功平穩,排氣方便,避免液流卷氣和金屬被氧化;

2. 有利于順序凝固,補縮良好,以保證獲得組織致密的鑄件;

3.型芯數目應盡量減少,安放方便、穩定、而且易于出型;

4.有利于金屬型結構簡(jiǎn)化,鑄件出型方便等。


三、 鑄性分型面的選擇


    分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類(lèi)(垂直、水平混合分型或曲面分型)三種。選擇分型面的原則如下:

1.為簡(jiǎn)化金屬型結構,提高稿件精度,對形狀教簡(jiǎn)單的鑄件**都布置在半型內,或大部分布置在半型內;

2.分型面數目應盡量少,保證鑄件外形美觀(guān),鑄件出型和下芯方便;

3.選擇的分型面應保證設置澆冒口方便,金屬充型時(shí)流動(dòng)平穩,有利于型腔里的氣體排出;

4.分型面不得選在加工基準面上;

5,盡量避免曲面分型,減少拆卸件及活決數量。


四、 澆鑄系統設計

    根據金屬型鑄造的某些特點(diǎn),在設計澆注系統時(shí)須注意以下幾點(diǎn):金屬澆注速度大,超過(guò)砂型的約20%。其次,在液體金屬充型時(shí),型腔里的氣體要能順利排除,其流向應盡可能與液流方向一致,順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口;此外,應注意使液體金屬在充型時(shí)流動(dòng)平穩,不產(chǎn)生渦流,不沖擊型壁或型芯,更不可產(chǎn)生飛濺。

    金屬型的澆注系統一般分為頂注式、底注式和側注式三類(lèi)。

1)頂注式,其熱分布較合理,有利于順序凝固,可減少金屬液的消耗,但金屬液流動(dòng)不平穩,易進(jìn)法,鑄件高時(shí),易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件,一般只適用于鑄件高度小于100毫米的簡(jiǎn)單件;

2)底注式,金屬液流動(dòng)較平穩,有利于排氣,但溫度分布不合理,不利于鑄件順利凝固;

3)側注式,兼有上述兩者的優(yōu)點(diǎn),金屬液流動(dòng)平穩,便于集渣,排氣等,但金屬液消耗大,澆口清理工作量大。

    金屬型澆注系統的結構與砂型鑄造基本相似,但由于金屬型壁不透氣,導熱能力強,因此要求澆注系統結構,能有利于降低金屬液流速,流動(dòng)平穩,減少其對型壁的沖刷。除應保證型腔內氣體有充裕的時(shí)間排除外,還保證在充型過(guò)程中不得產(chǎn)生噴濺。

    當用金屬型澆注黑色金屬時(shí),由于鑄件冷速大,液流的粘度急劇增加,因此多采用封閉式澆口,其各部分截面積比例為:F內:F橫:F直=1:1.15:1.25


五、 冒口設計

    金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時(shí)具有同等的作用:即為補縮、集渣和排氣。它的設計原則也與砂型用冒口相同。由于金屬型冷卻速度大,而冒口又常采用保溫涂料或砂層,因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。

    金屬型鑄件的工藝參數

    由于金屬型工藝的特點(diǎn),其鑄件的工藝參數與砂型鑄件略有區別。金屬型鑄件的線(xiàn)收縮率不僅與合金的線(xiàn)收縮有關(guān),還與鑄件結構、鑄件在金屬型中收縮受阻的情況、鑄件出型溫度,金屬型受熱后的膨脹及尺寸變化等因素有關(guān),其取值還要考慮在試澆過(guò)程中留有修改尺寸的余地。

    為取出金屬型芯和鑄件,在鑄件的出芯和出型方向應取適當斜度,對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關(guān)手冊。

    金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高,所以加工裕量可較小,一般在0.5~4mm之間。

    在確定鑄件工藝參數之后,就可繪制金屬型鑄件工藝圖,該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。


六、金屬型的設計


    鑄件工藝圖繪制之后,就可進(jìn)行金屬型設計。設計內容主要包括確定金屬型的結構、尺寸、型芯、排氣系統和頂桿機構等。

對設計的金屬型應力求結構簡(jiǎn)單,加工方便,選材合理,安全可靠。.金屬型的結構形式

1、金屬型的結構形式

金屬型的結構取決于鑄件形狀、尺寸大??;分型面數量;合金種類(lèi)和生產(chǎn)批量等條件。按分型面位置,金屬型結構有以下幾種形式:

1.整體金屬型,鑄型無(wú)分型面,結構簡(jiǎn)單,但它只適用于形狀簡(jiǎn)單,無(wú)分型面的鑄件;

2.水平分型金屬型,它適用于薄壁輪狀鑄件。

3.垂直分型金屬型,這類(lèi)金屬型便于開(kāi)設澆冒口和排氣系統,開(kāi)合型方便,容易實(shí)現機械化生產(chǎn);多用于生產(chǎn)簡(jiǎn)單的小鑄件;

4.綜合分型金屬型:它由兩個(gè)或兩個(gè)以上的分型面組成,甚至由活塊組成,一般用于復雜鑄件的生產(chǎn)。操作方便,生產(chǎn)中廣泛采用。


2、 金屬型主體設計

金屬型主體系指構成型腔,用于形成鑄件外形的部分。主體結構與鑄件大小,其在型中的澆注位置,分型面以及合金的種類(lèi)等有關(guān)。在設計時(shí)應力求使型腔的尺寸準確;便于開(kāi)設澆注系統和排氣系統,鑄件出型方便,有足夠的強度和剛度等。


3 、金屬型芯的設計

根據鑄件的復雜情況和合金的種類(lèi)可采用不同材料的型芯。一般澆注薄壁復雜件或高熔點(diǎn)合金(如銹鋼、鑄鐵)時(shí),多采用砂芯,而在澆注低熔點(diǎn)合金(如鋁、鎂合金)時(shí),大多采用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯并用。


4 、金屬型的排氣

在設計金屬型時(shí)就必須有排氣設施,其排氣的方式有以下幾種:

1.利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進(jìn)行排氣。

2.開(kāi)排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上,芯座或頂桿表面上做排氣槽。

3.設排氣孔。排氣孔一般開(kāi)設在金屬型的最高處。

4.排氣塞是金屬型常用的排氣設施


5、 頂出鑄件機構設計

金屬型腔的凹凸部分,對鑄件的收縮會(huì )有阻礙,鑄件出型時(shí)就會(huì )有阻力,必須采用頂出機構,方可將鑄件項出。在設計頂出機構時(shí),須注意下面幾點(diǎn):防止頂傷鑄件,即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑;防止頂桿卡死,首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當。如果間隙過(guò)大易鉆入金屬,過(guò)小則可能造成卡死的現象。根據經(jīng)驗**采用D4/dC4級配合。


6、 金屬型的定位、導向及鎖緊機構


    金屬型合型時(shí),要求兩半型定位準確,、一般采用兩種辦法,即定位銷(xiāo)定位和“止口”定位。對于上下分型,而分型面為圓形時(shí),可采用“止口”定位,而對于矩形分型面大多采用定位銷(xiāo)定位。定位銷(xiāo)應設在分型面輪廓之內,當金屬型本身尺寸較大,而自身的重量也較大時(shí),要保證開(kāi)合型定位方便,可采導向形式。


7、 金屬型材料的選擇

    從金屬型的破壞原因分析可以看到,制造金屬型的材料,應消足下列要求:耐熱性和導熱性好,反復受熱時(shí)不變形,不破壞;應具有一定的強度、韌性及耐磨性,機械加工性好。

鑄鐵是金屬型最常用的材料。其加工性能好,價(jià)廉,一般工廠(chǎng)均能自制,并且它又耐熱、耐磨,是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時(shí),才使用碳鋼和低合金鋼。

    采用鋁合金制造金屬型,在國外已引起注意,鋁型表面可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理,而獲得一層由Al2O3及Al2O3·H2O組成的氧化膜,其熔點(diǎn)和硬度都較高,而且耐熱、耐磨。據報導這種鋁金屬型,如采用水冷措施,它不僅可鑄造鋁件和銅件,同樣也可用來(lái)澆注黑色金屬鑄件。

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